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Auteur(s)
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Michel BÉRENGIER : Directeur de recherche au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)
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Les phénomènes de propagation des ondes sonores émises dans l'environnement par les sources terrestres (transports, industrie, etc.) sont complexes et font intervenir un grand nombre de paramètres dont les principaux sont reliés, d'une part, aux caractéristiques physiques du milieu à l'intérieur duquel se propagent les ondes acoustiques (l'air) et, d'autre part, aux conditions aux frontières (sols naturels ou artificiels, obstacles, etc.). C'est ainsi qu'une bonne connaissance du milieu de propagation impose de prendre en considération dans la modélisation divers mécanismes comme par exemple :
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la divergence géométrique ;
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l'absorption moléculaire ;
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la réflexion sur les surfaces limites ;
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les divers phénomènes de diffraction ;
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l'influence des profils verticaux de température et de vitesse du vent ;
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l'influence de la turbulence atmosphérique.
En fonction de la complexité du problème à traiter, différentes approches sont envisageables. Durant les trente dernières années, divers auteurs [1] ont abordé cet important problème par étapes successives, en intégrant à chacune d'entre elles un paramètre supplémentaire.
Au cours des prochains paragraphes, nous aborderons les divers modèles analytiques qui permettent déjà de considérer un nombre important de situations. Les nouvelles approches numériques mieux adaptées à des situations plus complexes ainsi que l'approche géostatistique seront abordées par la suite.
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- Version courante de oct. 2023 par Benoit GAUVREAU
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Approches analytiques
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4. Conclusion générale
Au cours des années 1970-1980, l'accroissement des nuisances sonores liées aux transports et aux industries a nécessité d'améliorer dans certains cas et d'élaborer, dans des cas plus complexes, différents modèles de prévision des effets propagatifs à grande distance de la source prenant en compte dans un premier temps, les effets de sol et plus tard, les effets atmosphériques.
Au cours de cette même période, l'évolution permanente des techniques a permis d'améliorer considérablement les modèles théoriques de façon à se rapprocher au mieux de conditions de propagation réalistes. Ainsi, les influences des sols hétérogènes et d'une atmosphère fluctuante ont pu être successivement identifiées.
Les approches analytiques principalement basées sur l'acoustique géométrique ont montré rapidement leurs limites lorsque les configurations de calcul se sont complexifiées. Les méthodes numériques sont venues alors prendre la relève. Les résultats présentés dans cet article montrent que ces techniques sont prometteuses, et tout particulièrement, l'approche par équation parabolique, qui allie une précision acceptable de l'estimation tout en conservant des temps de calcul raisonnables.
Toutefois, les recherches dans ce domaine sont toujours très actives. De nouveaux développements voient sans cesse le jour. Notons, à titre d'exemple, des méthodes hybrides utilisant des techniques d'éléments de frontière proche de la source et des techniques paraboliques en champ lointain [63] [64] ou encore des techniques, plus gourmandes en temps de calcul mais très prometteuses, comme celles basées sur l'équation d'Euler linéarisée [65].
Ces avances considérables n'ont cependant pu être obtenues que grâce à une collaboration étroite avec des météorologues travaillant sur des phénomènes atmosphériques dans les basses couches de l'atmosphère [66].
Après l'étape « recherche » liée à la modélisation des phénomènes, la nécessité d'avoir des méthodes normalisées a rapidement émergé. Ainsi a vu le jour en 1997, la « nouvelle méthode de prévision du bruit » (NMPB 96), toujours utilisée comme méthode européenne intérimaire pour la prévision du bruit du transport routier [30], en réponse à la Directive européenne sur l'environnement [67] et dont la version révisée...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ATTENBOROUGH (K.), HAYEK (S.I.), LAWTHER (J.M.) - Propagation of sound above a porous half space. - J. Acoust. Soc. Am., 68(5), p. 1493-1501 (1980).
-
(2) - BÉRENGIER (M.), STINSON (M.), DAIGLE (G.), HAMET (J.F.) - Porous road pavements : acoustical characterization and propagation effects. - J. Acoust. Soc. Am., 101, p. 155-162 (1997).
-
(3) - DAIGLE (G.A.), STINSON (M.R.), HAVELOCK (D.I.) - Experiments on surface waves over a model impedance plane using acoustic pulses. - J. Acoust. Soc. Am., 99, p. 1993-2005 (1996).
-
(4) - RUDNICK (I.) - The propagation of an acoustic wave along a boundary. - J. Acoust. Soc. Am., 19, p. 348-356 (1947).
-
(5) - DONATO (R.) - Propagation of a spherical wave near a plane boundary with complex impedance. - J. Acoust. Soc. Am., 60 , p. 34-39 (1976).
-
(6) - CHESSELL (C.I.) - Propagation of noise...
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