Environnement

Réduction du bruit des ponts métalliques

Des solutions innovantes pour la réduction du bruit

Problématique

Il existe en France 900 ponts ferroviaires métalliques qui sont autant de sources de bruit. Ce problème est particulièrement crucial en zone urbaine où les riverains le supportent mal.

Réseau Ferré de France souhaite disposer d'une méthodologie qui permette d'en identifier les causes et de définir les moyens d'intervention. Un projet de recherche nommé "Réduction du bruit des ponts métalliques" , commandité par Réseau Ferré de France, a donc été lancé pour identifier les phénomènes responsables de l'augmentation du niveau sonore dans l'environnement lors du passage d'un train sur un pont métallique.

Méthodologie

Le projet est mené en quatre temps : choix d’un pont de référence, mesures et élaboration de modèles vibroacoustiques de prédiction du bruit en environnement, estimation de l'efficacité des solutions de réduction du bruit par la simulation, validation de l’efficacité de ces solutions sur le pont de référence.

• Choix du pont : sur les six types de ponts métalliques existants, c'est un pont à poutres latérales, une des structures les plus bruyantes, qui a été retenu comme objet d'étude (en l'occurrence le pont Gavignot, à Enghien les Bains, près de Paris).

• Mesures : conduites sur toute la gamme des fréquences audibles, les mesures ont permis de faire la distinction entre les contributions des différents éléments du pont. Deux modélisations ont été mises en œuvre, la méthode "éléments finis" pour les basses fréquences et SEA (Statistical Energy Analysis) pour les plus hautes, afin de traiter toute la gamme des fréquences audibles.

• Estimation de l'efficacité des solutions par simulation : l’objectif de ces simulations était d’estimer l’efficacité de chacune des solutions de réduction du bruit et de déterminer la combinaison de solutions basses et hautes fréquences la plus pertinente.

• Validation de l’efficacité de ces solutions sur le pont de référence : les solutions de réduction du bruit seront testées une à une et combinées sur le pont Gavignot afin de valider les prédictions de la phase précédente. Les performances mais aussi les coûts et les contraintes de mise en œuvre pourront être quantifiés précisément.

Résultats

Par comparaison avec les résultats issus de la littérature, le pont de référence choisi est représentatif de la problématique du bruit des ponts métalliques ferroviaires. Les mesures réalisées et les modélisations ont montré qu'autour de 40Hz, le platelage du pont est la principale source de bruit alors qu'au delà, le rail, fixé sur le pont, est la source prépondérante. Un système d'attache optimisé, des absorbeurs dynamiques sur le rail et sur le platelage, des écrans absorbants ont été évalués par simulation et installés sur le pont de référence. Par combinaison de solutions, le gain obtenu peut atteindre 11 dB(A), l'émergence du passage d'un train sur le pont devient alors tout just perceptible (~3 dB(A)).

Ce projet a permis de valider des solutions innovantes de réduction du bruit et de définir une méthodologie pour la réduction du bruit des ponts métalliques. A partir de mesures spécifiques et de quelques calculs, il est possible de définir la combinaison de solutions optimale pour atteindre une réduction donnée.

Contact : Franck Poisson