Synthèse temps réel du bruit émis par les véhicules routiers

La prévision de bruit en milieu urbain est un axe de recherche majeur largement étudié aucours des deux dernières décennies. La plupart des travaux menés se concentrent sur l’estimationde niveaux de bruit. Cependant, la gêne due au trafic routier ne dépend pas seulement du niveausonore perçu mais également, d’indicateurs plus complexes liés aux propriétés temporelles etspectrales du champ sonore. De tels indicateurs peuvent être estimés en simulant les signauxtemporels perçus par l’auditeur grâce à des algorithmes de restitution sonore en trois dimensions.On appelle cette approche l’auralisation du champ sonore. Pour la restitution de traficroutier, l’auralisation se fait en trois étapes : la synthèse des signaux sources (bruit moteur etbruit pneumatique principalement), leur filtrage pour modéliser les effets de propagation et leurspatialisation au niveau du point d’écoute. Cette thèse traite de la partie synthèse de signauxsources de bruit moteur et pneumatique.Les principes de la méthode de synthèse granulaire présentée sont communs au bruit moteuret au bruit de pneumatique. L’analyse d’un enregistrement de bruit moteur à régime variableaboutit à la création dune base de données de grains sonores permettant ensuite la synthèsed’évolutions de régime quelconques. Grâce à la similarité entre les signaux de bruit moteur etla parole, les principes de méthodes de traitement de la parole telle que la méthode PSOLApeuvent être appliqués pour extraire des grains sonores lors de la phase d’analyse et préserverl’harmonicité du bruit moteur lors de la phase de synthèse. Une méthode similaire est appliquéeà la synthèse de bruit de pneumatique induit par des évolutions de vitesse véhicule arbitraires.Les deux algorithmes de synthèse ne requièrent que la sélection des grains appropriés et leuraddition (par overlap and add). Ainsi, la synthèse de bruit de véhicule présente une très faiblecomplexité algorithmique, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications temps réel.Des optimisations et validations basées sur des critères numériques sont également présentées.Pour cela, un critère de similarité jugeant de la ressemblance entre deux signaux nonstationnairesa été développé et évalué. Une étude de l’effet de la charge sur le bruit émis parle moteur a montré qu’à pleine charge, celui-ci est 3 à 7 dB plus haut qu’à vide. Une méthoded’égalisation temps réel des signaux de bruit moteur synthétisé a donc été développée pourpermettre la prise en compte cet effet. Par ailleurs, des méthodes de calibration des signauxmoteur et pneumatique synthétisés, basées sur le modèle de bruit de trafic HARMONOISE,sont présentées. La validation de ces méthodes part l’analyse des niveaux sonores par banded’octave de bruit de véhicules au passage réels et simulés est aussi présentée.Une campagne de tests d’écoute a été menée pour justifier l’utilisation des méthodes desynthèse proposées pour l’auralisation de trafic routier. Quarante participants ont été recrutés.La moitié a bénéficié d’un entrainement leur apprenant à faire la différence entre des signauxde bruit de véhicule réels et des signaux synthétisés. L’analyse statistique des résultats a montrédans certains cas, les participants entrainés parviennent à faire la différence entre signauxréels et synthétisés alors que sans entrainement, l’équivalence perceptive des signaux réels etsynthétisés a été démontrée. Ainsi, les méthodes de synthèse de bruit de véhicule présentéesdans cette thése sont parfaitement adaptées à la restitution de bruit de trafic routier