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Technologie

Acoustique

Le bruit est une composante historique du ferroviaire, dans le fret comme dans le transport de passagers. Le réduire, c’est faire gagner le train en acceptabilité sociale et environnementale.

Le bruit est une composante historique du ferroviaire, dans le fret comme dans le transport de passagers. Le réduire, c’est faire gagner le train en acceptabilité sociale et environnementale.

 

L’acoustique est un domaine d’études et d’avancées techniques portant sur les ondes sonores et vibratoires, depuis la génération jusqu’à la perception, en passant par le chemin de propagation. Travailler sur l’acoustique d’un point de vue physique, c’est  travailler sur l’identification des sources. Ainsi, pour travailler sur le bruit / l’acoustique ferroviaire, il faut avant tout une bonne connaissance de son origine, c’est-à-dire des sources.

 

  • Dans l’univers ferroviaire, la principale source de bruit pour des vitesses allant de 80 à 300 km/h est le bruit de roulement. Il est généré au niveau du contact entre la roue et le rail par les irrégularités verticales des surfaces de roulement. 

 

  • Deuxième source, le bruit d’équipement, c’est-à-dire le bruit de tous les auxiliaires qui servent au fonctionnement du train, du moteur à la ventilation. Perceptible à basse vitesse, ce bruit est rapidement couvert par le bruit de roulement.

 

  • Enfin, à très grande vitesse, c’est le bruit aérodynamique qui domine les sources de bruit. Il est lié à la perturbation de l’écoulement de l’air à grande vitesse sur des éléments structurels tels que les bogies ou le pantographe. C’est en partie « le bruit du TGV ».

 

Pour satisfaire à des normes réglementaires de plus en plus contraignantes, et pour gagner en acceptabilité sociale et environnementale, le ferroviaire investit à la fois dans des dispositifs de réduction du bruit à la source et d’atténuation sur le chemin de propagation, mais aussi dans des moyens de caractérisation (expérimentale, numérique), utiles pour orienter l’ingénierie de conception et de maintenance.

 

L’acoustique est un sujet clé pour le ferroviaire et pour SNCF car les nuisances sonores restent un frein au développement du train, fret comme passager.

 

L’acoustique ferroviaire est un sujet SYSTÈME, qui met en jeu d’infrastructure l’infrastructure et le matériel roulant.

 

La réduction du bruit comme argument concurrentiel ?

Les équipes spécialisées de TECH SNCF en sont convaincues.

 

Mais comment améliorer l’environnement sonore des riverains, et agents SNCF ? 

Un socle solide de connaissances physiques est déjà là – reposant sur des années de travaux scientifiques – mais il mérite d’être élargi, notamment aux questions liées à la perception du bruit ferroviaire mais aussi au domaine de la simulation. Côté technologies, beaucoup existent déjà « sur étagère » mais il reste à faire, notamment dans le domaine des systèmes de mesure embarqués ou des nouveaux matériaux acoustiques.

 

  • En matière de bruit de roulement, la solution réside d’abord dans la maintenance des rails et des roues. Maintenir les états de surface, c’est supprimer l’excitation au contact entre rails et roues, qui « fait du génère le bruit ». La vibration des structures qui en résulte peut être partiellement atténuée  grâce à des absorbeurs dynamiques posés sur les rails et/ou  les roues.

 

  • Dans le domaine du bruit d’équipement, la liste des possibles est longue, de l’encapsulage de tel appareil électrique à la pure et simple électrification des lignes. Pour diminuer le bruit aérodynamique, il faut travailler sur le design du train, parvenir à un design plus résilient.

 

  • Enfin, quant à l’énergie acoustique propagée, elle peut être pour partie arrêtée par des dispositifs comme les écrans. Les semelles sous traverse ou les tapis sous ballast, eux, permettront de réduire les vibrations dans le sol. 

 

Et beaucoup a déjà été fait ! 

A titre d’exemple entre un TGV première génération et les rames TGV actuelles, un gain de 14 dB(A) a été constaté !