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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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5. Propagation
5.1 Bruit à bord
Le confort acoustique en cabine de conduite, en plate-forme ou en salle voyageur est piloté à la fois par les sources de bruit, celles qui contribuent au bruit extérieur, et par les voies de transfert entre ces sources et les habitacles.
Ces transferts sont de type aérien (transparence de panneaux, passage par les gaines de ventilation…) et solidien (passage par les liaisons bogie-caisse, les amortisseurs caisse-caisse…).
L'analyse des voies de transfert aérien, réalisée à l'aide de méthodes énergétiques du type SEA (Statistical Energy Analysis), permet de déterminer les contributions des diverses sources et des différents éléments de la caisse au bruit dans les habitacles (voir modèle SEA de caisse TGV, 27).
Les méthodes de traitement du signal de type MISO (Multiple Input – Single Output) complètent le diagnostic avec la contribution des voies solidiennes .
La réponse acoustique de la salle est aussi prise en compte. En conception, on veille notamment à ce que les fréquences des modes de salle (que l'on assimile en première approximation à un parallélépipède) ne correspondent pas aux fréquences d'excitation.
À titre d'exemple, pour les salles TGV, les transferts aériens sont responsables de la majeure partie...
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Propagation
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).
- ...
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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