{"id":4077,"date":"2018-08-06T14:30:52","date_gmt":"2018-08-06T12:30:52","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4077"},"modified":"2018-09-24T19:32:12","modified_gmt":"2018-09-24T17:32:12","slug":"7-3-propagation-du-son-a-lexterieur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/7-3-propagation-du-son-a-lexterieur\/","title":{"rendered":"7.3 Propagation du son \u00e0 l’ext\u00e9rieur"},"content":{"rendered":"

7.3.1 Vue d’ensemble<\/h2>\n

La forme la plus simple de propagation du son correspond \u00e0 une source ponctuelle plac\u00e9e dans de l’air immobile. Pour estimer la pression acoustique \u00e0 un point de r\u00e9ception<\/i> quelconque (lieu d’immission<\/i>), seules \u00ab\u200al’att\u00e9nuation\u200a\u00bb de la puissance sonore sur la surface sph\u00e9rique ainsi que l’absorption par l’air doivent \u00eatre prises en compte. Toutefois, dans les situations r\u00e9elles, des effets suppl\u00e9mentaires doivent pratiquement toujours \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s: r\u00e9flexions sur les surfaces p\u00e9riph\u00e9riques (par exemple sol, construction, for\u00eat etc.), v\u00e9g\u00e9tation, courbure de la trajectoire du son suite \u00e0 l’influence du temps, effet d’ombrage des obstacles etc.<\/p>\n

7.3.2 Att\u00e9nuation g\u00e9om\u00e9trique pour diff\u00e9rents types de source<\/h2>\n

L’att\u00e9nuation g\u00e9om\u00e9trique d\u00e9pend du type de la source de bruit. Pour une source ponctuelle,<\/i> la puissance acoustique se r\u00e9partit sur une surface sph\u00e9rique. L’intensit\u00e9 d\u00e9cro\u00eet avec le carr\u00e9 de la distance et la pression acoustique proportionnellement \u00e0 la distance (voir figure 7.22).<\/p>\n

\"Propagation<\/div>\n
Fig.\u202f7.22:\u2002Propagation du son d’une source ponctuelle<\/div>\n

<\/h3>\n

Si la source de bruit est lin\u00e9aire<\/i> (par exemple axe de trafic, file de v\u00e9hicules), on a pour une source de longueur infinie:<\/p>\n

\"Propagation<\/div>\n
Fig.\u202f7.23:\u2002Propagation du son d’une source lin\u00e9aire<\/div>\n

<\/h3>\n

Pour une source plane<\/i> d’\u00e9tendue infinie, le niveau ne diminue pas quand la distance augmente.<\/p>\n

En cons\u00e9quence, les r\u00e9ductions du niveau de pression acoustique<\/i> suivantes s’ensuivent pour un doublement de la distance<\/i> (\u00e0 l’exception du champ proche):<\/p>\n

(7.17)<\/div>\n

<\/p>\n

Comme en r\u00e9alit\u00e9 les sources de bruit planes ou lin\u00e9aires sont g\u00e9om\u00e9triquement d\u00e9limit\u00e9es, les r\u00e9ductions du niveau de pression acoustique pour des sources de dimensions finies doivent plut\u00f4t \u00eatre d\u00e9termin\u00e9es d’apr\u00e8s la figure qui suit. A partir d’une distance \u00e0 la source d\u00e9termin\u00e9e, les sources sonores planes ou lin\u00e9aires de dimensions finies se comportent comme des sources ponctuelles (\u20136\u202fdB\/doublement de la distance)! (voir Fig. 7.24)<\/p>\n

En pratique par exemple, un v\u00e9hicule \u00e0 l’arr\u00eat se comporte comme une source ponctuelle. Relativement au niveau instantann\u00e9 ou au niveau maximal, des v\u00e9hicules ou des avions en mouvement sont aussi des sources ponctuelles. Une ligne \u00e0 haute tension g\u00e9n\u00e9rant des bruits dus \u00e0 l’effet de couronne constitue un exemple de source lin\u00e9aire. En ce qui concerne le niveau moyenl L<\/i>eq<\/sub>, des sources ponctuelles en mouvement (voitures sur les routes, trains et avions) pr\u00e9sentent aussi un comportement avec la distance identique aux sources lin\u00e9aires. Dans le cas d’une grande fa\u00e7ade d’usine qui d\u00e9gage du bruit, on observe \u00e0 proximit\u00e9 la carat\u00e9ristique d’une source plane. Dans les calculs, les sources lin\u00e9aires sont souvent trait\u00e9es comme une succession de sources ponctuelles. Ceci est aussi possible pour les sources planes.<\/p>\n

\"Aper\u00e7u<\/div>\n
Fig.\u202f7.24:\u2002Aper\u00e7u de la d\u00e9croissance du niveau de pression acoustique pour des sources ayant des formes diff\u00e9rentes et pour une propagation dans un espace libre<\/div>\n

7.3.3 Directivit\u00e9 d’une source<\/h2>\n

Le plus souvent les sources sonores ne rayonnent pas aussi fortement dans toutes les directions. Cet effet\u00a0\u2013 quand il est connu\u00a0\u2013 doit \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 en fonction de l’angle solide par une correction de directivit\u00e9 D<\/i>C<\/sub>. Quand la source est localis\u00e9e pr\u00e8s d’une surface p\u00e9riph\u00e9rique, le niveau augmente selon la situation ce qui implique une correction suppl\u00e9mentaire:<\/p>\n

<\/div>\n
Tab.\u202f7.5:\u2002Correction de directivit\u00e9<\/div>\n

7.3.4 Amortissement par l’air<\/h2>\n

Au cours de sa propagation dans l’air, l’onde sonore perd une fraction constante de son \u00e9nergie par unit\u00e9 de distance (elle est convertie en chaleur). L’absorption par l’air est influenc\u00e9e par la temp\u00e9rature ainsi que l’humidit\u00e9 et d\u00e9pend fortement de la fr\u00e9quence. Les hautes fr\u00e9quences sont significativement plus att\u00e9nu\u00e9es. A grande distance on n’entend plus que les basses fr\u00e9quences \u00e9mises par les sources acoustiques. L’amortissement par l’air <\/i>\u2206Latm<\/sub> est:<\/p>\n

(7.18)<\/div>\n

<\/p>\n

Pour le bruit routier, l’amortisssement par l’air pond\u00e9r\u00e9 A<\/i> vaut \u00e0 peu pr\u00e8s 5\u202fdB\/km.<\/p>\n

7.3.5 Effet de sol<\/h2>\n

Dans de nombreux cas la propagation du son a lieu \u00e0 proximit\u00e9 du sol. Une r\u00e9flexion notable du sol se superpose alors au son direct. Ceci conduit, selon le d\u00e9phasage temporel entre son direct et son r\u00e9fl\u00e9chi, \u00e0 des interf\u00e9rences constructives ou destructives<\/i>. La figure 7.25 montre la d\u00e9pendance fr\u00e9quentielle de l’effet de sol pour diff\u00e9rentes situations. On y lit le rapport entre la pression acoustique au lieu de r\u00e9ception et la pression acoustique du son direct. Typiquement, pour de petites sources et de faibles hauteurs de r\u00e9ception, on observe une amplification de juste 6\u202fdB pour les basses fr\u00e9quences et un amortisement autour de 500\u202fHz.<\/p>\n

<\/div>\n
Tab.\u202f7.6:\u2002D\u00e9pendance fr\u00e9quentielle de l’amortissement par l’air en fonction de la temp\u00e9rature et de l’humidit\u00e9, en dB\/km<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Effet<\/div>\n
Fig.\u202f7.25:\u2002Effet de sol pour une pelouse avec une source et un r\u00e9cepteur \u00e0 1\u202fm du sol \u00e9loign\u00e9s de 20\u202fm, 50\u202fm et 200\u202fm [7.25]<\/span><\/span><\/div>\n

7.3.6 V\u00e9g\u00e9tation<\/h2>\n

La propagation du bruit \u00e0 travers une v\u00e9g\u00e9tation dense est sujette \u00e0 un amortissement par la v\u00e9g\u00e9tation <\/i>\u2206Lfoliage<\/sub> principalement d\u00fb \u00e0 la diffusion sur les troncs et les branches ainsi que sur les feuilles pour les hautes fr\u00e9quences. Contrairement \u00e0 ce que l’on pourrait attendre, des valeurs d’amortissement significatives ne sont atteintes qu’\u00e0 partir d’une \u00e9paisseur de v\u00e9g\u00e9tation de 20\u202fm environ<\/i>.<\/p>\n

Bien que la plantation d’une haie ou d’une rang\u00e9e d’arbres soit en grande partie inutile comme bouclier contre le bruit, l’\u00e9cran visuel qui en r\u00e9sulte procure souvent un effet b\u00e9n\u00e9fique pour le voisinage concern\u00e9.<\/p>\n

Le tableau suivant (d’apr\u00e8s ISO 9613-2) indique l’amortissement par la v\u00e9g\u00e9tation selon la fr\u00e9quence pour diff\u00e9rentes distances travers\u00e9es:<\/p>\n

7.3.7 Ecrans acoustiques, obstacles<\/h2>\n

Des obstacles fixes qui interrompent le contact visuel entre la source et le r\u00e9cepteur, peuvent clairement amortir le bruit. Dans la lutte contre le bruit, des murs anti-bruit sont souvent construits pour prot\u00e9ger les r\u00e9cepteurs d’un bruit excessif.<\/p>\n

\"G\u00e9om\u00e9trie<\/div>\n
Fig.\u202f7.26:\u2002G\u00e9om\u00e9trie de la propagation du son autour d’un obstacle.<\/div>\n

<\/h3>\n

La nature ondulatoire du son implique une diffraction qui emp\u00eache d’atteindre un calme absolu \u00e0 l’arri\u00e8re de l’obstacle o\u00f9 l’on observe toujours une fraction plus ou moins importante de bruit. Plus la fr\u00e9quence est basse, plus le bruit contourne librement l’obstacle<\/i> pour parvenir vers la zone d’ombre g\u00e9om\u00e9trique.<\/p>\n

On admet g\u00e9n\u00e9ralement que la part de bruit qui passe \u00e0 travers l’obstacle est n\u00e9gligeable en comparaison avec la part diffract\u00e9e. Ceci est le cas quand la masse surfacique de l’obstacle est sup\u00e9rieure \u00e0 (10\u200a\u2013\u200a20)\u202fkg\/m2<\/sup> environ.<\/p>\n

Un traitement exact de l’effet d’\u00e9cran <\/i>\u2206Lscreen<\/sub> n’est g\u00e9n\u00e9ralement pas possible. C’est pourquoi on se r\u00e9f\u00e8re dans ce cas \u00e0 des formules d’approximation empririques<\/i>.<\/p>\n

<\/div>\n
Tab.\u202f7.7:\u2002D\u00e9pendance fr\u00e9quentielle de l’amortissement par la v\u00e9g\u00e9tation<\/div>\n

<\/h3>\n

La r\u00e9alisation pratique d’\u00e9crans acoustiques\u00a0\u2013 par exemple contre le bruit du trafic routier \u2013 parvient typiquement \u00e0 des amortissements allant de 5 \u00e0 12\u202fdB. Un \u00e9cran agit avec le plus d’efficacit\u00e9 lorsqu’il est plac\u00e9 au plus proche de la source ou du r\u00e9cepteur. Suite aux turbulences et inhomog\u00e9n\u00e9it\u00e9s du milieu, l’effet d’\u00e9cran maximal que l’on peut atteindre est limit\u00e9. En g\u00e9n\u00e9ral\u00a0\u2013 selon la distance\u00a0\u2013 on admet une limite sup\u00e9rieure de 20 \u00e0 25\u202fdB. Dans les zones fortement expos\u00e9es au bruit, des \u00e9crans d’une hauteur de 6 \u00e0 7\u202fm sont r\u00e9alis\u00e9s. Lors de la construction il faut veiller \u00e0 ce qu’aucune fente significative ne subsite sans quoi l’effet serait fortement r\u00e9duit. En outre on doit prendre en compte que le bruit coutourne \u00e9galement l’obstacle autour des bords verticaux. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne peut fortement r\u00e9duire l’effet d’un obstacle vertical m\u00eame de grande hauteur.<\/p>\n

Dans certains cas il est appropri\u00e9 de r\u00e9aliser des murs anti-bruit absorbants. De cette mani\u00e8re on parvient \u00e0 un efet d’\u00e9cran l\u00e9g\u00e8rement plus \u00e9lev\u00e9 (1 \u00e0 2\u202fdB) et, avant tout, on \u00e9vite une augmentation du niveau sonore par r\u00e9flexion du c\u00f4t\u00e9 face au mur.<\/p>\n

Quelques r\u00e8gles du pouce<\/i> en guise de r\u00e9sum\u00e9:<\/p>\n

    \n
  • L’obstacle doit \u00eatre suffisamment haut (interruption claire de la ligne de vision).<\/li>\n
  • L’effet est d’autant meilleur que le d\u00e9tour \u00e0 parcourir par le son est grand.<\/li>\n
  • Ainsi l’obstacle agit d’autant mieux qu’il est positionn\u00e9 au plus proche de la source ou du r\u00e9cepteur.<\/li>\n
  • L’obstacle doit \u00eatre herm\u00e9tique et suffisamment lourd (>\u202f(10\u200a\u2013\u200a20)\u202fkg\/m2<\/sup>).<\/li>\n
  • Dans de nombreux cas on doit \u00e9viter que l’obstacle ne r\u00e9fl\u00e9chisse le bruit dans des directions non d\u00e9sir\u00e9es en le couvrant d’un rev\u00eatement absorbant.<\/li>\n<\/ul>\n

    L’effet d’\u00e9cran \u2206Lscreen<\/sub> peut \u00eatre \u00e9stim\u00e9 selon ISO 9613\u200a-\u200a2 de la mani\u00e8re suivante:<\/p>\n

    (7.19)<\/div>\n


    \n<\/p>\n

    <\/h3>\n

    Remarque:<\/p>\n

    Quand l’obstacle est tangent avec la droite reliant l’\u00e9metteur au r\u00e9cepteur, on a z<\/i> =\u202f0. L’obstacle provoque alors un amortissement d’environ 5\u202fdB ind\u00e9pendamment de la fr\u00e9quence. Quand la hauteur de l’obstacle devient encore plus petite, c’est-\u00e0-dire qu’elle ne fait que s’approcher de la liason directe, la valeur correspondante de z<\/i> doit \u00eatre compt\u00e9e n\u00e9gativement.<\/p>\n

    7.3.8 Conditions m\u00e9t\u00e9orologiques<\/h2>\n

    A partir d’une distance d’environ (100\u200a\u2013\u200a200)\u202fm entre la source et le r\u00e9cepteur, l’effet des conditions m\u00e9t\u00e9orologiques doit aussi \u00eatre consid\u00e9r\u00e9. On peut observer des situations o\u00f9, par exemple, le niveau sonore au lieu d’immission est sup\u00e9rieur de quelques dB la nuit par rapport au jour.<\/p>\n

    \"Effet<\/div>\n
    Fig.\u202f7.27:\u2002Effet de la stratification en temp\u00e9rature de l’atmosph\u00e8re sur la propagation du son (\u00e9metteur sph\u00e9rique) par<\/div>\n
    a) gradient de temp\u00e9rature positif<\/i> o\u00f9 les couches d’air proches du sol sont plus froides que celles situ\u00e9es au-dessus en raison du refroidissement radiatif (principalement par nuit claire) \u2192 d\u00e9viation des rayons acoustiques vers les couches les plus froides.<\/div>\n
    b) gradient de temp\u00e9rature n\u00e9gatif<\/i> o\u00f9, durant le jour, la temp\u00e9rature de l’air diminue normalement avec la hauteur au dessus du sol \u2192 courbure des rayons acoustiques vers le haut \u2192 ombre acoustique.<\/div>\n

    <\/h3>\n

    La direction du vent et la stratification verticale de la temp\u00e9rature dans les couches d’air proches du sol provoquent, par effets de r\u00e9fraction, des courbures qui \u00ab\u200aaccentuent\u200a\u00bb ou \u00ab\u200aatt\u00e9nuent\u200a\u00bb la propagation du son.<\/p>\n

    \"Effet<\/div>\n
    Fig.\u202f7.28:\u2002Effet du vent sur la propagation du son dans une atmosph\u00e8re stratifi\u00e9e horizontalement suite \u00e0 un gradient positif lin\u00e9aire de la vitesse du vent (c’est-\u00e0-dire une augmentation lin\u00e9aire id\u00e9alis\u00e9e de la vitesse du vent avec la hauteur au-dessus du sol) et un \u00e9coulement laminaire.<\/div>\n
    a) coupe verticale<\/div>\n
    b) en plan (le son se propage plus vite dans le sens du vent et moins vite dans le sens contraire \u2192 contre le vent les rayons acoustiques sont incurv\u00e9s dans des directions qui s’\u00e9loignent du sol. Dans des conditions turbulentes il faut compter sur des att\u00e9nuations suppl\u00e9mentaires.)<\/div>\n

    7.3.9 Pr\u00e9diction de la propagation du son selon ISO 9613\u200a\u2013\u200a2<\/h2>\n

    La norme ISO 9613\u200a-\u200a2 offre un mod\u00e8le actuel empirique pour le calcul de la propagation du son d’une source ponctuelle jusqu’\u00e0 un lieu d’immission. Les formules impliqu\u00e9es dans ce mod\u00e8le peuvent \u00eatre appliqu\u00e9es \u00e0 l’aide d’une calculatrice ou d’un tableur. D’habitude le calcul se fait par tiers d’octave mais il est aussi possible pour le niveau global pond\u00e9r\u00e9 A<\/i>. Dans la suite, seuls les \u00e9l\u00e9ments les plus importants sont \u00e9num\u00e9r\u00e9s.<\/p>\n

    Le niveau de pression acoustique L<\/i>p<\/sub> \u00e0 une distance r<\/i> d’une source sonore ayant une puissance acoustique L<\/i>W<\/sub> se calcule comme suit:<\/p>\n

    (7.20)<\/div>\n

    <\/p>\n

    Les r\u00e9flexions consuisent \u00e0 des chemins de propagation suppl\u00e9mentaires qui doivent \u00eatre calcul\u00e9s. La taille des surfaces sur lesquelles se r\u00e9fl\u00e9chit le son est prise en compte dans le calcul. L’effet des conditions m\u00e9t\u00e9orologiques est consid\u00e9r\u00e9 au travers de \u2206Lscreen<\/sub> selon ISO 9613\u200a-\u200a2. Quand un obstacle est consid\u00e9r\u00e9, on n\u00e9glige l’amortissement par l’effet de sol \u2206Lground<\/sub>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    7.3.1 Vue d’ensemble La forme la plus simple de propagation du son correspond \u00e0 une source ponctuelle plac\u00e9e dans de l’air immobile. Pour estimer la pression acoustique \u00e0 un point de r\u00e9ception quelconque (lieu d’immission), seules \u00ab\u200al’att\u00e9nuation\u200a\u00bb de la puissance sonore sur la surface sph\u00e9rique ainsi que l’absorption par l’air doivent \u00eatre prises en compte. […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[29],"tags":[],"class_list":["post-4077","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-insonorisation"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4077","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4077"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4077\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6770,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4077\/revisions\/6770"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4077"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4077"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4077"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}