Le son, le bruit et signature

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1 Le son, le bruit et signature «Ce que j ignore est toujours compliqué et réciproquement ce que je sais est toujours simple». Le son, c est quoi au juste? C est la propagation d une variation de pression de l air dans notre environnement. Propagation des sons : le milieu Les vibrations produites par une source sonore sont transmises à l air ambiant auquel elles imposent une variation de pression. Ces variations de pression se propagent dans l air et dans tout milieu élastique - sauf dans le vide - sans qu il y ait déplacement de matière, mais seulement transmission d énergie de proche en proche : la vibration provoque le déplacement des particules autour de l objet qui s entrechoquent avec les particules voisines pour revenir à leur point de départ. Ces variations de pression sont des ondes sonores. Elles sont semblables aux vibrations de la source sonore qui leur a donné naissance. Ce mouvement de particules se propage en s atténuant, car une perte d énergie se produit au fur et à mesure que le champ sonore engendré par la vibration s étend. D autre part, l amortissement du son modifié par la viscosité de l air croît avec la fréquence : les sons aigus portent moins loin que les sons graves à intensité égale. On peut comparer la propagation des ondes sonores avec les cercles concentriques provoqués lorsque l on jette un caillou dans une étendue d eau tranquille. Je commence par une analogie entre les ronds dans l eau et le son. Les ronds dans l eau je les vois et ne les entends pas, le son je ne le vois pas mais je l entends. Je fais un parallèle avec les ronds dans l eau et les ondes acoustiques. La vue peut être trompeuse. Méfiance L eau ne s est pas déplacée horizontalement. Recommencer l expérience en mettant une goutte d huile à la surface de l eau à quelques centimètres du point de chute, mieux une goutte de gros rouge qui tache ou les deux. Refaites tomber votre deuxième goutte d eau. La goutte d huile monte et descend, elle reste à la même place. La goutte de vin qui a engendré une coloration locale est toujours là au même emplacement. ADI2A Son et signature 1

2 Constatation : il n y a pas eu de déplacement horizontal, mais une oscillation verticale. Si la cuvette est grande, la ride qui se propage horizontalement meurt car la viscosité de l eau freine sa propagation. Si vous remplacez la cuvette par un petit verre, les rides vont rebondir sur les parois et repartir vers le centre. Le renvoie de la vague quand elle rencontre une paroi rigide, c est «l écho». Un animal doit avoir un squelette ou une carapace dure pour le faire vibrer et émettre un son. C est pourquoi vous n avez jamais entendu le cri langoureux du ver de terre. Parlons «Son» Il y a un parallèle à faire. Le son est une variation de la pression de l air qui se propage, comme les rides provoquées par la chute d une goutte dans l eau, l air reste sur place. Vous avez tous remarqué que la fumée d une cigarette continuait tranquillement son ascension vers le plafond quel que soit le niveau de bruit dans la salle. Un son est caractérisé par deux grandeurs : Sa fréquence exprimée en Hertz (Nombre de vibrations par seconde, noté Hz) Sa puissance La puissance est souvent exprimée en décibel (db). Le décibel est une unité de mesure logarithmique (encore un gros mot). Cette unité de mesure écrase les grandes valeurs et dilate les petites. Valeur en décibel Coefficient multiplication -10 0,1-3 0, La loi et la LAeq Le bruit est un son jugé indésirable. Le bruit tombe aussi sous le coup de la loi. Le lien pour retrouver cette définition : Définition du LAeq Le bruit de la circulation, qu elle soit routière ou ferroviaire, est un phénomène essentiellement fluctuant. La mesure instantanée (au passage d un camion par exemple), ne suffit pas pour caractériser le niveau d exposition des riverains. Les enquêtes et études menées ces vingt dernières années dans différents pays ont montré que c était le cumul d énergie sonore reçue par un individu qui était l indicateur le plus représentatif des effets du bruit sur l homme et, en particulier, de la gêne issue du bruit de trafic. Ce cumul est traduit par le niveau énergétique équivalent noté LAeq. Il peut être caractérisé par une valeur sur un temps donné qui répond à la définition suivante : ADI2A Son et signature 2

3 «le niveau équivalent LAeq d un bruit variable est égal au niveau d un bruit constant qui aurait été produit avec la même énergie que le bruit perçu pendant la même période. Il représente l énergie acoustique moyenne perçue pendant la durée d observation». (norme NF S «Caractérisation et mesurage des bruits de l environnement Grandeurs fondamentales et méthodes générales d évaluation») Le LAeq s exprime en db (A). En France, ce sont les périodes (6h 22h) et (22h 6h) qui ont été adoptées comme référence pour le calcul du LAeq : on parle de niveaux diurne et nocturne. La LAeq est la moyenne des énergies acoustiques pendant une période donné. La version en vigueur en date du 5 nov 20121, voir le lien suivant : tpdjo16v_2?cidTexte=JORFTEXT &dateTexte= L article 2 précise les niveaux sonores admissibles. Article 2 En savoir plus sur cet article... Les niveaux maximaux admissibles pour la contribution sonore d'une infrastructure nouvelle, mentionnés à l'article 4 du décret relatif à la limitation du bruit des aménagements et infrastructures de transports terrestres, sont fixés aux valeurs suivantes : USAGE ET NATURE DES LOCAUX : Etablissements de santé, de soins et d'action sociale (2) LAeq (6 h - 22 h) (1) : 60 db (A) LAeq (22 h - 6 h) (1) : 55 db (A) USAGE ET NATURE DES LOCAUX : Etablissements d'enseignement (à l'exclusion des ateliers bruyants et des locaux sportifs) LAeq (6 h - 22 h) (1) : 60 db (A) USAGE ET NATURE DES LOCAUX : Logements en zone d'ambiance sonore préexistante modérée LAeq (6 h - 22 h) (1) : 60 db (A) LAeq (22 h - 6 h) (1) : 55 db (A) USAGE ET NATURE DES LOCAUX : Autres logements LAeq (6 h - 22 h) (1) : 65 db (A) LAeq (22 h - 6 h) (1) : 60 db (A) USAGE ET NATURE DES LOCAUX : Locaux à usage de bureaux en zone d'ambiance sonore préexistante modérée LAeq (6 h - 22 h) (1) : 65 db (A) Une zone est d'ambiance sonore modérée si le niveau de bruit ambiant existant avant la construction de la voie nouvelle, à deux mètres en avant des façades des bâtiments est tel que LAeq (6 h-22 h) est inférieur à 65 db(a) et LAeq (22 h-6 h) est inférieur à 60 db(a). Dans le cas où une zone respecte le critère d'ambiance sonore modérée seulement pour la période nocturne, c'est le niveau sonore maximal de 55 db(a) qui s'applique pour cette période. Nota : (1) Ces valeurs sont supérieures de 3 db (A) à celles qui seraient mesurées en champ libre ou en façade, dans le plan d'une fenêtre ouverte, dans les mêmes conditions de trafic, à un emplacement comparable. ADI2A Son et signature 3

4 Il convient de tenir compte de cet écart pour toute comparaison avec d'autres réglementations qui sont basées sur des niveaux sonores maximaux admissibles en champ libre ou mesurés devant des fenêtres ouvertes. (2) Pour les salles de soins et les salles réservées au séjour de malades, ce niveau est abaissé à 57 db (A). Les 2 liens suivants renvoient sur ce tableau ci-dessus relatif au trafic ferroviaire Quand je regarde ce tableau je reste rêveur Il y a bel-lurette que ces valeurs sont dépassées sur la rive droite du Rhône!!!! Avec le lien suivant que dit l Europe?? Au chapitre de l évaluation des risques, la nouveauté réside dans l obligation de l employeur d intégrer l exposition au bruit dans l évaluation des risques, au sein d un document unique à réactualiser chaque année. L employeur doit évaluer et, si nécessaire, mesurer les niveaux de bruit auxquels les travailleurs sont exposés. Sur la base de ces informations, l employeur détermine si les valeurs limites d exposition et les valeurs d exposition déclenchant des actions de prévention sont dépassées. Par contraste, antérieurement à ce décret, la réglementation ne prévoyait un contrôle d exposition au bruit que tous les 3 ans au moins. Autre grande nouveauté apportée par le décret, l introduction de valeurs limites d exposition, fixées à un niveau d exposition quotidienne de 87 db(a) (valeur limite d exposition équivalente sur 8 heures) ou à un niveau de pression acoustique de crête de 140 db(c), ces niveaux prenant en compte l atténuation assurée par les protecteurs auditifs individuels portés par les travailleurs. L employeur a l obligation de tout mettre en œuvre pour que ces valeurs limites d exposition ne soient pas dépassées. Quant aux seuils d exposition déclenchant des actions de prévention, la nouvelle réglementation diminue ces seuils et renforce les mesures à mettre en place en cas de dépassement. De fait, lorsque les valeurs d exposition dépassent un niveau d exposition quotidienne de 80 db(a) ou un ADI2A Son et signature 4

5 niveau de pression acoustique de crête de 135 db(c) (valeurs dites «valeurs d exposition inférieures déclenchant l action de prévention»), l employeur doit impérativement : mettre des protecteurs auditifs individuels à la disposition des travailleurs ; délivrer aux employés des informations et une formation en rapport avec le résultat de l évaluation des risques ; accorder un examen audiométrique préventif aux travailleurs concernés, sur leur demande ou sur celle du médecin du travail. En plus de ces mesures, lorsque les valeurs d exposition dépassent un niveau d exposition quotidienne de 85 db(a) ou un niveau de pression acoustique de crête de 137 db(c) (valeurs dites «valeurs d exposition supérieures déclenchant l action de prévention»), l employeur doit impérativement : mettre en œuvre un programme de mesures techniques ou d organisation du travail visant à réduire l exposition au bruit et une signalisation appropriée ; veiller à ce que les protecteurs auditifs individuels soient effectivement utilisés ; mettre en place une surveillance médicale renforcée. Où sont les trains??? Patience, ça vient. Un train peut être considéré comme une grosse goutte qui tombe dans votre atmosphère. Il crée une pression en poussant l air devant lui et qui va reprendre sa place après son passage. L air est très perturbé autour du train, à une dizaine de mètres l air est déjà beaucoup plus calme. Les variations de pression causées par le train vont se propager, le bruit en pleine campagne comme la Beauce il n y aura pas d écho, le bruit va s éteindre très rapidement au niveau de la source. Je suis en ville ou en Rhône-Alpes, que va-t-il se passer? Il y aura des échos de toutes origines, le bruit revient, pour obtenir le calme après le passage du train il faudra attendre que tous les échos soient absorbés. Tout va dépendre de l environnement. Plus l obstacle rencontré par le son est dur, plus l écho sera important. Les façades et les parois rocheuses vont renvoyer le bruit sans atténuation. Un parc boisé va l absorber partiellement et restituer la partie restante. Les arbres sont de piètre mur anti-bruit. Signature acoustique d un train. Tous les objets mobiles ont une signature. Tous les avions ont une signature électromagnétique, elles sont dans des catalogues et sont connues des contrôleurs du ciel, la signature est l empreinte digitale de l avion. Dans les années 1970, la signature des vols d oies sauvages en pleine migration est entrée dans le catalogue. Les radars US ont confondus pendant quelques instants les oies avec une escadrille soviétiques La signature acoustique d un train correspond au relevé de la puissance du bruit pendant son passage. La signature idéale serait composée de 3 parties : une montée, un palier et une descente. La montée est peu perturbée par l environnement, c est l augmentation rapide du bruit avec l arrivée imminente, les perturbations liées à l environnement sous masquées par la soudaineté du phénomène. Le palier qui correspond au passage du train, elle est fonction que de la composition ADI2A Son et signature 5

6 La descente est très liée à l environnement. En rase-campagne la descente est très rapide, il n y a pas ou très peu d écho, il n y a plus de source de bruit, l air reprend son calme rapidement. En ville et les contrées montagneuses de l Ardèche, alors là tout est possible. Les façades d immeuble ou les versants renvoient les échos sont multiples, le bruit part et revient. Il faudra attendre pour qu il perde toute son énergie. Il est remarquable que le temps de rétablissement du calme soit 2 à 4 fois plus long que le temps de montée du bruit. Passons à une analyse de quelques signatures : Commençons par une image sonore d un train à partir d un dictaphone. Voici son image : La signature du train c est l enveloppe supérieure du son sans toutes les petites pointes qui ont été lissées. Elle est représentée approximativement par le trait rouge. Une première remarque, la montée du son est très rapide. La descente prend son temps. Le bruit dure après le passage du train. Ce qui différencie un dictaphone d un sonomètre c est que le premier permet d enregistrer et d écouter le train et il faut prendre un crayon pour dessiner la signature, le second donne la signature du train mais il est inaudible, il a intégré tous les bruits pour les traduire en puissance sonore. Le dictaphone n est pas adapté pour enregistrer des grandes variations de puissances. Les signatures suivantes seront fournies par le sonomètre. Une signature classique : ADI2A Son et signature 6

7 La montée de 50 à 70 db se fait en 3 secondes, le palier 70 à 74 db dure 38 secondes et la descente de 70 à 50 db s effectue en 12 secondes. Une autre signature considérée comme normale par son enveloppe : ADI2A Son et signature 7

8 Autre signature plus originale. Cette signature est remarquable avec ce clocher d une amplitude de 20 db. Ce clocher est du à quelques wagons entrain de manifester bruyamment. Leur état peut laisser craindre le pire Ces wagons pourraient être mis en cellule de dégrisement pour le bien-être de nos concitoyens. Celui-là!!! Est-ce possible que ça roule encore??? C est un train que nous ne voulons plus voir sur les rails Inadmissible en centre-ville. Pourquoi devez-vous rouler à 50 km/h en ville et ce train ne respecte pas la limitation de vitesse. Pourquoi M. le Maire ne promulgue pas un arrêté sur la vitesse en ville applicable à tous les véhicules, même les trains????? Essayez! Après on verra. ADI2A Son et signature 8

9 Une signature inoubliable. Un petit train une dizaine de wagons ayant un bon tonus vocale. Temps de montée de 50 à 80 db en 5 secondes. Temps du palier de 80 à 115 db 10 secondes Temps de descente 80 à 50 db 20 secondes Les 2 trains se sont succédé à un très court espace de temps.. Sur ce dessin vous avez 2 signatures. La première signature montre une tractrice qui pousse la rengaine avec 25 db de plus que ses wagons. Celle du second train ne se distingue pas du reste!!! ADI2A Son et signature 9

10 Les signatures sont très variées. Elles présentent des anomalies propres à chaque train. Les signatures sont très variées. Elles représentent les caractéristiques propres à chaque train. Pour ceux qui ne seraient pas convaincus par le choix de l étude des signatures des véhicules ferrés ou routiers, suivez le lien ci-dessous. Vous serez conquis. Si vous avez encore des doutes, suivez ce lien : Serge et Yves ADI2A Son et signature 10