LE BRUIT FERROVIAIRE

A PROPOS DU BRUIT

Véritable phénomène de société, l'intérêt pour la lutte contre le bruit n'a jamais été aussi grand, notamment dans les zones où des infrastructures lourdes sont projetées.

Techniquement, cette lutte a beaucoup progressé ces dernières années grâce, entre autres, à l'utilisation de sonomètres toujours plus perfectionnés et capables de mesurer scientifiquement les niveaux d'intensité sonore.

La perception auditive des intensités de son possibles provenant d'une source de bruit est exprimée en décibels (dB) sur ces appareils. C'est pour tenir compte de l'extrême sensibilité de l'oreille humaine, capable à la fois d'apprécier d'infimes variations d'un bruit faible et "d'encaisser" des bruits intenses, que les acousticiens ont introduit cette unité de mesure dont "la progression est logarithmique".

Cela veut dire, en clair et compte tenu de cette sensibilité de l'oreille, que les bruits ne s'ajoutent pas.  Si l'on écoute un bruit de 60 dB produit par un haut-parleur, le fait d'ajouter un second haut-parleur de 60 dB n'entraînera pas un bruit résultant de 120 dB ; au sonomètre, l'augmentation ne sera que de 6 dB.

Cela met en évidence la difficulté à lutter contre le bruit. En effet, le fait de réduire celui-ci de moitié ne fait gagner que 6 dB au niveau de notre perception auditive.
Par ailleurs, pour tenir compte du fait que l'oreille humaine est plus sensible aux hautes fréquences (les aigus) qu'aux basses (les graves) et pour obtenir des niveaux plus représentatifs des conditions réelles d'audition, on utilise sur ces sonomètres des filtres de pondération. Le plus courant est le filtre A (pour Acoustique). Avec ce filtre, le niveau acoustique est évalué en dB(A).

Enfin, les acousticiens ont défini un niveau moyen de bruit sur une période donnée, le Leq (contraction de l'anglais Level equivalence : niveau équivalent). Cet indicateur, qui représente la gêne ressentie lors de l'exposition à un bruit, caractérise l'énergie sonore reçue par un observateur pendant un temps donné.

Pour le bruit créé par le passage d'un train, le Leq est donné par une formule mathématique intégrant le temps total d'exposition (en principe de 8 h à 20 h), le niveau de bruit maximum émis pendant le passage du train (Nmax) et la durée d'exposition pendant laquelle le niveau sonore est supérieur à Nmax – 10 dB.

S'agissant d'un niveau moyen de bruit, cet indicateur fait souvent l'objet de controverse.
Le bruit ferroviaire et ses particularités feront l'objet d'un prochain article. ?

LE BRUIT FERROVIAIRE : QUELLES PARTICULARITES ?

Rien, à vrai dire, ne distingue un bruit ferroviaire d'un autre bruit si ce n'est son caractère intermittent : entre deux passages d'un train, c'est le silence !

Parmi les divers bruits ferroviaires objets de recherche constante, le plus important reste celui de roulement. Chacun a en mémoire le bruit rythmé que produisaient les roues en passant sur les joints de dilatation des rails régulièrement espacés.

De très gros progrès ont été réalisés avec la généralisation de la technique des longs rails soudés qui est la règle sur les lignes à grande vitesse. Et cependant, le bruit émis par le contact roue-rail est toujours présent, continu au lieu d'être saccadé. C'est ce bruit de roulement qui est la principale source de bruit ferroviaire, tout au moins jusqu'à un certain seuil de vitesse.

Pour lutter contre un ennemi, le bruit en l'occurrence, il convient de le connaître parfaitement. C'est pourquoi l'un des axes privilégiés de la recherche consiste à déterminer les lois qui le régissent et les principaux paramètres qui le concernent. Bien entendu, cette connaissance resterait lettre morte si on ne passait pas à l'étape théorique essentielle qu'est la modelisation mathématique des phénomènes que l'on a identifiés afin de pouvoir mieux les étudier.

C'est ainsi qu'en ce qui concerne le bruit de roulement, il a été mis en évidence l'importance, entre autres, des irrégularités de l'état de surface de la roue et du rail dans la génération du bruit. Les opérations de meulage des rails montrent ainsi toute leur pertinence dans la lutte contre le bruit, notamment sur les lignes à grande vitesse.
Par ailleurs, la grande vitesse, avec les TGV, a donné naissance à un nouveau bruit : le bruit aérodynamique provoqué par l'interaction entre l'air et le train.

Ce phénomène a pour conséquence d'engendrer des remous qui créent des variations rapides de pression. Passé plutôt inaperçu au tout début de la grande vitesse, il constitue actuellement et depuis quelques années, le principal axe de recherche car son importance augmente avec l'accroissement des vitesses.

Dans le domaine de la compréhension du bruit aérodynamique et de sa modelisation, des progrès importants ont été réalisés ces dernières années. La préoccupation des chercheurs réside dans l'évolution de ce bruit en fonction de la vitesse. En effet, s'il a un niveau très faible, voire négligeable, aux vitesses habituelles, il augmente très vite au-delà de 200 km/h pour devenir équivalent au bruit de roulement aux alentours de 300 à 350 km/h.

Il est donc indispensable de faire des efforts importants dans cet axe de recherche. Les solutions qui pourraient réduire le bruit de roulement des TGV risquent d'être estompées si le bruit aérodynamique masque une bonne partie des gains obtenus.

L'objectif de tous ces longs et complexes travaux de recherche est de dégager les solutions les plus appropriées pour, d'une part, réduire le bruit à sa source et, d'autre part, mettre en œuvre les protections les plus efficaces vis-à-vis des riverains des lignes à grande vitesse.
Souhaitons que le futur TGV Est Européen bénéficie, d'ici sa mise en service, des progrès qui, sans nul doute, seront encore réalisés dans les années à venir au niveau de la lutte contre le bruit ferroviaire.

TOUJOURS A PROPOS DU BRUIT

Dans le prolongement des textes précédents sur le bruit ferroviaire, il nous  paraît intéressant de vous faire part de deux informations importantes relatives à ce sujet.

La première information concerne les seuils admissibles pour les bruits d'origine ferroviaire. On se souvient que la loi Royal ( nom du ministre à l'origine de la grande loi de 1992 sur le bruit) a fixé les seuils, pour les routes et autoroutes, à 60 décibels (dB) de 6 h à 22 h et à 55 dB la nuit.

En revanche, rien n'a été arrêté en ce qui concerne les infrastructures ferroviaires en sachant que la SNCF souhaitait qu'un correctif de 5 dB en plus lui soit accordé par rapport à ces seuils. En effet, la SNCF arguait auprès des pouvoirs publics de la spécificité de "son bruit" et notamment de son caractère intermittent. La SNCF pensait que la France allait suivre l'Allemagne et la Suisse qui, dans un passé récent, avaient admis le principe de ce correctif.

Les ministères des Transports et de l'Environnement n'ont, en définitive, accepté qu'un correctif de 3 dB en plus, par rapport aux routes et autoroutes et pour les voies ferrées classiques mais aucun pour les lignes nouvelles.

Les seuils admissibles pour ces dernières sont donc identiques à ceux des routes et autoroutes soit 60 dB de 6 h à 22 h et 55 dB la nuit.

Si l'on se reporte à notre premier article sur le bruit (Le Journal n° 9), on voit que ce gain de 5 dB sur les 65 que la SNCF se donnait comme seuil a pour conséquence de réduire de façon extrêmement importante (de l'ordre de moitié) la puissance acoustique émise (bruit à l'origine).

On mesure ainsi les efforts conjoints que la SNCF et RFF devront faire pour satisfaire à ces exigences législatives : d'une part au niveau de la réduction du bruit à son origine, et d'autre part, au niveau des systèmes de protection des riverains.

L'autre information importante concerne la parution du premier rapport de la SNCF sur l'environnement et dans lequel il est beaucoup question de bruit.

Nous aurons l'occasion de revenir sur ce rapport qui montre que, dorénavant, les questions environnementales sont de plus en plus, et réellement, prises en compte dans la politique de développement de l'entreprise nationale.

Si ces deux informations ne doivent pas entamer notre vigilance par rapport à la réalisation du TGV Est Européen, elles sont toutefois de nature, en particulier la première, à nous rassurer en cette fin d'année.