Transports

Transports

L’acoustique est une préoccupation très présente dans le domaine du transport, notamment au niveau de la réduction du bruit de la source sonore afin d’éviter une gêne pénalisante pour les riverains ainsi qu’au niveau du confort des passagers. La principale préoccupation des acteurs de ce domaine est la connaissance des sources de bruit, des matériels et de l’infrastructure.

Pour les sources de bruit, chaque élément potentiellement bruyant est étudié en tant que tel, puis installé sur le véhicule en mouvement. Ainsi le moteur d’un avion n’aura pas la même signature sonore s’il est étudié seul ou s’il est étudié installé sous l’aile d’un avion d’abord au sol, puis enfin en vol. L’interaction entre la source sonore et son environnement est donc décisive pour la qualité du bruit rayonné. Par exemple, une roue de voiture n’aura pas la même puissance sonore si elle roule sur un revêtement absorbant ou au contraire sur une surface réfléchissante. De même, la vitesse des sources sonores et le milieu dans lequel se propage les sons (température de l’air, profondeur de l’eau, qualité des sols, etc.) ont un grand impact sur le bruit perçu par les riverains.

Les acousticiens observent donc tous ces paramètres afin d’optimiser la qualité sonore des transports de demain. Ainsi des modèles analytiques mais surtout numériques sont utilisés par les acousticiens pour prédire et comparer les différentes solutions techniques que les ingénieurs proposent.

Émission et propagation aérienne

Présentation du secteur d’activité

L’acoustique des transports s’intéresse à la fois aux sources sonores en présence (bruit routier, bruit ferroviaire, bruit aérien) et aux phénomènes physiques qui apparaissent lorsque le son associé à chacune de ces sources sonores se propage jusqu’aux riverains. L’étude de ces différents phénomènes d’émission et de propagation sonore se fait souvent selon une double approche : caractérisation expérimentale et/ou prévision numérique des phénomènes physiques associés à chaque situation considérée. Elle s’intéresse aussi bien aux caractéristiques du son à l’émission (contenu fréquentiel, directivité, stationnarité, étendue des sources, etc.) qu’à la propagation du bruit émis par ces sources dans un milieu (atmosphère, plus ou moins homogène) au-dessus d’une frontière (sol, plus ou moins absorbant et complexe) jusqu’à un récepteur (un riverain par exemple).

L’acoustique des transports permet d’apporter des réponses à des enjeux importants en termes sociétaux et de santé publique. Ceci explique qu’elle soit très présente dans la réglementation et la normalisation française et européenne (loi “Bruit” de 1992, directive européenne de 2002) par leurs nombreux textes associés (confort dans le bâtiment, bruit de transports, bruits de voisinage, etc.).

Les enjeux de la recherche

Afin de mieux anticiper/évaluer l’impact acoustique d’un projet de nouvelle infrastructure, il est indispensable de pouvoir caractériser expérimentalement une situation existante (mesures in situ) et/ou de modéliser numériquement comment les sons vont se propager dans une prochaine situation/scénario d’infrastructure. Les travaux de recherche s’intéressent ainsi aux méthodes expérimentales de caractérisation in situ des environnements sonores (méthodologie, métrologie, indicateurs), ainsi qu’aux modèles numériques permettant d’obtenir des prévisions les plus fiables possibles, en tenant compte d’un grand nombre de paramètres influents : caractéristiques des sources, propriétés des sols et obstacles, conditions atmosphériques, etc. La valorisation de ces travaux de recherche se fait grâce au transfert de ces méthodes vers l’ingénierie et la normalisation. Il est important d’offrir aux urbanistes et aux ingénieurs des outils performants qui leur permettent de tester, avant la réalisation du projet, les conséquences des différentes ébauches vis à vis de la qualité sonore environnementale.

Les métiers

Ingénieurs d’étude (IE), ingénieurs de recherche (IR), chercheurs (CR/DR), enseignants-chercheurs (MDC, Prof. des Universités), techniciens, … autant de statuts différents correspondants à des métiers différents, mais tous liés à la recherche en acoustique environnementale, en prenant en compte les phénomènes physiques qui ont une influence sur le champ sonore dans les espaces étudiés : diffusion, réflexion, réfraction, diffraction, effets de sol et de frontières, effets météo, etc. Certains ingénieurs en bureaux d’études acoustiques maîtrisent les outils numériques de prévision de l’environnement sonore pour évaluer l’impact sonore d’un projet urbain ou industriel sur les riverains.

Mécanique des solides et des fluides

En cours de rédaction

Matériaux et structure

Présentation du secteur d’activité

Beaucoup d’industriels cherchent à rendre leurs produits plus performants en acoustique en utilisant des matériaux dont les propriétés absorbantes ou isolantes sont optimales pour l’utilisation de l’objet. Ainsi les constructeurs de véhicules de transports, que ce soit des avions, des voitures, des trains ou des bateaux, souhaitent que leurs structures ne vibrent pas trop afin de ne pas créer de sources sonores préjudiciables à l’environnement. La taille des objets (volumineux ou pas) et leur implantation dans l’espace qui leur est dédié, nécessitent de proposer des matériaux adaptés. Les industriels peuvent travailler sur les verres s’ils souhaitent développer des fenêtres, sur les mousses s’ils souhaitent absorber les sons, sur les élastomères ou les ressorts s’ils souhaitent bloquer les vibrations des structures, etc.

Les enjeux de la recherche

Aujourd’hui, les métamatériaux, les cristaux phononiques sont des exemples de matériaux faisant l’objet de beaucoup d’études. L’utilisation de l’intelligence artificielle dans l’optimisation des propriétés physiques des matériaux et l’usage de l’impression 3D ont permis de grosses avancées dans ces domaines.

Les métiers

Les acousticiens qui travaillent sur les matériaux utilisent des modèles physiques pour anticiper leur forme et leur constitution avant de passer à la production d’un prototype. Ces travaux sont effectués par des ingénieurs ou des docteurs dans des bureaux d’étude spécialisés. Ils utilisent des modèles du commerce ou développent eux-mêmes des modèles plus fins quand ils ont besoin de faire intervenir des variables particulières (telles que la température, etc.) qui ne sont pas prises en compte dans les logiciels métiers commercialisés.