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RÉSUMÉ
Cet article présente les phénomènes physiques liés à la propagation acoustique en milieu extérieur, quelles que soient les sources sonores en présence : bruit routier ou ferroviaire, bruit industriel, bruit éolien, etc. On se focalise ici sur l’influence particulière des conditions aux frontières sur le champ acoustique : effets de réflexion et d’absorption par le sol, de diffusion par la rugosité de surface, de réflexion diffuse par le bâti, etc. Cet article présente également la manière dont ces processus physiques peuvent être modélisés numériquement - cartographie, études d’impact, par exemple - et caractérisés expérimentalement (mesures in situ).
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This paper presents the physical phenomena related to acoustic propagation in an outdoor environment, whatever the sound sources present: road or rail noise, industrial noise, wind noise, etc. We focus here on the particular influence of boundary conditions on the acoustic field: effects of reflection and absorption by the ground, scattering by the surface roughness, diffuse reflection by the buildings, etc. This article also presents how these physical processes can be numerically modeled - e.g. mapping, impact studies - and experimentally characterized (in-situ measurements).
Auteur(s)
-
Benoit GAUVREAU : Directeur de recherche (HDR) - Unité mixte de recherche en Acoustique environnementale (UMRAE), université Gustave Eiffel (campus de Nantes)
INTRODUCTION
Le présent article fait directement suite à l’article [BR 100] traitant de l’influence de l’atmosphère sur la propagation acoustique en milieu extérieur. Formidable « terrain de jeu » pour l’acousticien de l’environnement, le milieu urbain conjugue toutes les complexités liées (i) à l’émission et (ii) à la propagation du son. En effet, du point de vue de l’émission, les situations acoustiques étudiées en milieu urbain mettent bien souvent en scène de nombreuses sources sonores : activités humaines (« anthropophonie »), présence animale (« biophonie »), sources sonores naturelles (« géophonie »), bruit des transports, bruit industriel, etc. Cependant, il ne sera pas (ou peu) question des sources sonores dans cet article, chacune d’elles étant supposée ici parfaitement connue, tant du point de vue fréquentiel (composition spectrale) que temporel (signature, stationnarité, rugosité, etc.), dynamique (mobilité) et géométrique (directivité, multipolarité, ponctualité, omnidirectionnalité, etc.). Sauf quand cela sera mentionné, on continuera donc ici à considérer le cas d’une source ponctuelle, monopolaire (donc omnidirectionnelle), immobile, stationnaire et émettant uniformément dans toute la gamme fréquentielle de l’audible (« bruit blanc » ou « bruit rose » en tiers d’octaves). Bien sûr, la réalité est tout autre ; cette décomposition est une vue de l’esprit afin de pouvoir appréhender le problème dans toute sa complexité (multi-source), puis ensuite le système dans son ensemble (« ambiance sonore »).
Ainsi, le présent article s’intéresse aux effets des frontières (sol, bâti, obstacles, etc.) sur la propagation acoustique, en particulier en milieu urbain ; il se focalise donc sur les phénomènes physiques afférents, indépendamment des sources sonores en présence : réflexion, diffraction et diffusion par les éléments du bâti et par l’encombrement des rues, absorption par les surfaces traitées ou végétalisées, etc. Certains de ces phénomènes physiques ont déjà été partiellement abordés dans l’article [BR 100] mais ce document permet de se focaliser plus en détail sur leurs effets en milieu densément bâti. En outre, les phénomènes propres à l’interurbain (e.g. effets de sol) peuvent parfois se révéler également très influents en milieu bâti (e.g. absorption par un parc végétal en ville), raison pour laquelle ces effets sont de plus en plus souvent intégrés aux modèles de propagation acoustique en milieu urbain.
L’échelle spatiale concernée ici s’étend donc de quelques mètres (rue) à plusieurs centaines de mètres (ville, territoire), en passant par celle du quartier. Pour cette échelle et pour ce type de milieu de propagation (densément bâti et avec beaucoup d’activités humaines), on s’intéresse souvent davantage au champ proche qu’au champ lointain. Cependant, en présence d’un grand nombre de sources sonores, la contribution des sources sonores « lointaines » (e.g. boulevard périphérique) n’est pas toujours négligeable pour caractériser (i.e. modéliser ou mesurer) l’environnement sonore d’une rue voire d’un quartier. Ainsi, la section 1 offre au lecteur – pas forcément acousticien – les bases théoriques de manière à pouvoir ensuite appréhender la modélisation numérique et la caractérisation expérimentale de la propagation acoustique en milieu urbanisé qui seront présentées section 2 et section 3, respectivement.
KEYWORDS
propagation | Environmental acoustics | ground | urban | experimental | numerical
DOI (Digital Object Identifier)
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Sigles, notations et symboles
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ARMON (R.), HANNINEN (O.) - Environmental Indicators. - Springer (2015).
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(2) - ARYA (S.P.) - Introduction to Micrometeorology. - Academic Press (2001).
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(3) - ATTENBOROUGH (K.), LI (K.M.), HOROSHENKOV (K.) - Predicting Outdoor Sound. - Taylor & Francis (2006).
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(4) - BREBBIA (C.A.) - Boundary Element Methods in Acoustics. - Springer, New York (2001).
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(5) - BRUNEAU (M.) - Fundamentals of Acoustics. - ISTE. Hermès (2008).
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(6) - BUCUR (V.) - Urban Forest Acoustics. - 1st Edition, Springer (2010).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Acoustique – Caractérisation et mesurage du bruit dû au trafic routier – Spécifications générales de mesurage. - NF S31-085 - 2002
-
Acoustique – Caractérisation et mesurage des bruits de l’environnement – Grandeurs fondamentales et méthodes générales d’évaluation. - NF S31-110 - 2005
-
Acoustique – Cartographie du bruit en milieu extérieur – Élaboration des cartes et représentation graphique. - NF S31-130 - 2008
-
Acoustique – Bruit dans l'environnement – Calcul de niveaux sonores. - NF S31-133 - 2011
-
Acoustique – Caractérisation et mesurage des bruits de l'environnement – Influence du sol et des conditions météorologiques. - NF S31-120 - 2018
-
Method for Calculation of the Absorption of Sound by the Atmosphere. - ANSI/ASA S.1-26 - 2014
-
Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements (GUM : 1995). - ISO IEC Guide...
ANNEXES
Loi n° 92-1444 du 31 décembre 1992 relative à la lutte contre le bruit (JORF n° 1 du 1er janvier 1993, source http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/Loi_bruit_MAJ.pdf).
Article L. 571-9 du code de l’environnement.
Directive 2002/49/CE du Parlement européen et du Conseil sur l’évaluation et la gestion du bruit dans l’environnement – Déclaration de la Commission au sein du comité de conciliation concernant la directive relative à l’évaluation et à la gestion du bruit ambiant (JOUE L 189 du 18 juillet 2002).
HAUT DE PAGEOrganismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Centre d’information et de documentation sur le bruit (CIDB) : https://bruit.fr
Institut de recherche en sciences et techniques de la ville (IRSTV) : https://irstv.ec-nantes.fr
Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)Centre d’information et de documentation sur le bruit (CIDB) : https://bruit.fr
Projet VegDUD (période 2010-2013) : https://irstv.ec-nantes.fr/environnement-sonore-urbain
Projet Nature4cities (2018-2021) : https://www.nature4cities.eu
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