La recherche actuelle
La recherche dans le domaine de la propagation en environnement extérieure présente encore quelques verrous scientifiques, tant sur l’aspect expérimental (caractérisation in-situ d’une situation sonore) que sur l’aspect numérique (prévision des niveaux sonores). Par ailleurs, le transfert des connaissances scientifiques (universitaires et industrielles) vers le domaine de l’ingénierie opérationnelle est contraint par la spécificité de cette thématique, pour laquelle les questions posées par l’ingénieur d’étude restent parfois à la frontière des connaissances du chercheur. En particulier, en milieu inter-urbain, l’influence combinée des effets micrométéorologiques (réfraction et turbulence atmosphérique) et des effets de sol (impédance acoustique, topographie, etc.) conduit à une grande dispersion des niveaux sonores à grande distance d’une source sonore à l’étude (ponctuelle ou linéique voire surfacique, éventuellement mobile et non stationnaire), caractérisée par son spectre à l’émission. En milieu urbain, à ces effets micrométéorologiques dont on ne connaît pas pour l’instant la réelle influence en présence de bâti, il faut ajouter d’autres phénomènes physiques. Plus précisément, il convient de considérer les effets de diffraction par les bâtiments et les effets de réflexion diffuse sur les façades. Le premier de ces phénomènes est relativement bien connu en théorie mais les phénomènes observés in-situ sont souvent plus complexes et donc encore difficilement modélisables (arrêtes diffractantes irrégulières, effets 3D, etc.). Les effets de réflexion diffuse méritent également une attention toute particulière, en raison de l’influence que peut avoir cette diffusion sur la distribution du champ sonore en milieu urbain. Pour être complet, il faut enfin citer le phénomène de diffusion par les encombrements (voitures, mobilier urbain) présents en milieu urbain, totalement ignorés dans les outils de prévision acoustique actuels, et dont on ne connaît pas encore l’influence.
Dans le domaine de la propagation acoustique en milieu extérieur, l’effort de recherche doit donc porter sur le développement d’outils de caractérisation numérique (modélisation et cartographie) et expérimentale (méthodologie et métrologie) des phénomènes physiques rencontrés en milieu urbain et/ou inter-urbain.
Par ailleurs, un enjeu important réside dans l’estimation de la représentativité des niveaux sonores mesurés ou calculés. En effet, l’influence combinée de l’ensemble des phénomènes physiques susmentionnés conduit très souvent à une grande dispersion des niveaux sonores.
Ces effets varient sur des échelles temporelles très variables et leur influence relative sur le champ acoustique dépend fortement de la configuration géométrique étudiée (distance, topographie, obstacles), des caractéristiques de sol (absorption, diffraction, diffusion) et du milieu de propagation traversé (réfraction et turbulence atmosphérique). La difficulté réside alors dans l’estimation d’un niveau sonore représentatif d’une situation moyenne (dit de « long terme »), depuis la caractérisation sonore sur une période toujours limitée dans le temps, et souvent extrêmement courte (de quelques heures à quelques jours) pour des raisons de coût matériel et opérationnel. Les travaux de recherche dans ce domaine doivent également porter sur l’aspect spatial, c’est-à-dire sur l’estimation de la sensibilité des observables influentes au point considéré (effet de site) et de la variabilité associée sur un site quelconque en termes de niveaux sonores.