Modélisation acoustique des deux-roues motorisés :

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1 Séminaire de clôture de l'opération de recherche M6: Prévoir le bruit en milieu urbain Nantes 8 et 9 mai Modélisation acoustique des deux-roues motorisés : Motocyclettes Hubert LEFEVRE CETE de Lyon - LRPC de Clermont-Ferrand Loïc TOUSSAINT Guillaume DUTILLEUX ERA Acoustique LCPC CETE de l'est LRPC de Strasbourg Centre d'études Techniques de l'équipement de LYON Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Clermont-Ferrand Ministère de l'écologie, de l'énergie, du Développement durable et de la Mer

2 Plan Introduction Protocole d'études et de mesures Directivité en statique et dynamique Modélisation en allure stabilisée et accélérée Mesures sur véhicules du flot Conclusion - perspectives

3 Introduction Le parc de deux-roues motorisés représentent : - 7 % des véhicules en France (5), - % du parc européen (). Les ventes de motocyclettes (7) : - % des achats de deux-roues - 5 % de cylindrées > 65 cm ventes de deux roues en 7 Faible part du trafic mais fortes nuisances sonores Problématique intégrée dans deux opérations de recherche LCPC depuis sur le bruit en milieu urbain. %,% 8% 7% % 5% % 9% scooter jusqu'à 5 cm scooter jusqu'à 5 cm scooter jusqu'à 5 cm moto jusqu'à 5 cm moto jusqu'à 5 cm moto jusqu'à 65 cm moto jusqu'à 75 cm moto plus de 75 cm Source : Moto-journal n 8 et scooterinfo.com

4 Protocole d'études et de mesures Etude du parc des deux-roues : 8 catégories Base de ces catégories: Type Émissions sonores réglementaires Puissance administrative Caractéristiques techniques Pourcentage des ventes 6 cm, cylindres. en ligne, non car énée 6 cm, car énée Motocyclette 5 cm, ou cylindres en V, non car énée 5 cm, cylindres, non car énée 5 5 cm, cylindre, non car énée 6 Scooter (cyclomoteur et 5 cm ) 7 cyclomoteur 8 Détails Variateur Boîte mécanique Expérimentation avec 5 motos Mesures en statique ( motos dont cm) Mesures en dynamique sur le circuit d'issoire (6) Catégorie Fazer 6 Catégorie VFR 8 Catégorie V-Strom 65 Catégorie TRX 85 Catégorie 5 Dominator 65

5 Protocole d'études et de mesures Mesures en statique (ISO 7) - points de mesures simultanés - 6 essais - Mesures répétées fois - motos (catégorie,,, 5) - Ralenti,,,, 5 et 6 trs/min Mesures en dynamique - points de mesures simultanés - 6 essais - 5 motos - Mesures répétées fois par sens - allure stabilisée (6 passages) - allure accélérée (6 passages) Protocole dynamique en fonction du régime moteur et rapport de boîte Détermination du coefficient d'environnement K avec dodécaèdre en bruit rose 5

6 Directivité en statique et dynamique Résultats des mesures en statique Directivité horizontale : - omnidirectionnelle en basse fréquences jusqu'à 8 Hz Directivité verticale: - entre et 5 Hz, la source est proche du sol - entre 5 et 8 Hz, la source sonore émet vers le haut - au-delà, directivité non homogène Courbe d'isoréponse en D (Base_partielle_statique dans Bandit avk.stw 8v*c) Hz = Distance des Moindres Carrés Pondérés Courbe d'isoréponse en D (Base_partielle_statique dans Bandit avk.stw 8v*c) Hz = Distance des Moindres Carrés Pondérés y y x Catégorie - Bandit cm Mesures à Hz x Catégorie - Bandit cm Mesures à Hz 6

7 Directivité en statique et dynamique Résultats des mesures en dynamique Directivité verticale : - moto à échappements pas de directivité verticale prononcée - moto à échappement directivité suivant pot d'échappement Angle directivité : - compris entre et 5 Facteur de directivité verticale en LAeq TRX à 5 km/h sens circuit 7 7 sens contraire Mesures Droite Ga uche59 6 rmonie. Oros 58 Ha sens circuit Catégorie - TRX échappements Facteur de directivité verticale en LAeq Fazer à 5 km/h sens circuit 77 sens contraire Mesures Droite Ga uche59 6. Oros 58 Ha rmonie sens circuit Catégorie - Fazer échappement à droite 7

8 Modélisation Détermination de la puissance acoustique en champ libre Lw A = Lmesuré K + log π r Avec Lw A : puissance acoustique en dba K : coefficient d'environnement r : distance entre la moto et le point de mesure Détermination des variables influentes - Analyse en composantes principales (5 variables, 668 ech.) Project ion des variables sur le planf actoriel ( x ) Variables Actives et Supplémentaires *Variable supplémentaire. Fact. :.%.5 Lw A corrélé avec log(v) et régime/ log(v) régime/ Régime/ et log(v) fortement corrélés Sens indépendant de LwA et allure Allure et log(v) indépendants Sens. Le q* *d BA -.5 Allure Fact. : 5. 7%.5. Active Suppl. 8

9 Modélisation Modélisation en allure stabilisée : A log(v) + D Modèle de Favre et séparation de l'allure stabilisée et accélérée dba LwA en fonction de log (Vitesse en km /h) 5 y = 6.x R =.9 5 Résidus modélisation allure stabilisée en A log (V) + D Nb ech 8 5 motos 6 8 cm 6 cm Stabilisé 6 Accéléré Linéaire (Stabilisé) db log (V en km/h) 8.. Catégorie 5 toutes..6 Motos Fazer VFR Vstrom TRX Dominator confondues.8. Cylindrée Nb cylindres en ligne en V en V en ligne Distinction entre les cylindrées écarts de dba ordonnée 5,9 5,5 8, 6,9 5, 5, pente 6,,7 9, 8,7 6, 6, 5 km/h 97, 9,5 97,8 95,6 98,5 96,8 9 km/h,9,8 5,, 5,,6 La pente et l'ordonnée à l'origine semble varier en fonction du nombre de cylindres. Le LwA à 5 km/h semble varier en fonction de la cylindrée. 9

10 Modélisation Modélisation en allure accélérée A log (V) + BV + C Remarque : L'écart entre accélérée et stabilisée diminue quand V ou S augmente Hypothèse : Lw A = fonction (stabilisée) + fonction (accélérée) dba Lw A = f(régime ) 5 Stabilisé Accéléré Linéaire (Stabilisé) Linéaire (Accéléré) 8 Résidus modélisation allure accélérée en A log (V) + B V + C Nb ech 5 motos cm 6 y =.x R = cm 5 95 R = Régime S db Modélisation LwA fonction (stabilisée) Distinction entre les cylindrées écarts de dba LwA accélérée = 6. log(v) -. V LwA stabilisée = 6. log(v) + 5. avec V en km/h

11 Modélisation Répartition spectrale db Motos - Spectre à 5km/h Fazer. VFR Vstrom TRX 95. Domi VFR, Fazer et TRX sont des routières. Dominator et V-Strom sont des trails. Toutes Spectre(Trails) > spectre(routières) Même conclusion à 9 km/h Spectre important > 5 Hz 8. Fréquence (Hz) 75. LAe q dba Modélisation Lw A sur revêtement R âgé de 5 ans Comparaison avec abaques VL et PL Allure stabilisée : LwA moto Lw A VL moyen Allure accélérée : LwA moto < LwA PL moyen 5 5 Acc moto 95 Stab moto Stab VL 9 Stab PL 85 Vitesse (km/h)

12 Mesures sur véhicules du flot Campagnes de mesures en Alsace (route des crêtes) Protocole de mesure s'inspirant de la NF EN ISO 89- Mesure à 7,5 m et, m de haut Sens à droite Sens à gauche - 6 campagnes - 58 passages - mesures LAmax - spectre / octave - allure stabilisée - V moy = 7 km/h - V mini = km/h - V max = km/h

13 Mesures sur véhicules du flot Résultats des mesures Régression en A log (V/9)+B - Mesures du /8/ Sens 9/6/8 /8/8 /8/9 9/6/8 /8/8 /8/9 LAFmax (9 km/h) 79, 78,7 78,8 78,5 79, 79,6 LAFmax (5 km/h) 7, 69, 68, 7,6 7, 7,6 y =.8x R =.7 8 LAmax en db(a) Date Pente en dba,8 6,8, 7,,8 7,5 y = 6.8x R = Sens Sens lo g(v e n k m/h) Vites s e Route des crêtes () 5 motos s ur pis te () Ecarts ()-() Niveau de bruit global(db(a)) 9 km/h 7 km/h 5 km/h 79, 75, 7,6 78, 75, 7,,, -,7. Linéa ire. (Sens) Linéa ire (Sens) Ecarts dba entre les mesures des véhicules du flot et les mesures sur piste

14 Conclusion - perspectives Etude sur les grosses cylindrées (6 à 85 cm) - comportement monopolaire jusqu'à 8 Hz, - directivité proche du sol jusqu'à 5 Hz, vers le haut entre 5 et 8 Hz, - influence du nombre d'échappement sur la directivité verticale, - angle de directivité compris entre et 5. Modélisation - Le modèle de Favre en log(v) semble convenir (source monopolaire), - Modélisation de l'allure accélérée par un terme en B*V, - Une seule catégorie acoustique pour les grosses cylindrées. Mesures des véhicules du flot - Convergence des résultats en allure stabilisée. Un modèle général sera élaboré sur la base des différentes campagnes issues de l'opération de recherche M6.

15 Merci de votre attention Centre d'études techniques de l'équipement de LYON Ministère: de l'écologie, de l'énergie, du Développement durable et de l'aménagement du Territoire Modélisation acoustique des -roues motorisés motocyclettes 5