Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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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The issue of railway noise, both on board and in the environment, remains significant and its reduction, for rail transportation, is a priority notably for TGV equipment. This noise essentially consists of a rolling noise due to wheel/rail contact and a noise of aerodynamic origin due to increasing speed. Equipment noise when at a halt and at low speed must also be taken into account. The state of the infrastructure has a significant influence on these parameters and thus contributes a great deal to this noise nuisance. The propagation effects of these noises eventually determine indoor comfort and environmental acoustics.
Auteur(s)
-
Louis-Marie CLÉON : Ingénieur des Mines, ex directeur technique « Recherche », SNCF
-
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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Perspectives
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6. Réception
6.1 Confort acoustique à bord
6.1.1 Niveau et spectres de bruit en salle
Dans le cas du TGV circulant à 300 km/h, toutes les sources de bruit contribuent au bruit intérieur. Les niveaux sonores sont de l'ordre de 70 dB(A) en salle et peuvent atteindre 79 dB(A), dans l'intercirculation, entre deux remorques. Ces niveaux sont tout à fait acceptables mais néanmoins les opérateurs ferroviaires et les constructeurs travaillent pour mieux les spécifier, les maîtriser.
Ces niveaux, stables et reproductibles, sont essentiellement influencés par la vitesse. Le sens de circulation, la classe de la remorque ont un effet à peine perceptible (≈ 2 dB(A)).
En salle, la majeure partie de l'énergie acoustique est localisée dans les basses fréquences. La bande 30-500 Hz représente de 93 à 95 % du niveau global pondéré A (voir 28).
En basses fréquences, l'énergie contenue dans la bande de fréquences 80 Hz correspond à des raies bien marquées issues des défauts sur la table de roulement, au nombre de trois, équirépartis sur la circonférence de la roue. La fréquence engendrée est donc :
( 37 )
Les opérations de maintenance sur les roues (reprofilage) permettent de supprimer ce défaut et donc cette émergence fréquentielle.
Autour de 100 Hz, le phénomène de travelage dû au passage du dessous de caisse lisse au-dessus d'une surface périodique (alternance de la partie lisse des traverses et des cailloux du ballast) crée une émergence à la fréquence de :
( 38 )
où d est l'espacement entre les traverses.
Lors de passages en tunnel, le bruit à bord augmente (≈ + 4 à + 10 dB(A)). Cette augmentation...
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Réception
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
-
L'aéroacoustique en aéronautique
-
Bruit des transports : effets sur l'homme, indices et réglementation
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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