Transport ferroviaire – Études d’impact B&V

Solutions de bruit et de vibrations de la phase d’appel d’offres sur la conception jusqu’à la validation en cours d’exploitation

D2S International a les capacités d’offrir à ses clients un support intégré vis-à-vis du bruit et des vibrations.

Assistance dans la préparation des offres (au niveau du bruit et des vibrations)
Analyse de la législation en vigueur et des normes de référence
Réalisation des mesures de bruits et vibration pour caractériser la situation initiale (avant construction)
Analyse des sites et catégorisation des bâtiments et de sol le long de la ligne
Réalisation des simulations numériques et des prédictions pour le bruit aérien, solidien et des vibrations selon différents scénarios
Conception et optimisation des mesures de réduction (design de voie et véhicule) ou assistance dans le choix des matériaux
Réalisation des essais des systèmes de voie en laboratoire
Optimisation du confort acoustique dans les stations et les véhicules
Supervision de la construction et vérification des performances sur site pendant l’exploitation
Suivi ou optimisation continue (24/7) ou régulière des bruits et vibrations en pleine exploitation

D2S International garantit ses concepts et résultats. Nous nous assurons que nos clients remplissent leurs obligations contractuelles dans le domaine des bruits et vibrations.

Les procédures utilisées aujourd’hui dans les grands projets de transports ferroviaires internationaux pour développer les prédictions généralisées de vibrations et de bruit émis par le sol sont, dans la plupart des cas, imposées dans les spécifications techniques du projet. La plupart de ces procédures incluent 3 niveaux différents de détail pour prévoir les vibrations émises par le sol :

Screening

Une table standard de distance d’impact est utilisée pour déterminer si les vibrations et le bruit transmis par le sol à cause du projet risque de déranger les riverains. Une analyse plus détaillée est nécessaire si les riverains habitent à une distance inférieure à la distance de screening. La procédure de screening ne requiert aucune connaissance spécifique des caractéristiques vibratoires du système ou de la géologie du terrain.

Vérification générale

Le niveau général de vérification est une extension de la procédure de screening. Il est beaucoup plus complexe de développer des projections détaillées de vibrations transmises par le sol que de bruit aérien.

Pour les sections à ciel ouvert, la procédure inclut l’utilisation de densité de force de source linéaire (à mesurer avec le type de véhicule considéré sur la voie standard considérée ou à extraire d’une base de données) et de mobilité de transfert de source linéaire mesurée sur site en différentes sections de référence sélectionnées pour définir comment la géologie locale affecte la propagation des vibrations. Cela permet de calculer des niveaux de vibration devant un bâtiment.
Pour les sections en tunnel, la procédure inclut le calcul des forces d’impact roue/rail en utilisant la théorie du plat de roue équivalent (dont les données sont le système de voie, les masses non suspendues du véhicule, la vitesse du véhicule, les caractéristiques de la roue et du rail) et le calcul des niveaux de vibration et des spectres en certains points du tunnel en utilisant un modèle éléments finis. En utilisant ces vibrations des parois du tunnel et les transmissibilités du sol, les niveaux de vibrations sont calculés devant les bâtiments
Pour les sections à ciel ouvert comme pour les tunnels, les niveaux de vibrations et de bruit transmis par le sol à des bâtiments spécifiques sont calibrés pour tenir compte de différents facteurs comme les différents systèmes de support de voie, la vitesse du véhicule, le type de bâtiment et les pièces considérées, le couplage entre le bâtiment et le sol. On suppose des voies fixées normalement. Les niveaux de vibration sont calculés dans toutes les sections de référence et ces valeurs sont extrapolées à l’ensemble de la ligne.

Les niveaux de vibration calculés (valeurs générales et/ou spectres) sont fonction du critère à considérer (fonction du projet). Dans cette vérification générale, l’effet des mesures de correction est aussi calculé. La précision des prédictions peut atteindre 3 dB pour les sections à ciel ouvert avec des densités de force linéaire bien identifiées.

Cette procédure de vérification générale permet de prédire les niveaux de vibration et de bruit transmis par le sol et de définir les mesures de correction dans un bref délai (environ 8 semaines) pour un grand projet (ex : nouveau projet de ligne de 100 km, nouvelle ligne de métro, extension d’une ligne de tram). Ce délai est donc compatible avec les agendas d’études et d’exécution des projets standards.

Analyse détaillée

Le but de la vérification générale est de fournir une méthode rapide pour estimer les niveaux et/ou spectres des vibrations et bruits transmis par le sol à comparer aux critères d’acceptation. Pour beaucoup de projets, spécialement quand on compare des alternatives, ce niveau de détail est suffisant pour vérifier l’impact environnemental. Dans les sections et pour les bâtiments où des problèmes potentiels ont été identifiés dans la vérification générale, une analyse détaillée doit être entreprise durant le design final des alternatives sélectionnées pour définir précisément le niveau d’impact et concevoir les mesures de réduction. L’analyse détaillée inclut l’utilisation de tous les outils numériques pour déterminer précisément l’impact vibratoire en des sites spécifiques.

Une analyse vibratoire détaillée consiste en général en 3 parties :

Étude des vibrations existantes. Bien que la connaissance des niveaux vibratoires existants ne soit pas habituellement requise pour la vérification des impacts vibratoires, une étude de ceux-ci peut parfois s’avérer utile. Par exemple, on peut relever le niveau de fond des vibrations au droit des bâtiments sensibles, mesurer les niveaux vibratoires générés par une source comme une voie de chemin de fer existante, et, dans certains cas, caractériser les vibrations générales de fond dans les corridors du projet.
Prédiction des vibrations futures et de leur impact. Tous les outils disponibles sont utilisés dans une analyse détaillée pour générer les meilleures estimations possibles de l’impact des vibrations potentielles.
Développement de mesures de contrôle. Contrôler l’impact des vibrations transmises par le sol demande de développer des mesures coûteuses pour réduire les niveaux de vibration. L’analyse détaillée aide à sélectionner les mesures de contrôle de vibration qui seront efficaces aux fréquences de vibrations prédominantes et compatibles avec la structure de transit du système de support de voie donné.