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RÉSUMÉ
La problématique du bruit ferroviaire, à bord et en environnement, reste prépondérante et sa réduction est une des priorités du transport ferroviaire, notamment sur le matériel TGV. Ce bruit est constitué essentiellement du bruit de roulement, dû au contact roue/rail, et du bruit d’origine aérodynamique dû à l’augmentation des vitesses. À ces deux composantes, s’ajoute à l’arrêt et à faible vitesse le bruit des équipements. L’état de l’infrastructure a une forte influence sur ces paramètres et contribue ainsi grandement à cette nuisance sonore. Les effets de propagation de ces bruits déterminent au final le confort intérieur et l’acoustique environnementale.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Louis-Marie CLÉON : Ingénieur des Mines, ex directeur technique « Recherche », SNCF
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Franck POISSON : Docteur en acoustique, SNCF « Direction de l'Innovation et de la Recherche »
INTRODUCTION
Bien que des atouts environnementaux soient largement crédités au système ferroviaire, le bruit apparaît encore comme son talon d'Achille, en dépit des progrès indéniables dans le cas des TGV par exemple.
Les recherches sur le bruit ferroviaire ont déjà permis de connaître et réduire le bruit de roulement , source principale du bruit ferroviaire pour les vitesses classiques dans le domaine voyageur. Il est primordial que des progrès similaires soient réalisés dans l'activité du fret ferroviaire. De même, le trafic périurbain dans les grandes agglomérations, et en particulier en Ile-de-France, doit aussi bénéficier de ces progrès pour en poursuivre le développement compte tenu de la densité forte d'habitations le long des plates-formes ferroviaires.
La problématique du bruit – l'exemple du bruit du roulement l'illustre bien – est celle d'un système où toutes les composantes (la roue des véhicules et le rail des infrastructures) contribuent à l'émission. « L'efficacité des solutions repose sur une action simultanée sur toutes les composantes de ce système. » (Extrait de l'éditorial du président Louis Gallois dans la Revue Générale des Chemins de Fer d'octobre 2003).
Si le bruit de roulement évoqué précédemment reste prépondérant jusqu'aux alentours de 300 km/h, le bruit d'origine aérodynamique apporte une contribution non négligeable pour les vitesses supérieures, d'une part parce qu'en réduisant le bruit du roulement, le bruit d'origine aérodynamique apparaît plus tôt et d'autre part parce que ce dernier croît plus vite avec la vitesse.
Ces différentes sources de bruit pour l'environnement nuisent aussi au confort du voyageur et du mécanicien. Des sources ponctuelles, comme le bruit de climatisation, les annonces sonores, les téléphones portables, les conversations trop fortes de voyageurs… peuvent susciter une gêne complémentaire, relevant évidemment du domaine de la physiologie mais aussi de la psychoacoustique.
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1. Bruit, environnement et confort
Comme dans tous les moyens de transport, l'acoustique comprend deux volets : le bruit interne et le bruit externe. Le transport ferroviaire cumule des sources que l'on retrouve dans le domaine « automobile » (contact matériel / infrastructure) et dans le domaine « aéronautique » (sources aéroacoustiques). Pour le riverain, il cumule aussi des sources intermittentes lors du passage d'un train (comme pour le passage d'un avion) et des sources plus continues comme le trafic routier dans les zones périurbaines à fort trafic. Ces deux remarques montrent la complexité du problème, accentuée par la séparation entre l'exploitant et le gérant d'infrastructure. Nous y reviendrons.
Une grande partie de la population est exposée au bruit des trains, comme riverains, ou comme usagers (ou comme acteur ferroviaire ou acteurs extérieurs spécialisés dans ce domaine de recherche !).
1.1 Acoustique en environnement
En tant que riverain, le bruit peut être extrêmement gênant car il se manifeste par la survenance plus ou moins aléatoire (même si « chacun des trains » doit passer à un endroit précis à un instant donné) d'événements qui peuvent être plus ou moins brefs (TGV, trafic de banlieue en pointe, trains de fret longs et lents).
Sa réduction est une des priorités du transport ferroviaire et, suivant le cas (TGV, trains régionaux, banlieue et fret), les solutions ne sont pas toujours identiques.
En effet, c'est l'une de ses caractéristiques : le bruit ferroviaire est constitué de sources multiples :
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le bruit de roulement, dû aux irrégularités du contact roue/rail. C'est le bruit qui fait l'objet des études les plus importantes, car il est prépondérant dans la contribution globale jusqu'à des vitesses de l'ordre de 300 km/h ;
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le bruit d'origine aérodynamique ou source aéroacoustique. Avec la réduction du bruit du roulement et l'augmentation des vitesses, la contribution aéroacoustique apparaît nettement ;
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on ne négligera pas les bruits à faible vitesse (< 80 km/h) et à l'arrêt, en gare ou en triage, des différents équipements techniques des motrices et locomotives.
Une caractéristique notable du bruit du transport ferroviaire par rapport à l'aviation est l'influence de l'état de l'infrastructure (le ciel, sauf en présence de fumée de volcan, semble plus serein !)....
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Bruit, environnement et confort
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALIBERT (F.), LETOURNEAUX (F.), COSTE (O.), POISSON (F.) - Noise source caractérisation on a TGV Duplex running up to 350kph by means of a 2D acoustique array - . Congrès Français d‘Acoustique (2003).
-
(2) - BELINGARD (P.), POISSON (F.), BELLAJ (S.) - Experimental study of noise barriers for high speed train - . Congrès international Worshop on Railway Noise (2010).
-
(3) - BONGINI (E.), MOLLA (S.), GAUTIER(P.E.), HABAULT (H.), MATTEI (P.O.), POISSON (F.) - Synthesis of noise of operating vehicles : Development within SILENCE of a tool with listening features - . International Workshop of Railway Noise (2007).
-
(4) - CHEN (H.), CHEN (S.), MATTHAEUS (W.) - Recovery of the Navier-Stokes equation using a lattice Boltzmann method - . Phys. Rev. A, 45, p. 5339-5342 (1992).
-
(5) - CHIELLO (O.), LORANG X.), CORDIER (J.F.), MARGIOCCHI (F.) - Projet Crisfis partie 1 : étude théorique et expérimentale du crissement de freins à disques pour le ferroviaire - . Journée Européenne de Freinage (2006).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
NF ISO 226 Février 2004 Acoustique – Lignes isosoniques normales.
NF EN ISO 3095 Novembre 2005 Applications ferroviaires – Acoustique – Mesurage du bruit émis par les véhicules circulant sur rails.
NF EN ISO 3381 Novembre 2005 Applications ferroviaires – Acoustique – Mesurage du bruit à l'intérieur des véhicules circulant sur rails.
ISO/TS Février 2003 Acoustique – Évaluation de la gêne causée par le bruit au moyen d'enquêtes sociales et d'enquêtes socio-acoustiques.
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