Optimisation des protections anti-bruit routières de forme complexe

Optimization of complex noise barriers

• Auteur / Autrice : Marine Baulac
• Direction : Claude Depollier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Le Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isolation acoustique

Lutte contre le bruit

Villes -- Bruit

Résumé

En ce début de 21e siècle, le bruit des transports est l’une des principales nuisances. Un important travail est réalisé par les acousticiens afin d’améliorer l’efficacité des écrans acoustiques. Actuellement, le choix des protections anti-bruit se porte souvent sur des solutions triviales ou issues d’études paramétriques. Or le CSTB possède des codes de calculs numériques avancés dédiés à la simulation de la propagation acoustique en milieu extérieur. Le but de cette thèse est de coupler ces codes prévisionnels avec un outil mathématique à développer permettant une recherche systématique des solutions optimales. Une étude bibliographique a permis de dégager des algorithmes applicables au cas de l’optimisation de paramètres caractérisant un écran acoustique. Ils ont été appliqués avec succès aux écrans multi-diffracteurs. Des méthodes d’optimisation multiobjectif ont en outre permis d’optimiser simultanément le prix de revient de la protection et son efficacité acoustique. Dans une optique de développement durable, un travail a été réalisé sur l’efficacité de protections acoustiques de faible hauteur en milieu urbain dans le but de créer des espaces calmes. Des mesures sur modèles réduits ont été confrontées aux simulations acoustiques et l’optimisation de la forme de ces protections a permis de dégager des solutions optimales. Enfin, les méthodes d’optimisation ont été appliquées au cas de l’optimisation de trajectoires. Les principaux objectifs de la thèse ont été atteints, notamment par la création d’un outil utilisant des algorithmes d’optimisation (Nelder Mead et Algorithmes Génétiques) ainsi que les codes de calculs de simulation acoustique en milieu extérieur.

Nowadays, transportation noise is one of the main bother in people’s mind. Acousticians have worked a lot to increase the acoustical efficiency of noise barriers without worsening the landscape. Currently, noise barriers proposed are mainly classical ones or can be anticipated from parametric studies. However, CSTB developed advanced numerical codes which allow to simulate the outdoor sound propagation. The aim of this thesis is to combine the simulating codes with optimization algorithms in order to carry out a true systematic research and to find optimal solutions. Optimizations methods have been studied and a couple of them chosen to be applied to the optimization of parameters determining noise barriers. First, they have been successfully applied to multiple edge noise barriers. Moreover, some multiobjective optimization methods have been implemented in order to optimize both the acoustical efficiency and the cost of the protection. A sustainable development approach concerning urban areas has lead to consider low height noise protections in order to create quiet areas. Scale measurements have been performed and compared with simulations. Finally, optimization methods have been applied to low height noise protection to optimize their shape; optimal solutions have been found. Lastly, the optimization tool has been used to optimize trajectories in homogeneous and inhomogeneous mediums. Main objectives of this PhD thesis have been reached, especially by developing an original tool using optimisation methods (Nelder Mead algorithm and Genetic Algorithms) and numerical codes simulating outdoor sound propagation.