“Simulation et Dynamique du Bruit Routier”

Ashish BhaskarLaboratoire des voies de circulation LAVOC- EPFL

Journée Technique 2005

Mercredi, 14 Septembre

EPFL- Salle CO2

Contenu de la présentationModèle Suisse de prédiction du

bruit du trafic routierLes résultats préliminaires de la

recherche du LAVOC sur le bruit du trafic routier

Simulation dynamique du bruit du trafic routier dans une zone étendueÉtude de cas 2/40

Lutte contre le bruit

Actions sur les caractéristiques des véhicules

Actions de réduction du bruit

3/40

Mesures et prévision de bruit

Mesure du bruit Prédiction du bruit dans une zone étendue

4/40

Bruit de véhicule

Bruit du propulsion

Bruit de roulement

Conditionspermanentes :Le bruit de roulement domine

Conditions transitoires :

Le bruit de propulsion domine

Emissions du moteur (Bruit de propulsion)+

Contact pneu-chaussée

(Bruit de roulement)

=Bruit du

véhicule

5/40

Facteurs contribuant au bruit du trafic routier

Flux de Trafic

Véhicule à moteur

Structure de Route

6/40

· Volume de Circulation · Véhicule Lourd/ Léger

· Accélération· Vitesse

· Règlements de Trafic· Coordination des Feux

· Congestion

· Conditions Météo· Bâtiments· Construction· Terrrain· Arbres, buissons

· Moteur· Système de

Refroidissement· Dispositif d’échappement

· Pneus· Système de Prise

Roadside Environment

· Barrière de Bruit· Couche de Surface· Accotement· Carrefour· Déclivité· Tunnel · Route élevéeFacteurs

Humains· Conduite forte/ douce

· Dépassement de vehicule

· Accélération / Décélération brusque

· Accélération· Moteur au ralenti

Prédiction du bruit routier

Modèles de prédiction du bruit: SonRoad (Suisse) Modèle ASJ (Japon) etc.

Modèle de prévision de bruit

= +

7/40

Modèle de source Modèle de propagation

Condition premanentes

Conditions transitoires de circulation

Niveau de puissance du véhicule

Prédiction du bruit routiermodèle Suisse (1/2)

Modèle Stl-86

8/40

Modèle de source

f(vitesse moyenne ; débit du trafic; proportion de poids lourds)

Modèle de SonRoad

Mise à jour

Modèle de Source- SonRoad

Véhicules légers

Bruit de propulsion

f(Vitesse; pente) f(Vitesse)

Bruit de roulement

Poids-lourds

Bruit de propulsion

Bruit de roulement

f(Vitesse; pente) f(Vitesse)

9/40

RevêtementType de Conduite

Type de Conduite

Revêtement

Prédiction du bruit routiermodèle Suisse (2/2)

Jusqu’ici ..

10/40

Modèle Suisse de prédiction du bruit du trafic routier

Les résultats préliminaires de la recherche du LAVOC sur le bruit du trafic routier

Simulation dynamique du bruit du trafic routier dans une zone étendueÉtude de cas

1.2 m7.5 m

Microphone

Enrobé drainant

Caméra Vidéo

Site de mesures

Autoroute A5 entre Neuchâtel et Yverdon

11/40

Remerciements:Service des Routes du canton de Vaud

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Types de mesures

Harsh Driving

Smooth Driving

Pass-by Measurements

Coast-by Measurements

12/40

Bruit du véhicule =Contact pneu-chaussée

(Bruit de roulement) +Emissions du moteur (Bruit de propulsion)

Conduite forte

Conduite douceConduite roues

libres

À l’arrêt moteur allumé

Données brutes

Données cinématiques

Données acoustiques

Données mécaniques

13/40

Les types de véhicules utilisés

Camion (MAN- 17232F)Véhicule dieselModèle 2001

BMW 320iModèle 1988

Kangoo (Renault)Modèle 2004

14/40

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Types de mesures

Harsh Driving

Smooth Driving

Pass-by Measurements

Coast-by Measurements

15/40

Bruit du véhicule =Contact pneu-chaussée

(Bruit de roulement) +Emissions du moteur (Bruit de propulsion)

Conduite forte

Conduite douceConduite roues

libres

À l’arret moteur allumé

70

75

80

85

90

95

100

105

110

0 20 40 60 80 100 120 140

Speed [km/ hr]

R-P

WL d

B(A

)

Light Vehicle (2004 Model)

Light Vehicle (1998 Model)

Heavy Vehicle

Niveau sonore du bruit de roulement (R-PWL) observé

16/40Vitesse [km/h]

Véhicule légers (Modèle 2004)

Véhicule légers (Modèle 1998)

Véhicule lourds

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Types de mesures

Harsh Driving

Smooth Driving

Pass-by Measurements

Coast-by Measurements

17/40

Bruit du véhicule =Contact pneu-chaussée

(Bruit de roulement) +Emissions du moteur (Bruit de propulsion)

Conduite forte

Conduite douceConduite roues

libres

À l’arrêt moteur allumé

Smooth Driving

75

80

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100 120Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Accelerating

Cruising

Decelerating

Niveau sonore total (PWL): Véhicule léger (Modèle 2004)Harsh Driving

75

80

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100 120Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Accelerating

Cruising

Decelerating

18/40

AccélérationDécélération

Vitesse constanteAccélérationDécélération

Vitesse constante

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Vitesse [km/h]

Conduite douce

Conduite agressive

Smooth Driving

75

80

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100 120Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Acceleration

Cruising

Deceleration

Niveau sonore total (PWL): Véhicule léger (Modèle 1998)Harsh Driving

75

80

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100 120Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Acceleration

Cruising

Deceleration

19/40

AccélérationDécélération

Vitesse constanteAccélérationDécélération

Vitesse constante

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Vitesse [km/h]

Conduite douce

Conduite agressive

Niveau sonore total (PWL): Véhicule lourdSmooth Driving

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Acceleration

Cruising

Deceleration

Harsh Driving

85

90

95

100

105

110

115

0 20 40 60 80 100Speed [km/ hr]

PW

L d

B(A

)

Acceleration

Cruising

Deceleration

20/40

AccélérationDécélération

Vitesse constanteAccélérationDécélération

Vitesse constante

AccélérationDécélération

Vitesse constante

Vitesse [km/h]

Conduite douce

Conduite agressive

Quelques résultats.. La différence de bruit entre l'accélération

dure et douce est apparente et peut être d’environ 5 dB(A)

La différence de bruit entre une accélération et une vitesse de croisière peut être d’environ 10 et 15 dB(A) entre une accélération douce et agressive

Recherches futures Mesures de bruit sur différents

revêtements Amélioration du modèle existant

21/40

Jusqu’ici..

22/40

Modèle Suisse de prédiction du bruit du trafic routier

Les résultats préliminaires de la recherche du LAVOC sur le bruit du trafic routier

Simulation dynamique du bruit du trafic routier dans une zone étendue Étude de cas

Les problèmes avec le modèle de prédiction du bruit du trafic routier dans une zone étendue

La prédiction de bruit dans une zone étendue modélise généralement le trafic en tant que flux stationnaire

La plupart des modèles ne considèrent pas l'effet des bâtiments

Les modèles ne prévoient pas le bruit dans l'espace et le temps

23/40

areawide Dynamic ROad

traffic NoisE simulator-

DRONECartes de découpes dynamiques du bruit du trafic routier dans une zone étendue

Une solution technologique au problème de la prédiction du bruit dans le secteur considéré

24/40

Structure

Intégration

t0t1t2

..

tn

..

25/40

Modèle de simulation du trafic

Modèle de prédiction du bruit

GIS

Positionnement des récepteurs

Diagramme des flux de donnéesS

imula

teur

de t

rafic

Modèle de Bruit

Volume dynamique de trafic et Vitesse de circulation des

véhicules

Calcul de bruit (sans bâtiment)

GIS

Modélisation du réseau routier

Niveau de bruit au récepteur

26/40

Route

Réseau routier etbâtiments

Bâtiment

RécepteurRéseau routier Atténuation

due aux bâtiments

Positionnement de la source de bruit

Avantages de la simulation du bruitIdentifier les “points chauds”Évaluer l'effet sur le bruit de

diverses politiques de transportDes résultats de la simulation de

bruit peuvent être appliqués : A l’évaluation des effets sociaux

liés à la pollution par le bruit A la planification stratégique

27/40

Zone d’étude Ikegami-Shinmachi, Kawasaki City, Japan

1 km

1 km

Carrefour

Ikegami-Shinmachi

Bâtiment

28/40

50

55

60

65

70

75

80

85

0 20 40 60distance from road (meters)

dB(A

)

without building attenuationwith building attenuation

Nécessité de considérer la zone construite

Section Section étudiéeétudiée

RouteRoute

RéceptRécepteureur

BâtimenBâtimentt

Récepteur Récepteur derrière le derrière le bâtiment bâtiment

Récepteur Récepteur proche de proche de la routela route

29/40

Distance depuis la route (m)

LAeq,15min

7:00 am7:15 am7:30 am7:45 am8:00 am8:15 am8:30 am8:45 am

30/40

Contribution de différents types de véhicules au bruit (1/2)

Véhicules lourds seulement

Véhicules légers seulement

31/40

Contribution de différents types de véhicules au bruit (2/2)

0

500

1000

1500

2000

2500

7:00 7:15 7:30 7:45 8:00 8:15 8:30 8:45 9:00 9:15 9:30 9:45Time

Flo

w (ve

h/hr

)

50

52

54

56

58

60

62

64

7:00 7:15 7:30 7:45 8:00 8:15 8:30 8:45 9:00 9:15 9:30 9:45Time

Noi

se L

evel

dB(A

)

noise due to all the vehicles

noise due to heavy vehicles only

noise due to light vehicles only

Véhicules légers

Véhicules lourds

Flux global

32/40

Simulation du bruit dans la planification du transport

Pollution du bruit de trafic routier

Analyse

Politique de réduction du

bruit

Evaluation de la politique

Application

DRONE

DRONE

Zone d’étude

33/40

Zone d’étude étendue: WHOLE AREA (Zone entière)

5km

3km

Précédente zone d’étude CORE AREA

Carrefour

Ikegami Shinmachi

WHOLE AREA

1 km

1 km

34/40

Exploitation de la routeInterdire les véhicules lourdsImposer une limitation de vitesse

Utilisation d'infrastructures réduisant le bruit Murs anti-bruitRevêtements en enrobé drainant

Scénarios35/40

Cas de base: LAeq-15min (7:00 am ~

7:15 am)

Niveau seuil du bruit

Zone résidentielle: 55 dB(A)

Zone industrielle: 60 dB(A)

36/40

16% 18

%

16%

17%

Interdiction des véhicules lourdsCas de base

37/40

Interdiction des véhicules lourds

-3%

-2%

-1%

0%

1%

2%

3%

BASE CORE AREA WHOLEAREA

Scenarios

chan

ge to

BASE

in p

erce

ntag

e of

bui

ldin

gs a

ffec

ted

Residential Area

Industrial Area

Total Area

38/40

Zone résidentielleZone industrielleZone totale

Scénarios

Ch

an

gem

en

t p

ar

rap

port

au

cas

de B

AS

E

Comparatif des différentes mesures

Mesure

Réduction du bruit Coût

Zone

noyau

Zone

globale

Installatio

n

Maintena

nce

Mur

anti-bruit

Elevée Elevée Elevé Moyen

Enrobé drainant

Elevée Elevée Elevé Elevé

Interdire les

véhicules

lourds

MoyenneImpact négatif

Nul Nul

Limite de vitesse

Impact négatif

Impact négatif

Nul Nul

39/40

Conclusions

Prédictions dynamiques du bruit dans des zones étendues

Les résultats peuvent servir à évaluer l'effet de diverses politiques de transport sur le bruit

Modèle de Simu-lation du trafic

Modèle de prédiction du bruit

40/40

Thank You…