Mesure en continu : méthode et matériel

Journée de Clôture de l’Opération de Recherche « Sources de Bruit routier » Nantes 9 février 2007
Mesure en continu du Bruit de Contact
Pneu-Chaussée
Description de la méthode et du matériel
Fabienne Anfosso-Lédée
LCPC Nantes, Section Acoustique Routière et Urbaine
Plan
Objectifs et contexte
Principes de la méthode LPC
Le matériel de mesure
Le programme de développement
Facteurs d’influence
La méthodologie
Méthode d’analyse et indicateurs
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Objectifs
Besoin exprimé d’une méthode de mesure du
bruit de roulement « en continu », pour :
• la caractérisation des performances acoustiques
de revêtements de chaussée
• la vérification de ces performances après chantier
• le diagnostic acoustique et suivi dans le temps de
réseaux routiers
Pas de restriction de site (urbain et interurbain)
Qualifier l’homogénéité acoustique d’un linéaire
Méthode « économique »
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Contexte
• Diversité des équipements à travers le monde
TÜG, PL
TRL, UK
LREP, F
CEDEX, E
DWW, NL
TÜV,
D
TUV
M+P, NL
JARI, JP
• Travaux normatifs
• Draft ISO CD 11819-2 (< 2000)
• Rédaction AFNOR XP S31-145-1 (depuis 2001)
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Le projet LPC
6 LPC impliqués dont 5 équipés : LRPC Clermont-Fd ; LRPC Est-Parisien ;
LRPC Lille ; LRPC Strasbourg ; LCPC ; LRPC Autun
CHOIX n°1 : véhicule instrumenté
☺ AVANTAGES
Peu encombrant en milieu urbain
Fonctionnement réaliste du pneumatique
Conception simple et moins coûteuse
INCONVÉNIENTS
Sensibilité aux bruits extérieurs (trafic, aérodynamique…)
Choix limité de pneumatiques
Qualité de la mesure liée au véhicule porteur
Pérennité (liée à celle du véhicule)
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Le projet LPC
CHOIX n°2 : pneumatique « standard »
LAeq(200 m) (90 km/h) in dB(A)
95
90
85
80
75
pneu A
pneu B
pneu D
pneu C
pneu E
pneu F
Pneu Michelin Energy E3A
195/60/R15
Pneu d'essai
70
315
400
500
630
800
1k
1.25 k 1.6 k
2k
2.5 k 3.15 k
4k
5k
1/3 octave freq (Hz)
Recalage sur une planche routière de référence, non
circulée (planche BBSG 0/10 de la piste LCPC Nantes)
Définition d’un coefficient de correction de matériel
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Principe de la mesure
• 3 positions de microphones : 2
latérales (ISO) + 1 arrière (LREP)
• déclenchement automatique
0.1
0.2
0.15
0.1
0.2
0.2
• échantillonnage par pas de
distance constants
0.8
⎛ 1 T p2( t ) ⎞
Leq [T ] = 10 * log10 ⎜ ∫
dt ⎟
2
⎜T 0 p
⎟
0
⎝
⎠
⎛ 1 Δm p 2 ( x ) ⎞
Leq [Δm] = 10 * log10 ⎜
dx ⎟
∫
2
⎜ Δm 0
⎟
p0
⎝
⎠
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Echantillonnage spatial (1)
Δm : échantillon
LAeq[Δm](V)
Section testée
ΔL : tronçon
LAeq[ΔL](V) moyenne (arithm) des LAeq[Δm ](V)
Δm = tour de roue (~ 2 m)
ΔL = 20 m
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Echantillonnage spatial (2)
110
LAeq(2 m)
Niveau de bruit en continu (dBA)
LAeq(20 m)
joints de ponts
105
défaut de
chaussée
100
95
0
500
1000
1500
Distance (m)
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L’équipement de mesure
• véhicule instrumenté
- avec supports de capteurs aérodynamiques
• système d’acquisition (01dB-Métravib)
- Boitier d’acquisition
- 4 voies microphoniques : 3 mesures + 1
commentaires
- 1 voie tachymétrique
- 1 cellule de déclenchement automatique
• logiciel d’exploitation des résultats (LR Clermont-Fd)
- Codage des signaux
- Corrections de vitesse, analyses par tronçons…
- Edition de résultats
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Le programme de développement
(2001-2005)
Acquisition et validation du système de mesure
Essais comparatifs préliminaires entre les 5 laboratoires
Recherches sur les facteurs d’influence
vibrations
bruit aérodynamique
bruit mécanique
effet du pneumatique
Etablissement de la méthodologie
échantillonnage spatial, nombre de passages, type
d’analyse…
Validation de la méthodologie en conditions réelles
effet du bruit du trafic environnant
essais croisés de fidélité
cohérence avec méthode « au passage »
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Facteurs d’influence
Limites d’usage
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Méthodes d’analyse
Mesurage fin sur site protégé :
Mesurage sous circulation :
caractérisation de
revêtement (M1)
vérification de performances
acoustiques (M2)
Plusieurs passages à différentes vitesses
Plusieurs passages à vitesse règlementaire
Exploitation en régression
logarithmique
100
100
98
98
LAeq(Vref)
96
94
92
90
88
86
94
92
90
88
86
84
Vref
84
Vref
82
82
-0.4
LAeq(Vref)
96
Leq[Δm] (dB(A))
Niveau Leq[ Δ m] (dB(A))
102
Exploitation en moyenne autour
de la vitesse de référence
80
-0.3
-0.2
-0.1
log10(V/Vref)
0
0.1
0.2
70
75
80
85
90
95
Vitesse (km/h)
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100
105
110
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Indicateurs
Exploitation des mesures par tronçon
• (L 20m 90)k = Lmesuré + Cvitesse + Ctempérature + Cmatériel
(dBA)
Corrections
Moyenne des niveaux mesurés aux deux
microphones
latéraux
(minimum
30
échantillons et 80% du tronçon)
• Homogénéité locale :
(σ20m 90)k
Écart type des niveaux
mesurés sur le tronçon
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Indicateurs
Exploitation des mesures pour la zone d’essais
•
Niveau de proximité en continu de la zone d’essai :
L 20m 90 = moyenne (L 20m 90)k
σ90 = écart type (L 20m 90)k
Homogénéité
globale :
dB(A)
98.0
97.5
97.0
96.5
96.0
95.5
Homogénéité
globale de la
zone d’essai
95.0
Imperfection
locale
94.5
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(m)
Zone
640
620
600
580
560
540
520
500
480
460
440
420
94.0
400
•
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CONCLUSIONS
• Appareillage « simple » et efficace de mesure du
bruit de roulement
• La pérennité des caractéristiques du pneumatique
reste problématique
• Davantage de données croisées avec mesure au
passage sont nécessaires
Merci !
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