Auralisation des transports ferroviaires en milieu urbain

Le développement du secteur des transports ferroviaires est fortement contraint par la pollution sonore associée. Le nombre de riverains gênés par le bruit ferroviaire ne cesse de croître avec la construction de nouvelles voies ferrées et la densification du trafic. Dans ce contexte, la réduction des nuisances sonores ferroviaires constitue un axe de recherche majeur. Les principaux travaux réalisés sur le sujet se sont articulés autour de l'estimation des niveaux sonores. Des modèles aussi bien théoriques qu'empiriques ont été proposés permettant de prédire avec précision les niveaux du bruit ferroviaire. Cependant, l'information fournie est difficile à appréhender en termes de gêne, cette grandeur étant aussi liée à d'autres paramètres plus complexes. Une caractérisation plus précise de la gêne consiste à simuler le signal sonore perçu par un auditeur et effectuer une évaluation par l'écoute. Cette simulation auditive du champ sonore est appelée auralisation.Cette thèse cherche à mettre en œuvre des techniques d'auralisation du bruit ferroviaire en milieu urbain. Ce bruit est de nature complexe compte tenu des nombreuses sources individuelles qui le composent. Pour une circulation urbaine, le bruit ferroviaire provient du roulement de la roue sur le rail et des équipements du train. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse concernent le développement de méthodes de synthèse sonore de ces sources.Afin de pouvoir traiter différents types de roues et de rails, l'auralisation du bruit de roulement repose sur une approche physique. Cette approche consiste à modéliser l'excitation du système roue/rail dans le domaine temporel. Des modules de synthèse sonore adaptés aux contributions du rail, de la roue et des traverses sont développés. Ces modules assurent l'auralisation du bruit de roulement en tenant compte de l'excitation. La méthode proposée fait l'objet d'une étude comparative avec une mesure au passage. Il est démontré que le signal simulé est proche de la mesure en termes de niveau sonore avec un écart inférieur à 2 dB(A). Un test d'écoute basé sur les séquences simulées et enregistrées permet de mettre en évidence qu'une bonne configuration du modèle produit un réalisme important par rapport à la mesure.Par ailleurs, une technique de synthèse granulaire synchrone est adoptée pour restituer le bruit des équipements. Initialement appliqué dans la synthèse du bruit de trafic routier, l'algorithme de synthèse est adapté aux spécificités des équipements du matériel roulant ferroviaire. L’approche proposée permet de restituer fidèlement les émissions acoustiques des équipements.