Dynamic approaches for the characterization and mitigation of urban sound environments

Approches dynamiques pour la caractérisation et l'atténuation des environnements sonores urbains

Arnaud Can (1)

1 UMRAE - Unité Mixte de Recherche en Acoustique Environnementale

Awareness of the health effects of noise gradually became apparent in the second half of the 20th century, in contrast to the parallel urban planning decisions, which left a significant place for the automobile in the city. The high noise levels, combined with the increasing aspiration of city dwellers for a peaceful and environmentally friendly city, have quickly made noise a first-rate nuisance, which must be characterized and mitigated. In this context, this document presents a contribution to research in urban environmental acoustics that attempts to take advantage of a diversity of means to improve the characterization of urban noise environments, and seeks ways to evaluate noise mitigation strategies based on mobility solutions. This research calls for multiphysical couplings to highlight the temporal dynamics of noise. Chapter 1 focuses on the characterization of urban sound environments. The operational objective of this research is to propose acoustic indicators that capture the specificities of sound environments in their physical and perceptual dimensions and allow impacts to be determined. At the same time, these indicators must be estimable both through measurement and modelling. Chapter 2 focuses on measurement networks and on combined approaches associating measurement and modelling for the characterization of urban sound environments. The operational objective of this research is to propose strategies for sampling and processing the data collected in order to accurately estimate the indicators of interest. Data assimilation between measures and predictive models also aims to improve the estimation of indicators. Chapter 3 focuses on multi-physical couplings for traffic noise prediction and mitigation. The operational objective of this research is to develop couplings between noise prediction models and traffic models, to enable the evaluation of strategies to improve urban noise environments by acting on mobility. The models developed must meet different spatial scale requirements according to the strategies considered and be part of a broader multi-criteria evaluation objective. A discussion on research directions in urban environmental acoustics that present an interest in the medium and long term concludes the document.

La prise de conscience des effets du bruit sur la santé s'est progressivement manifestée dans la seconde moitié du XXe siècle, en opposition avec les décisions d'urbanisme prises en parallèle, qui ont laissé une place importante à l'automobile en ville. Les niveaux sonores élevés, conjugués à une aspiration croissante des citadins pour une ville apaisée et respectueuse de l'environnement, ont rapidement fait du bruit une nuisance de premier ordre, qu'il convient de savoir caractériser et maîtriser. Dans ce contexte, ce document présente une contribution à la recherche en acoustique environnementale urbaine qui vise à améliorer la caractérisation des environnements sonores urbains et à évaluer des solutions de mobilité sur la base des impacts acoustiques. Cette recherche fait appel à des couplages multiphysiques, dont l'un des buts principaux est de mettre en évidence la dynamique temporelle du bruit. Le chapitre 1 s'intéresse à la caractérisation des environnements sonores urbains. L'objectif est de proposer des indicateurs acoustiques capturant les spécificités des environnements sonores dans leurs dimensions physique et perceptive, et permettant la détermination des impacts. Ces indicateurs doivent dans le même temps être estimables tant par la mesure que par la modélisation. Le chapitre 2 s'intéresse aux réseaux de mesure, puis aux approches combinées associant mesure et modélisation, pour la caractérisation des environnements sonores urbains. L'objectif opérationnel de cette recherche est la proposition de stratégies d'échantillonnage et de traitement des données recueillies permettant une estimation précise des indicateurs d'intérêt. L'assimilation de données entre mesures et modèles vise à améliorer elle aussi l'estimation de ces indicateurs. Le chapitre 3 s'intéresse aux couplages multi-physiques pour la prévision et la réduction du bruit de trafic. L'objectif de cette recherche est le développement de couplages entre modèles de prévision du bruit et modèles de trafic, pour permettre l'évaluation de stratégies d'amélioration des environnements sonores urbains en agissant sur la mobilité. Les modèles développés doivent répondre à des impératifs d'échelles spatiales différentes selon les stratégies considérées et s'inscrire dans un objectif plus large d'évaluation multicritères. Une discussion portant sur les directions de recherche en acoustique environnementale urbaine présentant un intérêt à moyen et à long terme clôt le document.

Mots clés: MODELISATION DU TRAFIC; ENVIRONMENTAL ACOUSTICS; URBAN ACOUSTICS; MULTIPHYSICAL COUPLINGS; ACOUSTIC INDICATORS; NOISE MITIGATION; MEASUREMENT NETWORKS; DYNAMIC NOISE; PARTICIPATORY MEASUREMENT; TIME INTERPOLATIONS; SOURCE RECOGNITION; PERCEPTUAL ASSESSMENTS; TRAFFIC MODELLING; MULTI-CRITERIA ASSESSMENTS; AIRBONE POLLUTANTS; URBAN ENVIRONMENT

Mots clés: ACOUSTIQUE ENVIRONNEMENTALE; ACOUSTIQUE URBAINE; COUPLAGES MULTIPHYSIQUES; INDICATEURS ACOUSTIQUES; ATTENUATION DU BRUIT; RESEAUX DE MESURE; BRUIT DYNAMIQUE; MESURE PARTICIPATIVE; INTERPOLATIONS TEMPORELLES; RECONNAISSANCE DES SOURCES; EVALUATIONS PERCEPTIVES; EVALUATIONS MULTI-CRITERES; POLLUANTS ATMOSPHERIQUES; MILIEU URBAIN; ACOUSTIQUE; AMBIANCE SONORE; INDICATEUR; COUPLAGE; BRUIT; REDUCTION DU BRUIT; MESURE; INTERPOLATION; RECONNAISSANCE; EVALUATION; MODELISATION; TRAFIC; POLLUANT; POLLUTION ATMOSPHERIQUE

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]

Arnaud Can. Dynamic approaches for the characterization and mitigation of urban sound environments. Acoustics [physics.class-ph]. Université du Maine, 2019. ⟨tel-02318710⟩