Extension des modèles standards de propagation du bruit extérieur pour des géométries complexes

Extending standard outdoor noise propagation models to complex geometries

• Auteur / Autrice : Matthew Kamrath
• Direction : Judicaël Picaut, Philippe Jean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 28/09/2017
• Etablissement(s) : Le Mans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'acoustique de l'Université du Mans - Laboratoire d'acoustique de l'université du Mans / LAUM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments-frontières, Méthode des

Villes -- Bruit

Génie acoustique

Son -- Propagation

Mots clés libres

Propagation sonore en milieu urbain

Méthodes d’ingénierie acoustique

BEM

Méthode hybride

Processus Gaussien de régression

Acoustique numérique

Optimisation

Urban outdoor sound propagation

Noise engineering methods

Boundary element method

Hybrid method

Gaussian process regression

Numerical acoustics

Optimization

Résumé

Les méthodes d'ingénierie acoustique (e.g. ISO 9613-2 ou CNOSSOS-EU) approchent efficacement les niveaux de bruit générés par les routes, les voies ferrées et les sources industrielles en milieu urbain. Cependant, ces approches d'ingénierie sont limitées à des géométries de forme simple, le plus souvent de section rectangulaire. Ce mémoire développe donc, et valide, une approche hybride permettant l'extension des méthodes d'ingénierie à des formes plus complexes, en introduisant un terme d’atténuation supplémentaire qui représente l'effet d'un objet réel comparé à un objet simple.Le calcul de cette atténuation supplémentaire nécessite des calculs de référence, permettant de quantifier la différence entre objets simple et complexe. Dans la mesure où il est trop onéreux, numériquement, '’effectuer ce calcul pour tous les chemins de propagation, l'atténuation supplémentaire est obtenue par interpolation de données stockées dans un tableau et évaluées pour un large jeu de positions de sources, de récepteurs et de fréquences. Dans notre approche, le calcul de référence utilise la méthode BEM en 2.5D, et permet ainsi de produire les niveaux de référence pour les géométries simple et complexe, tout en tabulant leur écart. Sur le principe, d'autres approches de référence pourraient être utilisées.Ce travail valide cette approche hybride pour un écran en forme de T avec un sol rigide, un sol absorbant et un cas avec bâtiments. Ces trois cas démontrent que l'approche hybride est plus précise que l'approche d’ingénierie standard dans des cas complexes.

Noise engineering methods (e.g. ISO 9613-2 or CNOSSOS-EU) efficiently approximate sound levels from roads, railways, and industrial sources in cities. However, engineering methods are limited to only simple box-shaped geometries. This dissertation develops and validates a hybrid method to extend the engineering methods to more complicated geometries by introducing an extra attenuation term that represents the influence of a real object compared to a simplified object.Calculating the extra attenuation term requires reference calculations to quantify the difference between the complex and simplified objects. Since performing a reference computation for each path is too computationally expensive, the extra attenuation term is linearly interpolated from a data table containing the corrections for many source and receiver positions and frequencies. The 2.5D boundary element method produces the levels for the real complex geometry and a simplified geometry, and subtracting these levels yields the corrections in the table.This dissertation validates this hybrid method for a T-barrier with hard ground, soft ground, and buildings. All three cases demonstrate that the hybrid method is more accurate than standard engineering methods for complex cases.