DÉ

BIT

HO

RA

IRE

lvéh

/hl

65

60

80

75

70

(V)9

1) ue

111

- 1H0

3a

DV

3AIN

Gouvernement du Québec Ministère des Transports

Service de l'Environnement

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HEURES

ÉTUDE DU COMPORTEMENT DES NIVEAUX DE BRUIT CALCULÉS A L'AIDE DU PROGRAMME STAMINA 2.0 / OPTIMA

SELON DIFFÉRENTES RÉPARTITIONS DE VOLUME DE CIRCULATION

CANQ TR GE PR 123

i9

37/577

Gouvernement du Québec OUI

M inistère desTransports

Service de l'Environnement

MiNI STÈRE DES TRANSPORTS DIRECTION DE L'OBSERVATOIRE EN TRANSPORT SERVICE DE (INNOVATION ET DE LA DOCUMENTATION 700, Boul. René-Lévesque Est, 21e étage %Mec (Québec) 131R 5 111

ÉTUDE DU COMPORTEMENT DES NIVEAUX DE BRUIT CALCULÉS A L'AIDE DU PROGRAMME STAMINA 2.0 I OPTIMA

SELON DIFFÉRENTES RÉPARTITIONS DE VOLUME DE CIRCULATION

DÉCEMBRE 1987

Cette étude a été réalisée par le personnel du Service de l'environnement du ministère des Transports du Québec, sous la responsabilité de monsieur Daniel Waltz, écologiste.

ÉQUIPE DE TRAVAIL

Guy Canuel ingénieur

Sous la supervision de:

Claude Girard urbaniste, chef de la Division du contrôle de la pollution et recherche

Avec la collaboration de:

Son Thu Le ingénieur, Service des projets de Montréal Jacques Thibeault ingénieur, Service des projets de Montréal

TABLE DES MATIÈRES

ÉQUIPE DE TRAVAIL

LISTE DES TABLEAUX

iv

LISTE DES FIGURES

vi

LISTE DES ANNEXES

vi

1 INTRODUCTION 1

2 METHODOLOGIE 2

2.1 Modèle de calcul pour le bruit de la circulation routière

2

2.2 Calcul de la vitesse d'opération 2

3 DONNÉES DE BASE 3

3.1 Données de circulation 3

3.2 Données topographiques 10

3.3 Données de vitesse 10

3.4 Vitesse moyenne journalière pondérée 17

3.5 Vitesse correspondante à la moyenne de 24 heures 17

4 SIMULATION PAR ORDINATEUR 19

4.1 Simulation de la répartition horaire avec vitesse correspondante

19

4.2 Simulation de la répartition moyenne et de la vitesse pondérée

22

4.3 Simulation de la répartition moyenne et vitesse correspondante

22

5 ANALYSE DES RÉSULTATS 24

6 CONCLUSION 29

1 -iv-

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 :

TABLEAU 2 :

TABLEAU 3 :

TABLEAU 4 :

TABLEAU 5 :

TABLEAU 6 :

TABLEAU 7 :

TABLEAU 8 :

Compteur 245 - voie sud - répartition 4 horaire par classe de véhicules - données 1985

Compteur 245 - voie nord - répartition 5 horaire par classe de véhicules - données 1985

Compteur 752 - voie sud - répartition 7 horaire par classe de véhicules - données 1985

Compteur 752 - voie nord - répartition 8 horaire par classe de véhicules - données 1985

Niveau de service et débit maximum 10 correspondant

Équation de régression exprimant la 11 vitesse en fonction du débit

Compteur 245 - voie sud - 13 vitesse praticable - donnée 1985

Compteur 245 - voie nord - 14 vitesse praticable - donnée 1985

-y-

TABLEAU 9 : Compteur 752 - voie sud 15 vitesse praticable - donnée 1985

TABLEAU 10 : Compteur 245 - voie nord - 16 vitesse praticable - donnée 1985

TABLEAU 11 : Synthèse des niveaux de bruit par 20 tranche horaire - compteur 245

TABLEAU 12 : Synthèse des niveaux de bruit par 21 tranche horaire - compteur 752

TABLEAU 13 : Synthèse des niveaux de bruit avec 22 répartition moyenne et vitesse pondérée

TABLEAU 14 : Synthèse des niveaux de bruit avec

23 répartition moyenne et vitesse correspondante

TABLEAU 15 : Résumé de la situation pour les

24 différentes répartitions de volume de circulation et de vitesse

compteur 245

TABLEAU 16 : Résumé de la situation pour les

25 différentes répartitions de volume de circulation et de vitesse

compteur 752

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1 : Variation horaire autoroute 40 6 compteur 245 débit de 1985

FIGURE 2 : Variation horaire autoroute 20 9 compteur 752 débit 1985

FIGURE 3 : Courbe de vitesse en fonction du 12 débit

FIGURE 4 Comportement du niveau de bruit Leq (h) 27 en fonction du débit de circulation horaire dans les deux directions Compteur 245

FIGURE 5 : Comportement du niveau de bruit Leq (h) 28 en fonction du débit de circulation horaire dans les deux directions Compteur 752

-v i-

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 :

Profil en travers autoroute en milieu rural (Type A) Norme: D-2300

ANNEXE 2 : HCM85 CHAP. 3: Calcul du niveau de service pour de longs segments d'au-toroutes

1 INTRODUCTION

Ce rapport a pour but de déterminer l'influence du débit de circulation journalier et de la vitesse sur la précision du modèle de simulation STAMINA 2.0/OPTIMA du Federal Highway Administration des États-Unis. Pour ce faire, nous utilise-rons deux volumes de circulation journaliers différents, avec des répartitions horaires connues et nous comparerons le ni-veau de bruit Leq(24h) calculé de trois façons soit:

répartition horaire avec vitesse correspondante;

répartition moyenne avec vitesse pondérée;

répartition moyenne avec vitesse correspondante au niveau de service.

1

2 MÉTHODOLOGIE

2.1 MODÈLE DE CALCUL POUR LE BRUIT DE LA CIRCULATION ROUTIÈRE

Les équations de base utilisées pour le calcul de prédiction du bruit de la circulation routière sont décrites dans le do-cument FHWA-RD-77-108 "FHWA Highway Traffic Noise Prediction Model" du Federal Highway Administration. Ces équations ont été adaptées pour être traitées à l'aide de l'informatique. Le modèle de simulation par ordinateur est décrit dans le do-cument FHWA-DP-58-1 "Noise Barrier Cost Reduction Procedure STAMINA 2.0/OPTIMA: User's Manual" du Federal Highway Admi-nistration.

En champ libre, l'erreur moyenne du modèle, en terme de dévia-tion normalisée des différences entre les niveaux sonores pré-dits et les niveaux mesurés, est de 2 dB(A).

2.2 CALCUL DE LA VITESSE D'OPÉRATION

Afin de bien cerner le problème, nous identifierons pour cha-que heure de la journée, la vitesse praticable pour les exem-ples que nous utiliserons. Le calcul de la vitesse d'opéra-tion est basée sur la courbe vitesse-débit tirée du document "Highway Capacity Manual 1985" du Transportation Research Board.

2

•

3 DONNÉES DE BASE

3.1 DONNÉES DE CIRCULATION

3

Afin de pouvoir vérifier l'influence du débit journalier moyen sur l'erreur engendrée par le modèle de simulation du bruit routier, nous utiliserons les données de base tirées du rapport annuel 1985 du recensement de la circulation sur les routes du Québec. Deux compteurs permanents seront utilisés pour les fins de calcul. Les critères pour le choix du compteur sont basés sur:

autoroutes à quatre voies; débit de circulation important; répartition des classes de véhicules connues; variation dans les niveaux de service durant la journée; volume de circulation connu pour les deux directions; circulation libre (pas de congestion).

De ces prémisses, les compteurs 245 et 752 rencontrent ces objectifs soit:

Compteur 245 - DJMA (1985): 72 446 véh./jour;

automobiles • 92,5 % camions intermédiaires: 3,5 % camions lourds 4,0 %

Compteur 752 - DJMA (1985): 36 448 véh./jour;

. automobiles • camions intermédiaires: camions lourds •

92,5 3,5 4,0

% % %

répartition horaire connu pour les deux directions.

Les tableaux 1 à 4 résument les données de circulation utili-sées pour notre évaluation et les figures 1 et 2 nous montrent le comportement horaire des débits de circulation pour chacun des compteurs.

TABLEAU 1: COMPTEUR 245 - VOIE SUD - RÉPARTITION HORAIRE PAR CLASSE DE VÉHICULES - DONNÉES 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE SUD DÉBIT TOTAL

,

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 546 505 19 25

01:00-02:00 290 268 10 13

02:00-03:00 174 161 6 8

03:00-04:00 136 126 5 6

04:00-05:00 133 123 5 6

05:00-06:00 226 209 8 10

06:00-07:00 716 662 25 32

07:00-08:00 2 066 1 911 72 93

08:00-09:00 2 382 2 203 83 107

09:00-10:00 1 692 1 565 59 76

10:00-11:00 1 752 1 621 61 79

11:00-12:00 2 082 1 926 73 94

12:00-13:00 2 234 2 066 78 101

13:00-14:00 2 224 2 057 78 100

14:00-15:00 2 279 2 108 80 103

15:00-16:00 2 875 2 659 101 129

16:00-17:00 4 375 4 047 153 197

17:00-18:00 3 829 3 542 134 172

18:00-19:00 2 294 2 122 80 103

19:00-20:00 2 047 1 893 72 92

20:00-21:00 1 746 1 615 61 79

21:00-22:00 1 665 1 540 58 75

22:00-23:00 1 251 1 157 44 56

23:00-24:00 964 892 34 43

TOTAL 39 978 36 980 1 399 1 799

4

1

li

TABLEAU 2: COMPTEUR 245 - VOIE NORD - RÉPARTITION HORAIRE PAR CLASSE DE VÉHICULES - DONNÉES 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE NORD DÉBIT TOTAL

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 409 378 14 18

01:00-02:00 189 175 7 9

02:00-03:00 123 114 4 6

03:00-04:00 109 101 4 5

04:00-05:00 125 116 4

05:00-06:00 313 290 11 14

06:00-07:00 1 223 1 131 43 55

07:00-08:00 3 660 3 386 128 165

08:00-09:00 3 341 3 090 117 150

09:00-10:00 1 833 1 696 V 64 82

10:00-11:00 1 734 1 604 61 78

11:00-12:00 1 781 1 647 62 80

12:00-13:00 2 125 1 966 74 96

13:00-14:00 2 409 2 228 84 108

14:00-15:00 2 125 1 966 74 96

15:00-16:00 2 483 2 297 87 112

16:00-17:00 3 116 2 882 109 140

17:00-18:00 2 418 2 237 85 109

18:00-19:00 2 145 1 984 75 97

19:00-20:00 1 871 1 731 ' 65 84

20:00-21:00 1 300 1 203 46 59

21:00-22:00 1 194 1 104 42 54

22:00-23:00 1 028 951 36 46

23:00-24:00 782 723 27 35

TOTAL 37 836 34 998 1 324 1 703

4000—

> 3000 —

ai

cc .4"t"

O cc

I 2000—

,re Ijj o

1000 —

I I I I I 1 I I I t t I I T t I I 111111 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

heures

VOIE SUD

VOIE NORD

Figure 1 : VARIATION HORAIRE AUTOROUTE 40 COMPTEUR 245 DÉBIT DE 1985

im Mur MI1 ins Imo in IO «y MM MI air Mi 1111 alla

TABLEAU 3: COMPTEUR 752 - VOIE SUD - RÉPARTITION PAR CLASSE DE VÉHICULES - DONNÉES 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE SUD DÉBIT TOTAL

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 140 130 5 6

01:00-02:00 70 65 2 3

02:00-03:00 45 42 2 2

03:00-04:00 43 40 2 2

04:00-05:00 56 52 2 3

05:00-06:00 228 211 8 10

06:00-07:00 1 165 1 078 41 52

07:00-08:00 2 913 2 675 102 131

08:00-09:00 2 460 2 276 86 111

09:00-10:00 1 132 1 047 40 51

10:00-11:00 860 796 30 39

11:00-12:00 816 755 29 37

12:00-13:00 837 774 29 38

13:00-14:00 902 834 32 41

14:00-15:00 947 876 33 43

15:00-16:00 1 039 961 36 47

16:00-17:00 1 152 1 066 40 52

17:00-18:00 1 011 935 35 45

18:00-19:00 932 862 33 42

19:00-20:00 775 717 27 35

20:00-21:00 560 518 20 25

21:00-22:00 500 463 18 23

22:00-23:00 405 375 14 18

23:00-24:00 311 288 11 14

TOTAL 19 299 17 852 675 868

TABLEAU 4: COMPTEUR 752 - VOIE NORD - RÉPARTITION PAR CLASSE DE VÉHICULES - DONNÉES 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE NORD DÉBIT TOTAL

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 299 277 10 13

01:00-02:00 139 129 5 6

02:00-03:00 84 78 3 4

03:00-04:00 61 56 2

04:00-05:00 39 36 1 2

05:00-06:00 71 66 2 3

06:00-07:00 331 306 12 15

07:00-08:00 796 736 28 36

08:00-09:00 1 014 938 35 46

09:00-10:00 747 691 26 34

10:00-11:00 754 697 26 34

11:00-12:00 835 772 29 38

12:00-13:00 885 819 31 40

13:00-14:00 893 826 31 40

14:00-15:00 1 010 934 35 45

15:00-16:00 1 470 1 360 51 66

16:00-17:00 2 245 2 077 79 101

17:00-18:00 2 523 2 334 88 114

18:00-19:00 1 665 1 540 58 75

19:00-20:00 1 015 939 36 46

20:00-21:00 801 741 28 36

21:00-22:00 788 729 28 35

22:00-23:00 698 646 24 31

23:00-24:00 611 565 21 27

TOTAL 19 163 17 726 671 862

8

I I I I 1 t 1 I I t I I I I I t I I III II I 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

OS al tan 111111 as 1111111 il. ail tel. talte 11111111 die liai élis ais ire

DÉB

IT H

OR

AIR

E e

n v

éh/h

heures

MMOI MM. «MM 1.1•1111 VOIE SUD

VOIE NORD

Figure 2 : VARIATION HORAIRE AUTOROUTE 20 COMPTEUR 752 DÉBIT 1985

10

3.2 DONNÉES TOPOGRAPHIQUES

Comme l'évaluation de l'erreur est théorique, nous supposerons un segment d'autoroute continue sans entrée ni sortie avec un profil en travers de type D-2300 tel qu'illustré dans le tome 1 du cahier des Normes ouvrages routiers du ministère des Trans-ports du Québec, figure incluse à l'annexe 1.

Le profil longitudinal de la route sera plat, et les récep-teurs seront placés perpendiculairement d'un côté de la route sur une ligne imaginaire séparant de façon égale les routes. La hauteur des récepteurs sera de 1,5 mètres par rapport au sol. Cette valeur représente la moyenne de la hauteur de l'oreille humaine.

3.3 DONNÉES DE VITESSE

A partir de la méthodologie de calcul illustrée au chapitre 3 du document "Highway Capacity Manual 1985", il est possible de connaître la vitesse praticable pour un segment de route défi-ni. En utilisant les données topographiques de la section pré-cédente, il est facile de calculer les vitesses et les débits correspondants. Le détail des calculs est illustré à l'annexe 2 du présent rapport.

Le tableau suivant résume l'essentiel de l'annexe 2.

TABLEAU 5: NIVEAU DE SERVICE ET DÉBIT MAXIMUM CORRESPONDANT

NIVEAU DE SERVICE

DÉBIT MAXIMUM RATIO VOLUME/CAPACITÉ (V/C)

A ' 1 326 véh./h 0,35 B 2 045 véh./h 0,54 C 2 917 véh./h 0,77 D 3 523 véh./h 0,93 E 3 788 véh./h 1,00

1 1

A partir de la figure 3-4 du Highway Capacity Manual 1987, et des données du tableau 5, nous pouvons tracer une courbe exprimant la relation entre la vitesse praticable et le débit maximum qu'une route à une direction et deux voies peut supporter.

De plus, pour les fins de cette analyse, nous supposerons un com-portement linéaire entre chaque niveau de service et nous expri-merons la vitesse praticable en fonction du débit selon une rela-tion du premier degré. Le tableau 6 et la figure 3 illustrent pour certaines plages de vitesse le niveau de service correspon-dant ainsi que leurs débits respectifs.

TABLEAU 6: ÉQUATION DE RÉGRESSION EXPRIMANT LA VITESSE EN FONCTION DU DÉBIT

DÉBIT EN VÉH./H

NIVEAU DE ÉQUATION DE RÉGRESSION SERVICE DE LA VITESSE EN FONC-

TION DU DÉBIT

1 326 Q 2 917 "A" et "B" V = - 0,0061 Q + 96,33 (1)

2 917 .Q 3 523 "C" V = - 0,0212 Q + 148,88 (2)

3 523 Q 3 788 "D" V = - 0,0974 Q + 416,35 (3)

En utilisant les données fournies aux tableaux 1 à 4, nous calcu-lerons la vitesse praticable pour chaque heure du jour et pour chaque direction. De plus, pour les débits horaires inférieurs au débit correspondant au niveau de service A, nous utiliserons une vitesse d'opération de 100 km/h, soit la vitesse maximale affi-chée. Les tableaux 7 à 10 nous montrent l'évolution de la vitesse aux différentes heures de la journée pour les deux compteurs.

VIT

ES

SE

D'O

PÉ

RA

TIO

N km

/h

40

500

1

1000 1500 2500 2000 4000 3500 3000

110

DÉBIT HORAIRE 2 VOIES UNE DIRECTION véh/h

Figure 3: COURBE DE VITESSE EN FONCTION DU DÉBIT

11111 41101 nit MI MM ai an al MO ne MOI lie MS OMO Me 11111

13

TABLEAU 7: COMPTEUR 245 - VOIE SUD - VITESSE PRATICABLE - DONNÉE 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE SUD DÉBIT TOTAL

VITESSE KM/H

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 546 100 505 19 25

01:00-02:00 290 100 268 10 13

02:00-03:00 174 100 161 6 8

03:00-04:00 136 100 126 5 6

04:00-05:00 133 100 123 5 6

05:00-06:00 226 100 209 8 10

06:00-07:00 716 100 662 25 32

07:00-08:00 2 066 92 1 911 72 93

08:00-09:00 2 382 90 2 203 83 107

09:00-10:00 1 692 94 1 565 59 76

10:00-11:00 1 752 94 1 621 61 79

11:00-12:00 2 082 92 1 926 73 94

12:00-13:00 2 234 91 2 066 78 101

13:00-14:00 2 224 91 2 057 78 100

14:00-15:00 2 279 91 2 108 80 103

15:00-16:00 2 875 87 2 659 101 129

16:00-17:00 4 375 50 4 047 153 197

17:00-18:00 3 829 50 3 542 134 172

18:00-19:00 2 294 91 2 122 80 103

19:00-20:00 2 047 92 1 893 72 92

20:00-21:00 1 746 94 1 615 61 79

21:00-22:00 1 665 94 1 540 58 75

22:00-23:00 1 251 100 1 157 44 56

23:00-24:00 964 100 892 34 43

TOTAL 39 978 36 980 1 399 1 799

14

TABLEAU 8: COMPTEUR 245 - VOIE NORD VITESSE PRATICABLE - DONNÉE 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE NORD DÉBIT TOTAL

VITESSE KM/H

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

,

00:00-01:00 409 100 378 14 18

01:00-02:00 189 100 175 7 9

02:00-03:00 123 100 114 4 6

03:00-04:00 109 100 101 4 5

04:00-05:00 125 100 116 4 6

05:00-06:00 313 100 290 11 14

06:00-07:00 1 223 100 1 131 43 55

07:00-08:00 3 660 60 3 386 128 165

08:00-09:00 3 341 78 3 090 117 150

09:00-10:00 1 833 93 1 696 64 82

10:00-11:00 1 734 94 1 604 61 78

11:00-12:00 1 781 94 1 647 62 80

12:00-13:00 2 125 92 1 966 74 96

13:00-14:00 2 409 90 2 228 84 108 '

14:00-15:00 2 125 92 1 966 74 96

15:00-16:00 2 483 89 2 297 87 112

16:00-17:00 3 116 83 2 882 109 140

17:00-18:00 2 418 90 2 237 85 109

18:00-19:00 2 145 91 1 984 75 97

19:00-20:00 1 871 93 1 731 65 84

20:00-21:00 1 300 100 1 203 46 59

21:00-22:00 1 194 100 1 104 42 54

22:00-23:00 1 028 100 951 36 46

23:00-24:00 782 100 723 27 35

TOTAL 37 836 34 998 • 1 324 1 703

15

TABLEAU 9: COMPTEUR 752 - VOIE SUD - VITESSE PRATICABLE - DONNÉE 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE SUD DÉBIT TOTAL

VITESSE KM/H

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 140 100 130 5 6

01:00-02:00 70 100 65 2 3

02:00-03:00 45 100 42 2 2

03:00-04:00 43 100 40 2 2

04:00-05:00 56 100 52 2 3

05:00-06:00 228 100 211 8 10

06:00-07:00 1 165 100 1 078 41 52

07:00-08:00 2 913 87 2 675 102 131

08:00-09:00 2 460 90 2 276 86 111

09:00-10:00 1 132 100 1 047 40 51

10:00-11:00 860 100 796 30 39

11:00-12:00 816 100 755 29 37

12:00-13:00 837 100 774 29 38

13:00-14:00 902 100 834 32 41

14:00-15:00 947 100 876 33 43

15:00-16:00 1 039 100 961 36 47

16:00-17:00 1 152 100 1 066 40 52

17:00-18:00 1 011 100 V 935 35 45

18:00-19:00 932 100 862 33 42

19:00-20:00 775 100 717 27 35

20:00-21:00 560 100 518 20 25

21:00-22:00 500 100 463 18 23

22:00-23:00 405 100 375 14 18

23:00-24:00 311 100 288 11 14

TOTAL 19 299 17 852 675 868

16

TABLEAU 10: COMPTEUR 752 - VOIE NORD VITESSE PRATICABLE - DONNÉE 1985

HEURES DÉBUT-FIN

VOIE NORD DÉBIT TOTAL

VITESSE KM/H

AUTOMOBILES CAMIONS INTERMÉDIAIRES

CAMIONS LOURDS

00:00-01:00 299 100 277 10 13

01:00-02:00 139 100 129 5 6

02:00-03:00 84 100 78 3 4

03:00-04:00 61 100 56 2 3

04:00-05:00 39 100 36 1 2

05:00-06:00 71 100 66 2 3

06:00-07:00 331 100 306 12 15

07:00-08:00 796 100 736 28 36

08:00-09:00 1 014 100 938 35 46

09:00-10:00 747 100 691 26 34

10:00-11:00 754 100 697 26 34

11:00-12:00 835 100 . 772 29 38

12:00-13:00 885 100 819 31 40

13:00-14:00 893 100 826 31 40

14:00-15:00 1 010 100 934 35 45

15:00-16:00 1 470 96 1 360 51 66

16:00-17:00 2 245 91 2 077 79 101

17:00-18:00 2 523 89 2 334 88 114

18:00-19:00 1 665 94 1 540 58 75

19:00-20:00 1 015 100 939 36 46

20:00-21:00 801 100 741 28 36

21:00-22:00 788 100 729 28 35

22:00-23:00 698 100 646 24 31

23:00-24:00 611 100 565 21 27

TOTAL 19 163 17 726 671 862

17

3.4 VITESSE MOYENNE JOURNALIÈRE PONDÉRÉE

Afin d'être en mesure de comparer les trois situations, il nous faut connaître la vitesse moyenne pondérée sur une période de 24 heures. Nous utiliserons l'équation suivante pour pondérer la vitesse moyenne sur 24 heures,

soit:

E Qi vi = (4)

Qi

avec:

pi = débit horaire pour une heure i vi = vitesse horaire pour une heure i U = vitesse moyenne pour une direction

Ainsi, en appliquant cette équation pour chacune des direc-tions, nous obtiendrons des vitesses moyennes sur 24 heures de 88 km/h et 84 km/h pour la voie nord et la voie sud pour le compteur 245 et 97 km/h pour les voies nord et sud pour le compteur 752.

3.5 VITESSE CORRESPONDANTE A LA MOYENNE SUR 24 HEURES

Afin de déterminer la vitesse pour un débit horaire moyen d'une période de 24 heures, nous utiliserons pour chaque di-rection les débits suivants soit:

compteur 245:

voie sud • 1 666 véh./h voie nord 1 577 véh./h

18

En utilisant les équations de régression du tableau 5, nous aurons comme vitesse d'opération correspondante 95 km/h et 94 km/h respectivement pour les voies nord et sud.

compteur 752:

voie sud

804 véh./h voie nord

798 véh./h.

En reprenant le même processus que pour le compteur 245, nous aurons comme vitesse d'opération correspondante 100 km/h pour chacune des directions.

SIMULATION PAR ORDINATEUR

4.1 SIMULATION DE LA RÉPARTITION HORAIRE AVEC VITESSE CORRESPONDANTE

19

La simulation a consisté à créer 24 fichiers avec des données topographiques identiques, et des données de trafic et de vitesses différentes pour les 24 heures de la journée. Nous supposons de plus, que chaque type de véhicule (automobiles, camions intermédiaires et camions lourds) se déplace à la même vitesse*.

A partir des résultats obtenus par simulation, nous avons calculé le niveau de bruit moyen sur 24 heures avec la formu-le suivante:

Leq (T) = 10 log 1E(ti 100,1 Leqi ) (5)

T

où T = 24 heures ti = 1 heure Leqi = niveau sonore équivalent pour la

période de temps ti

Les tableaux 11 et 12 nous donnent la synthèse des niveaux de bruit simulés par tranche horaire, ainsi que l'effet de la distance, pour les compteurs 245 et 752 respectivement.

* A cet effet, nous aurions pu utiliser un graphique tiré du livre "Transportation and Traffic Engineering Handbook", chapitre 10, illustrant pour différentes heures de la jour-née le pourcentage de camions.

20

TABLEAU 11: SYNTHÈSE DES NIVEAUX DE BRUIT PAR TRANCHE HORAIRE - COMPTEUR 245

NIVEAU DE BRUIT SIMULÉ PAR TRANCHE HORAIRE EN dB(A)

DISTANCE PAR RAPPORT A LA LIMITE D'EMPRISE EN MÈTRES

HEURES 5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m 35 m 40 m 45 m

00:00-01:00 67,4 66,4 65,5 64,8 64,1 63,5 63,0 62,5 62,0

01:00-02:00 64,4 63,4 62,5 61,8 61,1 60,5 60,0 59,5 59,0

02:00-03:00 62,4 61,4 60,5 59,8 59,1 58,5 58,0 57,5 57,0

03:00-04:00 61,7 60,6 59,8 59,0 58,4 57,8 57,2 56,7 56,2

04:00-05:00 62,1 61,1 60,2 59,4 58,7 58,1 57,6 57,1 56,6

05:00-06:00 65,9 64,8 63,9 63,1 62,4 61,8 61,2 60,7 60,2

06:00-07:00 71,5 70,4 69,4 68,6 67,9 67,3 66,7 66,1 65,7

07:00-08:00 72,4 71,4 70,6 69,8 69,2 68,6 68,0 67,5 67,1

08:00-09:00 74,0 72,9 72,0 71,2 70,6 69,9 69,4 68,9 68,4

09:00-10:00 72,9 71,8 71,0 70,2 69,5 68,9 68,3 67,8 67,3

10:00-11:00 72,8 71,8 70,9 70,1 69,5 68,8 68,3 67,8 67,3

11:00-12:00 73,0 72,0 71,1 70,4 69,7 69,1 68,6 68,0 67,6

12:00-13:00 73,5 72,5 71,6 70,9 70,2 69,6 69,0 68,5 68,0

13:00-14:00 73,8 72,7 71,9 71,1 70,4 69,8 69,2 68,7 68,2

14:00-15:00 73,6 72,5 71,6 70,9 70,2 69,6 69,0 68,5 68,1

15:00-16:00 74,0 73,0 72,1 71,3 70,6 70,0 69,5 69,0 68,5

16:00-17:00 73,8 72,6 71,7 70,9 70,2 69,5 68,9 68,4 67,9

17:00-18:00 73,4 72,3 71,3 70,5 69,8 69,1 68,5 68,0 67,5

18:00-19:00 73,6 72,5 71,7 70,9 70,2 69,6 69,1 68,5 68,1

19:00-20:00 73,1 72,1 71,2 70,4 69,8 69,2 68,6 68,1 67,6

20:00-21:00 72,3 71,3 70,4 69,7 69,0 68,4 67,9 67,4 66,9

21:00-22:00 72,0 71,0 70,1 69,4 68,7 68,1 67,5 67,0 66,6

22:00-23:00 71,3 70,3 69,4 68,7 68,0 67,4 66,9 66,4 65,9

23:00-24:00 70,1 69,1 68,3 67,5 66,8 66,2 65,7 65,2 64,7

Leq (24h) ,

71,9 70,9 70,0 69,3 68,5 67,9 67,3 66,8 66,4 1

21

TABLEAU 12: SYNTHÈSE DES NIVEAUX DE BRUIT PAR TRANCHE HORAIRE - COMPTEUR 752

NIVEAU DE BRUIT SIMULÉ PAR TRANCHE HORAIRE EN dB(A)

DISTANCE PAR RAPPORT A LA LIMITE D'EMPRISE EN MÈTRES

HEURES 5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m 35 m 40 m 45 m

00:00-01:00 65,1 64,0 63,1 62,2 61,5 60,9 60,3 59,7 59,2

01:00-02:00 61,8 60,7 59,8 59,0 58,3 57,6 57,0 56,5 56,0

02:00-03:00 59,9 58,8 57,9 57,1 56,3 55,7 55,1 54,6 54,1

03:00-04:00 58,7 57,6 56,7 55,9 55,2 54,6 54,0 53,5 53,0

04:00-05:00 56,6 55,7 54,9 54,2 53,6 53,0 52,5 52,0 51,6

05:00-06:00 61,1 60,2 59,5 58,8 58,2 57,7 57,2 56,8 56,3

06:00-07:00 68,1 67,3 66,5 65,9 65,3 64,8 64,3 63,8 63,4

07:00-08:00 71,4 70,5 69,8 69,1 68,5 67,9 67,4 67,0 66,5

08:00-09:00 71,9 70,9 70,1 69,4 68,8 68,2 67,7 67,2 66,8

09:00-10:00 70,2 69,2 68,4 67,7 67,0 66,4 65,9 65,4 64,9

10:00-11:00 69,9 68,9 68,0 67,2 66,6 66,0 65,4 64,9 64,4

11:00-12:00 70,2 69,2 68,3 67,5 66,8 66,2 65,7 65,1 64,7

12:00-13:00 70,4 69,4 68,5 67,7 67,0 66,4 65,9 65,3 64,9

13:00-14:00 70,5 69,5 68,6 67,8 67,1 66,5 66,0 65,5 65,0

14:00-15:00 71,0 69,9 69,0 68,3 67,6 66,9 66,4 65,9 65,4

15:00-16:00 72,1 71,0 70,1 69,3 68,6 68,0 67,4 66,9 66,4

16:00-17:00 73,3 72,2 71,3 70,5 69,7 69,1 68,5 68,0 67,5

17:00-18:00 73,5 72,4 71,4 70,6 69,9 69,2 68,6 68,1 67,6

18:00-19:00 72,3 71,2 70,3 69,5 68,8 68,1 67,5 67,0 66,5

19:00-20:00 70,9 69,8 68,9 68,1 67,4 66,8 66,2 65,7 65,2

20:00-21:00 69,7 68,7 67,7 66,9 66,2 65,6 65,0 64,5 64,0

21:00-22:00 69,6 68,5 67,6 66,8 66,1 65,4 64,9 64,3 63,8

22:00-23:00 69,0 67,9 66,9 66,1 65,4 64,8 64,2 63,7 63,2

23:00-24:00 68,3 67,2 66,3 65,5 64,7 64,1 63,5 63,0 62,5

Leq (24h) 69,9 68,8 67,9 67,1 66,5 65,8 65,3 64,8 64,3

22

4.2 SIMULATION DE LA RÉPARTITION MOYENNE ET DE LA VITESSE PONDÉRÉE

A partir des données de vitesses pondérées obtenues à partir de l'équation 4 de la section 3.4, nous construisons deux fichiers de données avec les débits moyens par direction et les vitesses moyennes pondérées pour les deux compteurs.

Le tableau suivant illustre les résultats en fonction de la distance, pour les compteurs utilisés.

TABLEAU 13: SYNTHÈSE DES NIVEAUX DE BRUIT AVEC RÉPARTITION MOYENNE ET VITESSE PONDÉRÉE

DISTANCE DE LA LIMITE D'EMPRISE

EN MÈTRE

NIVEAU DE BRUIT Leq (24 h) en dB(A)

COMPTEUR 245 COMPTEUR 752

5 71,8 69,9 10 70,7 68,8 15 69,8 67,9 20 69,1 67,1 25 68,4 66,5 30 67,8 65,8 35 67,2 65,3 40 66,7 ' 64,8 45 66,2 64,3

4.3 SIMULATION DE LA RÉPARTITION MOYENNE ET VITESSE CORRESPONDANTE

Le même processus de simulation appliqué à la section précédente est utilisé à la différence près que nous nous servirons des vitesses calculées à la section 3.5.

1

1

23

Le tableau suivant illustre les résultats en fonction de la distance, pour les compteurs 245 et 752.

TABLEAU 14: SYNTHÈSE DES NIVEAUX DE BRUIT AVEC RÉPARTITION MOYENNE ET VITESSE CORRESPONDANTE

DISTANCE DE LA LIMITE D'EMPRISE

EN MÈTRE

NIVEAU DE BRUIT Leq (24 h) en dB(A)

COMPTEUR 245 COMPTEUR 752

5 72,5 70,1 10 71,4 69,1 15 70,6 68,2 20 69,8 67,4 - 25 69,1 66,7 30 68,5 66,1 35 68,0 65,6 40 67,5 65,1 45 67,0 64,6

5 ANALYSE DES RÉSULTATS

Les tableau 15 et 16 résument la situation pour les différentes façons de calculer le niveau de bruit équivalent pour 24 heures selon les répartitions de volume de circulation et de vitesse.

TABLEAU 15: RÉSUMÉ DE LA SITUATION POUR LES DIFFÉRENTES RÉPARTITIONS DE VOLUME DE CIRCULATION ET DE VITESSE - COMPTEUR 245

DISTANCE DE LA LIMITE D'EMPRISE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ RÉPARTITION

HORAIRE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ MOYEN VITESSE

PONDÉRÉE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ MOYEN VITESSE CORRESPONDANTE

• 5 m 71,9 dB(A) 71,8 dB(A) 72,5 dB(A)

10 m 70,9 dB(A) 70,7 dB(A) 71,4 dB(A) 15 m 70,0 dB(A) 69,8 dB(A) 70,6 dB(A) 20 m 69,2 dB(A) 69,1 dB(A) 69,8 dB(A) 25 m 68,5 dB(A) 68,4 dB(A) 69,1 dB(A) 30 m 67,9 dB(A) 67,8 dB(A) 68,5 dB(A) 35 m 67,3 dB(A) 67,2 dB(A) 68,0 dB(A) 40 m 66,8 dB(A) 66,7 dB(A) 67,5 dB(A) 45 m 66,4 dB(A) 66,2 dB(A) 67,0 dB(A)

24

25

TABLEAU 16: RÉSUMÉ DE LA SITUATION POUR LES DIFFÉRENTES RÉPARTITIONS DE VOLUME DE CIRCULATION ET DE VITESSE - COMPTEUR 752

DISTANCE DE LA LIMITE D'EMPRISE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ RÉPARTITION

HORAIRE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ MOYEN VITESSE

PONDÉRÉE

NIVEAU DE BRUIT CALCULÉ MOYEN VITESSE CORRESPONDANTE

5 m 69,9 dB(A) 69,9 dB(A) 70,1 dB(A) 10 m 68,8 dB(A) 68,8 dB(A) 69,1 dB(A) 15 m 67,9 dB(A) 67,9 dB(A) 68,2 dB(A) 20 m 67,1 dB(A) 67,1 dB(A) 67,4 dB(A) 25 m 66,5 dB(A) 66,5 dB(A) 66,7 dB(A) 30 m 65,8 dB(A) 65,8 dB(A) 66,1 dB(A) 35 m 65,3 dB(A) 65,3 dB(A) 65,6 dB(A) 40 m 64,8 dB(A) 64,8 dB(A) 65,1 dB(A) 45 m 64,3 dB(A) 64,3 dB(A) 64,6 dB(A)

Ainsi, en utilisant comme référence les résultats pour les ni-veaux de bruit Leq (24h) calculé à partir de la répartition horaire et de vitesses correspondantes, nous remarquons que pour un débit horaire moyen assorti d'une vitesse moyenne pon-dérée, que les résultats sont à peu de chose près semblables.

Cependant, en utilisant un débit moyen et sa vitesse corres-pondante (niveau de service), nous surévaluons le niveau de bruit. Cet écart varie de 0,5 à 0,7 dB(A) pour le compteur 245 et de 0,2 à 0,3 dB(A) pour le compteur 752.

Les figures 4 et 5 nous montrent le comportement du niveau de bruit horaire (Leq (h)) en fonction du débit de circulation horaire dans les deux directions pour un récepteur situé à 5 mètres de la limite d'emprise pour les compteurs 245 et 752.

En se référant au tableau 11, nous observons les maximums de bruit (74,0 dB(A)) entre 8:00 et 9:00 heures le matin et entre 15:00 et 16:00 heures pour le compteur 245.

1

26

La distribution de circulation illustrée à la figure 4 nous indique que les pointes de circulation du matin et du soir ne correspondent pas aux niveaux de bruit maximum. Ceci s'ex-plique par la vitesse d'opération .praticable sur ce tronçon de route qui diminue durant les heures de pointe.

Le niveau de bruit horaire illustré à la figure 5 se comporte relativement de la même façon que la distribution de circula-tion du compteur 752. En se référant' aux tableaux 9 et 10, nous remarquerons un nombre d'heure peu élévé où la vitesse d'opération praticable est inférieure à 100 km/h, ce qui explique le comportement identique des courbes de volume de circulation et de la courbe exprimant le niveau de bruit.

6000-

DE

BIT

HO

RA

IRE

(véh

/h)

4000-

2000-

go• •••■• oga. no.

wu.

60

•■■

II■•■

-75

h,4

(V)9

P Lie 1

11 18

8 3

0 I

IV3A

IN

-70

-65

111.11 SIS Ille MI MI MM OBI MM MI Cal MI •11111 1111111 MI MI Mill MM

8000-

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

HEURES

111111111 VOIE SUD

IIIIIIIIUIIliIUIJ VOIE NORD

NIVEAU DE BRUIT EN dB(A)

Figure 4 : COMPORTEMENT DU NIVEAU DE BRUIT Leq(h) EN FONCTION DU DÉBIT DE CIRCULATION HORAIRE DANS LES DEUX DIRECTIONS -COMPTEUR 245-

4000

DÉ

BIT

HO

RA

IRE

(véh

/h)

3000 -

2000 -

1000-

/ ‘‘ /

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

HEURES

75

/""•\ 1 ■

...... ...

■

\\ -**•■■■ •■

55

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

111111111 VOIE SUD 111111111111111111 VOIE NORD

NIVEAU DE BRUIT EN dB(A)

II 'II

-70

-65

1•••■

-60

MW

) N

3 11

(11:1

9 3

0 fI

V3A

IN

Figure 5 : COMPORTEMENT DU NIVEAU DE BRUIT Leq(h) EN FONCTION DU DÉBIT DE CIRCULATION HORAIRE DANS LES DEUX DIRECTIONS -COMPTEUR 752 -

CO

MM MI MM IMMO 1111i MM MO lia SM MM MI MINI IIIIIII MI MI

CONCLUSION

Les résultats de ce rapport, nous démontre que la vitesse est l'un des facteurs pouvant influencer le niveau de bruit ré-sultant de l'utilisation d'une infrastructure routière.

En effet, la marge d'erreur induite par le modèle de simula-tion du bruit de la circulation routière STAMINA 2.0/OPTIMA est relativement faible lorsque nous simulons de façon préci-se le comportement du bruit relié à l'écoulement de circula-tion par tranche horaire, et en simulant avec un comportement moyen pondéré pour un cycle de 24 heures.

La vitesse d'opération étant directement reliée au débit de circulation empruntant un tronçon de route, il est important de noter que pour des routes à faible débit (heure de pointe de courte durée et/ou de volume inférieur au NS "A"), qu'il n'est pas nécessaire de calculer les niveaux de service pour toutes les heures de la journée. La vitesse d'opération étant constante, le calcul des niveaux de bruit pourront être basés sur un volume de circulation moyen et la vitesse affichée.

Il sera donc important que les données de circulation, pré-vues pour un tronçon de route supportant des volumes de cir-culaion important (avec des heures de pointe chargées et des débits horaires supérieurs au NS "A", fassent l'objet d'une analyse plus poussée des niveaux de service d'opération de la route à un horizon 20 ans, afin que le Service de l'environ-nement produise des études d'impact sonore qui refléteront la réalité du comportement de l'écoulement de la circulation.

29

ANNEXE 1

VITESSE DE BASE: 110 km/h DÉBIT JMA >8 000 fossé

Pente cici tatus

EN DÉBLAI DE ire CLASSE

68 000 111

90 000

emprise nominale

26 000

terre-plein central

arrondi 300

variable

talus intérieur

5

1 300

accotement

3 650 3 000 111.—.11

voie accotement

talus de déblai

variable

2 117 -

3 650

voie

talus extérieur

variable

5

1 000

en déblai

arrondi 300 11.

asp

dwa,

p al

lwq

min 4 000

berge

11 600

plate-forme

axe à axe des fossés

TYPE A - AUTOROUTE À QUATRE VOIES

NOTES: -Lorsqu'on prévoit une glissière de sécurité, une berme de 1 m est requise en surlargeur à l'accotement.

-Quand le débit atteint 40 000 véhicules JMA, on ajoute une voie de 3,65 m à même le terre-plein central.

-Pour des remblais jusqu'à 2 m de hauteur, on conserve la même emprise et la même distance des fossés en faisant varier la pente du talus extérieur; pour des hauteurs supérieures à 2 m, la distance des fossés varie de manière que la pente du talus extérieur n'excède pas 1V:2H et l'emprise est élargie au besoin.

*te

MI OIS MI MM MB MI MI MI »I MI

ANNEXE 2

ENDROIT: AUTOROUTE 40 DATE : LE 87-10-08 PERIODE: NS C

I-GEOMETRIE: Vitesse de design: 70 mi/h (70, 60 ou 50 mi/h)

1 Type Bande centrale: 2 (1=muret,2-engazonnement)

nombre de voies : 2 obstrue: 1 (1-oui3O=non)/distance : 6 pieds

Profil du terrain: 1

(1 = plat, 2 = valonne, 3 - montagneux) direction 1 > 24 pieds

Longueur du segment: NIL

Accotement obstrue: 1 (1=oui3O=non)/distance : 6 pieds

II-DONNEES DE CIRCULATION: 1 = habitues

Debit total dir. 1 : 0 veh./h. type de conducteur : 1.00 2 comb 1+3 3 - non-habitues

% camions: 8.00 % veh. rec.: 0.00 Debit calcule = debit horaire/F.P.1.

% autobus: 0.00 veh./h Debit calcule = 0

v/c 0 F.P.I. : 0.95

III-ANALYSE DU NIVEAU DE SERVICE:

I HCM85 CHAP. 3: CALCUL DU NIVEAU DE SERVICE POUR DE LONGS SEGMENTS D'AUTOROUTES

I . : DS 1 cj x (v/c)i x N x fw x fp x fhv 1: pt et pr er pb 1 eb

•

: MAX. :TAB 3-1 1TAB 3-1 :TAB 3-2 :TAB 3-101 Il TAB 3-3 TAB 3-3 ITAB 3-3 I 1

Il A : 1326 2000 0.35 2 I 1.00 1.00 0.95 I: 0.08 1.7 0.00 1.6

: 11

I B

1 2045 2000 0.54 2 : 1.00 1.00 0.95 11

1 Il 0.08 1.7 0.00 1.6

C . . 2917 2000 0.77 2 : 1.00 1.00 0.95 11 0.08 1.7 0.00 1.6

Il D 1 .1 : II

3523 2000 0.93 2 : 1.00 1.00 0.947 11 0.08 1.7 0.00 1.6

: Il

1 E I 3788 2000 1.00 2 : 1.00 1.00 .0.9470 II 0.08 1.7 0.00 1.6

IV-CONCLUSIONS: Ce segment fonctionne au NS capacite = 3788 veh./h.

I1/-ABRUIATIONS: NS = niveau de service F.P.I. - facteur de pointe instantannee

Il (v/c)i = rapport du debit de service / capacite au niveau i DE = debit de service maximum au niveau considere III

0.00 1.5

0.00 1.5

0.00 1.5

0.00 1.5

0.00 1.5

11

110:"EfA illuii.rj.IPITJ1,111