SymuBruit - couplage trafic/acoustique
Descriptif Couplage Acoustique
Schéma fonctionnel de Symubruit
Principe
Le modèle SYMUVIA fournit la position, la vitesse, et l’accélération de chaque véhicule présent sur le réseau, à chaque pas de temps (typiquement 1s). Ces données peuvent être utilisées pour évaluer finement l’impact environnemental (bruit, quantité de polluants émises ou consommations énergétiques) de stratégies de régulation (mise en place d’un site propre, coordination des feux, etc.).
Les efforts se sont pour l’instant concentrés sur la réalisation de la plate forme SYMUBRUIT, qui permet l’estimation dynamique des niveaux de bruit. En pratique, SYMUVIA est couplé aux lois d’émission acoustique des véhicules développées par l’INRETS/LTE [+]. Ces lois déterminent la puissance acoustique Lw émise par chaque véhicule, en fonction de sa vitesse, et de son régime (régime accéléré, ralenti, ou stationnaire). Ces lois distinguent les classes de véhicules «véhicules légers» et «poids lourds». SYMUBRUIT permet ainsi l’estimation du bruit émis sur un réseau routier (urbain en particulier), en prenant en compte la spécificité de l’écoulement du trafic en milieu urbain.
Le modèle a récemment été couplé au logiciel de propagation MITHRA [+], développé au CSTB, ce qui permet l’estimation des niveaux de bruit reçus, seconde par seconde, en une carte de récepteurs à proximité de la voie, en prenant en compte la géométrie du tissu urbain (forme des bâtiments, multiples réflexions, etc.). Ainsi, la chaîne complète de modélisation permet d’évaluer des stratégies de régulation non seulement sur les conditions de circulation, mais également sur les nuisances acoustiques associées. En particulier, le logiciel a permis la comparaison :
[+] de l’impact acoustique d’un carrefour giratoire et d’un carrefour à feux ;
[+] de l’impact acoustique de stratégies de régulation sur un axe urbain.
Vers de nouveaux indicateurs acoustiques…
Les modèles d’estimation dynamique du bruit, et en particulier SymuBruit, donnent accès à l’évolution des niveaux de bruit le long d’un cours urbain, ce qui n’était pas possible avec une approche de modélisation traditionnelle. Cette avancée pose la question de la définition d’indicateurs acoustiques sensibles à la dynamique du bruit.
Le bruit de trafic urbain se caractérise par des niveaux très fluctuants, qui sont imposées en particulier par les feux de signalisation. Les indicateurs acoustiques usuels, calculés sur de longues périodes, ne sont pas forcément sensibles à ces fluctuations. Il est donc nécessaire de déterminer quels indicateurs acoustiques sont à même de rendre compte du caractère dynamique du bruit de trafic urbain.
Une réflexion sur les indicateurs a été menée, en s’intéressant en particulier à la dynamique du bruit sur un cours urbain. La réflexion s’est appuyée sur les données relevées dans le cadre du projet EDBCMU [+]. L’analyse de l’évolution des niveaux de bruit a permis de montrer que les variations de bruit à l’échelle du cycle de feu sont prépondérantes sur le cours. Aucun des indicateurs acoustiques actuels ne permet de retranscrire ces variations.
Le choix a donc été fait de proposer des indicateurs sensibles à ce rythme, c’est-à-dire mettant en évidence le motif de bruit qui se répète en moyenne à chaque cycle de feu. Pour cela, le motif de bruit moyen le plus fréquent a été reconstruit :
Motif de bruit reconstitué : point au droit du feu
La principale caractéristique de ce motif est la présence de deux paliers qui correspondent aux phases de vert et de rouge. Un indicateur a été proposé pour synthétiser la forme du motif. Il consiste en une modélisation de la distribution des niveaux de bruit observés. En effet, l’alternance à l’échelle du cycle de feu entre les périodes de vert et les périodes de rouge donne une forme caractéristique aux distributions des niveaux de bruit aux abords d’une route régulée par des feux tricolores. L’approximation des distributions par une fonction « bi-gaussienne » s’est avérée très concluante.
Estimation de la distribution des niveaux de bruit : Point au droit du feu
Cette méthode permet de souligner efficacement les caractéristiques du bruit sur un cours en sens unique tel que le cours Lafayette :
les niveaux correspondant au temps de vert et au temps de rouge sont retranscrits par la valeur des modes de la bi-gaussienne,
les variations de niveaux au sein des périodes de vert et de rouge peuvent être estimées par les écarts type de chaque mode.
l’importance relative des modes est représentée par la valeur de l’aire de chaque mode.
Variations de bruit autour du motif de bruit moyen : Point au droit du feu
Enfin, une analyse des variations autour de ce motif de bruit a été proposée. Des indicateurs du type : « nombre de cycles de feux où le niveau dépasse un seuil de niveau de bruit donné », « valeur minimum (ou maximum) atteinte en moyenne à chaque cycle » ont été proposés. Ces indicateurs permettent de caractériser l’apparition périodique d’événements bruyants, ou de quantifier le retour au calme associé aux périodes où le feu est rouge. La prochaine étape de ce travail consistera à regarder comment cette dynamique du bruit à laquelle sont soumis les riverains, et qu’on l’on est désormais capable de souligner par le biais d’indicateurs, impacte le caractère agréable ou désagréable de l’environnement sonore tels qu’il est ressenti par les riverains.
Références
- CAN, A., LECLERCQ, L., LELONG, J. et DEFRANCE, J. Capturing urban traffic noise dynamics through relevant descriptors. Applied Acoustics, 69. p.1270-1280. 2008.
- CAN, A., LECLERCQ L. et LELONG J. Acoustic descriptors for dynamic noise estimation close to traffic signals. Proceedings of the 36th International Congress and Exhibition on Noise Control Engineering (Inter-Noise). 28-31 août 2007. Istanbul, Turkey [Cdrom]. 10 p.
- CAN, A., LECLERCQ L., LELONG J. et DEFRANCE J. Réflexion sur la définition d’indicateurs acoustiques pour une caractérisation de la dynamique du bruit en milieu urbain. Bron : Inrets, rapport LICIT. 2007. 93p.
- LECLERCQ L., LELONG J. et DEFRANCE J. Dynamic assessment of road traffic noise: elaboration of a global model. In the proceedings of the 18th congress on acoustics. Kyoto, Japon. 2004. 6p.
[dernière mise à jour : 27/04/2009]
