Acoustique & Conseil effectue des recherches et des développements d’outil de calcul autour des problématiques vibratoires, notamment produites par les infrastructures de transports ferroviaire sur les bâtiments, en vue de caractériser au mieux les problématiques recontrées puis de définir les traitements à apporter aux opérations concernées. Acoustique & Conseil participe en l’occurrence activement aux réflexions de la profession, au sein des groupes de travail du GIAc (Groupe des Ingénieurs en Acoustique).
Un convoi ferroviaire est susceptible d’engendrer différents types de nuisances acoustiques et vibratoires par :
- le bruit aérien transmis au travers des façades du bâtiment (cas d’une voie ferrée en extérieur)
- le bruit solidien provoqué par le rayonnement vibratoire des structures et parois du bâtiment
- la perception tactile humaine des vibrations par les planchers du bâtiment.
Transmission des vibrations d’origine ferroviaire vers un bâtiment : perception tactile des vibrations et bruit régénéré.
Acoustique & Conseil possède son propre outil de calcul RAILVIB © qui permet d’appréhender ces phénomènes de propagation et de régénération du bruit par les vibrations.
Les calculs en tiers d’octave nécessitent en entrées le résultat de mesures vibratoires réalisées en lieu et place du bâtiment à construire ou à réhabiliter. Il est inspiré de l’étude RIVAS et répond au protocole défini par le GIAc.
Le calcul utilise une succession de fonctions de transfert pour arriver jusqu’au résultat attendu :
- TF1 : fonction de transfert vibratoire « rails vers le sol » qui n’est généralement pas nécessaire lorsque la mesure est effectuée sur le terrain du site.
- TF2 : fonction de transfert vibratoire « sol vers fondation » (2 fonctions de transfert proposées selon la nature du bâtiment)
- TF3 : fonction de transfert vibratoire » fondation vers planchers » (4 fonctions de transfert proposées, selon la fréquence de résonance fondamentale du plancher)
- TF4 : fonction de transfert vibro-acoustique « plancher vers salle » (couplage structure / fluide)
- TF5 : fonction de transfert qui estime l’amplification attendue aux différents étages du bâtiment.
- Att : l’atténuation d’un dispositif antivibratile (ressorts, plots, coupure,…)
Les niveaux suivants sont ainsi obtenus :
- Niveau vibratoire sur le plancher du local considéré : Lv,plancher = Lv,mesuré + TF2 + TF3 (+ TF5) (+ Att)
- Niveau de bruit solidien : Lp,solidien = Lv,mesuré + TF2 + TF3 + TF4 (+ TF5) (+ Att)
Fonctions de transfert intégrées au calcul.
Si les fonctions de transfert TF2 et TF3 sont forfaitaires et extraites de la littérature, la fonction de transfert TF4 est, en revanche, le résultat d’un calcul énergétique dans l’outil RAILVIB ©.
Concernant la fonction de transfert TF3 « Fondations vers plancher « , le calcul nécessite de faire un choix entre 4 courbes, dépendant de la fréquence de résonance fondamentale en flexion du plancher, estimé en fonction de ses dimensions, des caractéristiques mécaniques et des conditions d’encastrement.
Deux critères sont alors évalués :
- Le niveau de vitesse vibratoire d’un plancher du local étudié (perception tactile)
- Le niveau de bruit solidien dans le local étudié (perception auditive du bruit rayonné par le plancher)
Selon les objectifs visés : notamment le niveau de bruit de fond recherché au passage des trains et les seuils de gènes tactiles (norme 2613-2), il nous est alors possible d’orienter les dispositifs de traitement des vibrations.
Nous présentons ci-dessous la note de calcul RAILVIB © et les courbes associées.
