L'«aura» des voitures qui accélèrent

Simuler le bruit futur pour le réduire

22 févr. 2016 | RETO ZANETTIN

Le bruit est gênant et peut entraîner des problèmes de santé. Les chercheurs d'Empa ont réussi à simuler le bruit de la route par «auralisation». L'objectif : rendre audible le bruit de voies de circulation encore en cours de planification - et prévoir ainsi des contre-mesures.

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Avec ce schéma de test, les scientifiques d'Empa ont enregistré les bruits de pneus qu'ils ont intégrés au modèle d'auralisation en plus du moteur et des bruits de moteur comme sources sonores.

L'auralisation consiste à rendre audibles des événements sonores qui auront lieu à l'avenir. Il y a quelques années encore, les architectes d'intérieur l'utilisaient en premier lieu pour optimiser l'acoustique des pièces. Dans le projet «TAURA» d'Empa, financé par le Fonds National Suisse (FNS), un groupe de recherche dirigé par Reto Pieren travaille sur un modèle d'auralisation qui simule les bruits de voitures de touristes qui accélèrent en passant devant un observateur. Le modèle permet ainsi de tenir compte de mesures préventives de réduction du bruit dès la planification des projets de construction de routes.

Développer un tel modèle d'auralisation est plus compliqué qu'il n'y paraît. En effet, le bruit causé par une voiture qui passe provient de différentes sources qui sont entrées dans le «module d'émission» du modèle informatique. D'un côté, il y a le moteur qui résonne notamment dans les oreilles en cas de forte accélération. Cependant, la vitesse de conduite, le type de véhicule et le style du conducteur influencent le moteur - et son bruit. D'un autre côté, les pneus font du bruit en roulant sur la route. Ce bruit dépend en premier lieu du type de revêtement et du type de pneu. À l'avenir, Pieren et ses collègues veulent illustrer d'autres sources sonores dans leur modèle d'auralisation, comme par exemple l'effet de différents revêtements routiers et les bruits du vent.

Des milliers de paramètres - aussi complexes que les bruits des véhicules

Pour commencer, les chercheurs ont dû identifier tous ces facteurs. À cette fin, ils ont enregistré les bruits de passage de différents types de véhicules, comme par exemple ceux d'un VW Touran, d'une Ford Focus 1.8i ou d'une Skoda Fabia. Ces mesures ont été effectuées à partir de plusieurs positions de micros et à des vitesses différentes. De plus, les chercheurs ont décliné les types de pneus, la charge du moteur et le régime. À partir des enregistrements, ils ont extrait les caractéristiques sonores et ont transféré celles-ci en tant que paramètres dans leur modèle d'auralisation. Ainsi, plusieurs milliers de paramètres ont été assemblés qui, en fonction de leur interaction, entraînent un bruit de passage complètement différent.

Mais ce n'est pas tout : il fallait ensuite tenir compte de phénomènes de propagation, comme l'effet Doppler, l'absorption sonore par l'air ou l'atténuation du bruit en raison de la distance entre la source sonore et l'observateur. En effet, suivant l'emplacement d'un observateur par rapport à la source sonore et la manière dont les deux se déplacent l'un par rapport à l'autre, l'observateur perçoit le bruit différemment. L'effet Doppler est courant au quotidien : ainsi, la sirène d'une ambulance semble aiguë lorsqu'elle s'approche de l'observateur, et plus grave lorsqu'elle s'en éloigne.

Comment les bruits sont-ils perçus ?

Pour finir, les signaux modélisés via des écouteurs ou une paire de haut-parleurs sont transformés en sons. Le bruit naît dans notre conscience et est perçu différemment selon les personnes. Ainsi, il ne peut pas être enregistré objectivement en unités physiques de mesure. Pour cette raison, des testeurs écoutent les bruits de passage simulés et indiquent leur pénibilité et le degré de gêne provoqué par le bruit. Lorsque plusieurs testeurs évaluent différents bruits selon leur pénibilité, il est possible de définir des résultats objectifs bien que le bruit soit une valeur subjective.

En fonction du moment de la journée, de l'état de santé et de l'âge, le bruit est ressenti différemment par les personnes. Ainsi, les conséquences sur la santé vont de troubles provisoires du sommeil jusqu'à un risque élevé de maladie cardiovasculaire. Pour prévenir de tels risques, il faut intégrer des mesures de réduction du bruit dans la planification des zones habitables, des zones industrielles et des voies de circulation. Pour cela, les urbanistes, les acteurs politiques et le public ont besoin de points de référence sur les émissions sonores attendues. Aujourd'hui, les mesures standard sont calculables - l'auralisation peut aider cependant à évaluer de nouvelles idées d’optimisation du bruit. Ainsi, les chercheurs Empa contribuent à la réduction du bruit à l'aide de leur modèle d'auralisation.

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La pièce maîtresse du modèle d'auralisation est le «module d'émission» qui est entouré sur le schéma par un rectangle en pointillés gris. Ce module simule les bruits de moteur et de pneus d'un véhicule qui passe et accélère et génère un bruit global à partir de cela.

Également intéressant pour la recherche

Outre l'intérêt pratique, l'étude a également un intérêt scientifique. En effet, avant que Reto Pieren et ses collègues ne commencent leur recherche, il n'existait aucun modèle d'auralisation détaillé permettant de simuler un bruit de route. La simulation de véhicules qui accélèrent est quelque chose de totalement nouveau. On peut donc dire que le groupe de recherche effectue un travail de pionnier dans le domaine de l'auralisation. Au cours des prochaines semaines, les scientifiques veulent réaliser les premiers tests avec des testeurs dans leur laboratoire acoustique.

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Informations

Reto Pieren
Acoustics / Noise Control
Tél. +41 58 765 60 31

 


Tests auditifs

Veuillez utiliser des écouteurs ou une paire de haut-parleurs afin d'obtenir une qualité de lecture aussi élevée que possible.

Les trois tests auditifs suivants forment les composants du bruit d'une voiture de tourisme qui accélère de 20 km/h à 50 km/h en changeant deux fois de vitesse.

À l'aide des deux tests auditifs suivants, vous pouvez comparer les bruits de passage d'une voiture de tourisme sur une route à revêtement normal avec les bruits de la même voiture sur une route avec un «revêtement phono-absorbant». Les deux tests auditifs simulent également l'effet Doppler.