Modélisation dynamique du trafic et applications à l'estimation du bruit routier

par Ludovic Leclercq

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Jean-Baptiste Lesort.

Soutenue en 2002

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Pour estimer finement le bruit émis par un trafic routier dont l'écoulement est très fluctuant (abords d'un feu tricolore par exemple), il est nécessaire de décrire et de prendre en compte l'évolution spatio-temporelle du flux de véhicules considéré. Cette thèse propose d'utiliser un modèle de simulation de trafic pour caractériser l'évolution du flux et permettre ainsi, en le couplant à des lois acoustiques décrivant finement l'émission unitaire des véhicules, d'estimer les variations dynamiques des niveaux de bruit émis par le trafic. Le modèle de trafic utilisé est un modèle macroscopique du premier ordre. Les situations où les véhicules accélèrent étant identifiées comme importantes pour estimer précisément les nuisances sonores, ce modèle est étendu pour permettre la représentation correcte de la cinématique des véhicules durant les phases transitoires. L'extension du modèle consiste à introduire une contrainte sur l'accélération maximale autorisée en complément des équations décrivant le comportement du flux. Cette contrainte est intégrée de manière analytique et de manière numérique par le développement d'une version discrétisée du modèle à accélération bornée. La cohérence des profils cinématiques obtenus grâce à cette version discrétisée est traitée d'un point de vue théorique par l'étude de la convergence des solutions numériques vers les solutions du modèle analytique et d'un point de vue pratique par l'étude en simulation du redémarrage d'un flux aux abords d'un feu tricolore. Ce modèle de trafic est ensuite couplé avec des lois unitaires d'émission fournies par le Laboratoire Transport et Environnement de l'INRETS. Cette opération est rendue possible par le développement d'un modèle intermédiaire capable d'estimer le rapport de boîte des véhicules en fonction de l'état cinématique de ceux-ci car le modèle de trafic ne modélise pas cette variable. Les résultats fournis par le modèle global sont présentés pour deux scénarios types (un feu tricolore et une restriction de capacité saturée) afin de montrer l'intérêt d'une description fine du comportement du trafic pour évaluer les niveaux de bruit résultants. Les résultats du modèle sont également comparés à des données expérimentales, ce qui permet de valider la représentation de la cinématique des véhicules lors du redémarrage à un feu et les émissions de bruit correspondantes.

  • Titre traduit

    = A traffic flow model for dynamic estimation of noise


  • Résumé

    To estimate the noise emitted by an irregular traffic precisely, it is necessary to take into account its spatiotemporal evolution. This PhD suggests using a traffic model to describe the flow behaviour and to couple it with noise monograms which finely determine vehicles’ emission in order to estimate the dynamic variations of noise levels. The used traffic model is a first order macroscopic one. As the situations where vehicles accelerate are identified as important to estimate noise emission precisely, this model is extended to allow the correct representation of the vehicles’ kinematics during transitional phases. This extension consists of introducing a constraint on the maximal acceleration to complete the basis equation of the model. This constraint is integrated analytically and numerically with the development of a discretized form of the bounded acceleration model. The consistence of the discretization scheme is ensured by the study of the convergence of the numerical solutions to the analytical ones. The kinematics profiles resulting from the model are also studied by simulation in the case of a starting flow at a traffic signal. The traffic model is then coupled with the noise emission monograms supplied by the INRETS-LTE laboratory. A complementary model is needed to realise this operation in order to estimate vehicles’ gear ratio from their kinematics states because the traffic model does not represent this variable. The results of the global model are presented for two typical situations (a traffic signal and a congested restriction of capacity) to show the interest of a fine description of the traffic flow behaviour as far as noise estimation is concerned. The results of the model are also compared with experimental data in order to validate the representation of vehicles’ kinematics in the case of a starting platoon.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(317 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.299-305

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2669)
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