SETRA_calcul Bruit Routier

8/2/2019 SETRA_calcul Bruit Routier

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service d'tudes

techniques

des routes

et autoroutes

noted'information

Auteur :

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conomieEnvironnementConception

Les tudes de bruit routier doivent valuer les niveaux sonores sur despriodes spcifiques de la journe (jour, nuit, soire, etc.). Pour ce faire, lebureau d'tudes acoustiques a besoin d'hypothses de dbits de vhiculeslgers et de poids lourds sur chacune de ces priodes.

Cette note expose, pour les routes et autoroutes interurbaines, unemthode et des formules permettant d'estimer ces dbits partir des

bits journaliers existants ou prvus sur l'infrastructure. Elle annule etremplace la note d'information n70 (septembre 2002).

ire

exte d'utilisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

u 2

ppels d'acoustique routire

rit des profils de trafic

arche adopter pourla d termination des dbits par priode . . . . . . . . . . . . .

ules d'estimation d es dbits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ncipe gnral

finition des catgories d'infrastructures

maine d'emploi des formules

rmules

4.5. Fiabilit des formules

4.6 Origine des formules et comparaison avec les formules antrieures

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

Annexe : Exemples de tronons classs parfonction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

A- Autoroutes

B - Routes nationales

Sommaire

1. Contexte d'utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Enjeu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3. Dmarche adopter pour la dtermination des dbits par p iode . . . 3

4. Formules d'estimation des dbits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Annexe : exemples de tronons classs par fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Stra

Calcul prvisionnel de bruit routierProfils journaliers de trafic sur routeset autoroutes interurbaines

avril 2007

Stra


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Note d'information du Stra conomie environnement conception 78

Calcul prvisionnel de bruit routier Profils journaliers de trafic sur routes et autoroutes interurbaines

1. Contexte d'utilisationLes tudes de bruit routier peuvent tre ralises pour des objectifs varis : l'tude d'impact d'un projet routier et la vrification du respect des exigences rglementaires

(dcret n 95-22 du 9 janvier 1995 [1], arrt du 5 mai 1995 [2]) ;

la r sorption d'une situation d'exposition sonore excessive, telle que, pour le r seau routier national, lespoints noirs bruit (Circulaire du 25 mai 2004 relative au bruit des infrastructures de transports terrestres[3]) ;

l'valuation des effets d'un projet routier sur le rseau prexistant, et notamment la montarisation dede la variation des nuisances sonores (instruction DR du 20 octobre 1998, en cours de rvision [4]) ;

le classement sonore d'une infrastructure (dcret n 95-21 du 9 janvier 1995 [5], arrt du 30 mai 1996[6]) ;

la ralisation de diagnostics l'chelle macroscopique, tels que les cartes de bruit stratgiques dfiniespar la directive europenne du 25 juin 2002, transpose en droit franais par les articles L. 572-1 L. 572-11 du code de l'environnement, le d cret du 24 mars 2006 [7] et l'arr t du 4 avril 2006 [8].

Ces d marches sont fond es sur l' valuation du niveau sonore quivalent LAeq sur diverses p riodes : 6h-22h et 22h-6h pour la rglementation relative aux projets routiers, la montarisation des nuisances

sonores et le classement sonore des infrastructures ; 6h-18h, 18h-22h et 22h-6h pour les cartes de bruit strat giques (ces trois p riodes tant agr g es dans

l'indicateur global Lden) ; les quatre priodes pour la dmarche de rsorption des points noirs bruit.

2. Enjeu

2.1. Rappels d'acoustique routire

Sur route interurbaine, selon les vitesses pratiques et les conditions de circulation, un poids lourd (PL)

met autant de bruit que 4 10 vhicules lgers (VL). Pour raliser une tude acoustique, le bureaud'tudes a donc besoin d'hypothses de trafic spares pour les VL et les PL, et ce pour chacune despriodes intresses. L'acousticien ne peut produire une tude fiable partir de seules hypothses detrafic exprimes en trafic moyen journalier annuel (TMJA) tous vhicules ou en units de vhiculesparticuliers (u.v.p.).

La contribution sonore du flot de vhicules, pour une catgorie donne, est fonction du logarithme dcimaldu dbit : c'est la fameuse rgle selon laquelle un doublement de trafic induit une augmentation du bruitde 3 dB(A). Une erreur relative sur les trafics correspond par consquent une erreur absolue sur lesniveaux sonores ; pour reprendre l'exemple prcdent, une erreur du simple au double sur l'estimationdes trafics induit une erreur de 3 dB(A) sur l'estimation des niveaux sonores. Le risque d'erreur sur lesniveaux sonores est donc le plus fort pour les priodes o le trafic est en valeur absolue le plus faible,en particulier la nuit.

2.2. Varit des profils de trafic

Le profil journalier du trafic est trs variable selon la catgorie de vhicules et selon la catgoried'infrastructure. La gure 1 reprsente, pour l'chantillon de sites sur routes nationales (RN) dcrit auchapitre 4, la part moyenne du trafic de chaque tranche horaire dans le trafic journalier, sparment pourles VL et les PL.

Seuls les VL sont sujets une pointe en fin d'aprs-midi, celle-ci s'achevant ds 19 h. Le trafic PL estplus rgulier au cours de la journe et dcrot ds 18 h. En revanche, les PL circulent proportionnellementplus la nuit que les VL. Ainsi, le sondage de circulation effectu sur le r seau national interurbain en1996-97 [12] a montr qu'en moyenne : sur les outes nationales, 7 % des VL et 14 % des PL circulent la nuit (entre 22 h et 6 h). La part des

PL dans le trafic total est ainsi deux fois plus leve la nuit (22 %) qu'entre 6 h et 22 h (11 %) ; sur les autoroutes, cette tendance est encore plus forte : 9 % des VL et 18 % des PL circulent la nuit.La proportion de PL dans le trafic total, gale 14 % entre 6 h et 22 h, s'lve 25 % la nuit.


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En outre, il existe autour de ces moyennes de grandes disparits entre les axes de mme catgorieadministrative. Sur le rseau autoroutier, la proportion de PL la nuit varie de 8 % plus de 40 % selonles sites. Sur route nationale, pour des TMJA du mme ordre, deux sites peuvent supporter des dbits PLnocturnes variant du simple au triple.

La connaissance des seuls trafics journaliers (24 h) de VL et de PL et de la catgorie de route n'estdonc pas suffisante pour estimer correctement les niveaux sonores nocturnes. Cette variabilit peut tre

rduite par une analyse de la fonction de la route. En effet, il apparat que le trafic nocturne est li l'importance du trafic de transit : une route remplissant principalement une fonction de transit de longuedistance (trajets inter-rgionaux, voire internationaux) supporte un trafic de nuit proportionnellementplus important qu'une route utilis e pour des d placements de courte distance (trajets domicile-travail,livraisons de proximit, etc.).

Ainsi, une tude acoustique qui mconnatrait le fonctionnement particulier de l'infrastructure en priodenocturne risquerait de sous-estimer fortement les niveaux de bruit et de commettre ainsi une erreur trsprjudiciable.

3. Dmarche adopter pour la dtermination des dbits par priode

Les dbits de vhicules par priode peuvent tre dtermins soit partir de comptages, soit par l'applicationde formules d'estimation.

Le recours des comptages pour valuer la rpartition journalire des trafics VL et PL n'est matriellementpossible que pour l'tude d'une infrastructure existante. Par ailleurs, cette dmarche peut danscertaines situations s'avrer trs lourde et d'un cot disproportionn au regard des enjeux de l'tude,notamment lorsque le r seau tudi est tendu. Les comptages ne sauraient donc constituer une solutionsystmatique.

C'est pourquoi des formules d'estimation des trafics sur les diffrentes priodes ont t tablies partird'analyses statistiques ; elles sont prsentes au chapitre 4. Ces formules sont fondes sur les valeursmoyennes obtenues pour chacun des sous-chantillons de sites exploits.

Le choix de la dmarche appliquer pour valuer les trafics VL et PL sur les diffrentes priodesseradonc fonction du contexte de l'tude. Quelle que soit la dmarche retenue, il est recommand deprendresystmatiquement, pour sa mise en uvre, le conseil d'un spcialiste des tudes de trafic.

Figure 1 : profils moyens journaliers de trafic VL et PL sur RN par tranche horaire


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La dtermination de la fonction la plus adapte l'infrastructure tudie doit imprativement associer unspcialiste des tudes de trafic. Des exemples de sites composant l'chantillon exploit dans l'tude duCETE de l'Est, fournis en annexe la prsente note, peuvent galement permettre de mieux apprhender lafonction d'une route tudi e, par similitude avec des itin raires existants dont on aurait connaissance.

4.3. Domaine d'emploi des formules

Les formules prsentes au chapitre 4.4 e sont applicables qu' des infrastructures situes horsagglomration. Le tableau 1 donne les bornes du domaine de trafic pour lequel les formules sontconsidres comme valides. Les trois conditions (TMJA tous vhicules, TMJA de PL et part des PL dansle TMJA) doivent tre respectes.

TMJA tous vhicules

(vh./j)

MJA de PL

(PL/j)

PL

dans le TMJA

Autoroutes

de liaison

Fonction longue distance 7 000 70 000 1 300 13 500 16 30 %

Fonction rgionale 7 000 93 000 00 14 000 34 %

outesnterurbaines

Fonction longue distance 2 500 22 500 300 5 000 34 %

Fonction rgionale 2 500 22 000 250 2 500 17 %

Tableau 1 : domaine d'emploi des formules

4.4. Formules

La donne de base utilise pour les prvisions sonores est le bit moyen horaire de la priode considre.Les tableaux 2 et 3 prsentent, sparment pour les VL et les PL, la relation entre ce dbit horaire et leTMJA de la catgorie de vhicules considre.Ces formules ne sont applicables que sur les domainesd'emploi prciss au chapitre 4.3.

bit moyen horaire de VL sur la priode considre

6h-22h h-18h 8h-22h 2h-6h

Autoroutesde liaison

Fonction longue distance TMJA VL / 18 TMJA VL / 17 MJA VL / 19 TMJA VL / 82

Fonction rgionale TMJA VL / 17 TMJA VL / 17 MJA VL / 18 MJA VL / 100

outesnterurbaines

Fonction longue distance TMJA VL / 17 TMJA VL / 17 MJA VL / 19 TMJA VL / 110

Fonction rgionale TMJA VL / 17 TMJA VL / 17 MJA VL / 19 MJA VL / 120

Tableau 2 : Formules d'estimation des dbits moyens horaires pour les VL

bit moyen horaire de PL sur la priode considre

6h-22h h-18h 18h-22h 22h-6h


Fonction longue distance TMJA PL / 20 TMJA PL / 20 TMJA PL / 20 TMJA PL / 39

Fonction rgionale TMJA PL / 19 TMJA PL / 17 TMJA PL / 28 TMJA PL / 50

outes

nterurbaines

Fonction longue distance TMJA PL / 19 TMJA PL / 17 TMJA PL / 27 TMJA PL / 51

Fonction rgionale TMJA PL / 18 TMJA PL / 16 TMJA PL / 34 TMJA PL / 73

Tableau 3 : formules d'estimation des dbits moyens horaires pour les PL

Remarques : les coefficients diviseurs sont donns l'unit prs. Pour ce qui concerne la priode nocturne, il serait

toutefois illusoire de leur accorder une telle prcision. La fiabilit des formules sur l'chantillon desites de l'tude est prsente au chapitre 4.5 ;

du fait des arrondis, une reconstitution ventuelle du trafic 24 h partir des valeurs horaires estimesau moyen de ces formules n'aboutira pas de faon exacte la valeur du TMJA utilise initialement. S'ilest ncessaire d'afficher une cohrence parfaite entre les hypothses de dbits adoptes pour chaquepriode et le TMJA, il est recommand de n'utiliser les formules que pour les priodes de soire et denuit, et de dduire les dbits moyens horaires des priodes de jour (12 h ou 16 h) par complmentaritau TMJA. Cette procdure alternative n'induit aucune consquence significative sur l'valuation desniveaux sonores.


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L'tude n'a port que sur le rseau routier national. On admettra cependant que les formules "Routesinterurbaines - fonction rgionale" sont galement applicables des routes dpartementales et des voiescommunales, lorsque le trafic prvu est compris dans le domaine d'emploi dfini au chapitre 4.3.

4.5. Fiabilit des formules

L'erreur acoustique commise sur chaque site de l' chantillon par l'application des formules d'estimationa t value avec l'hypothse qu'un PL "quivaut acoustiquement" 4,5 VL sur autoroute et 7 VLsur route (ces valeurs sont issues de travaux en cours sur l'actualisation des valeurs d'mission sonoredes vhicules utilises pour la prvision du bruit routier). Ces calculs d'erreurs ont t effectus pourchaque priode ainsi que pour le Lden rsultant de la combinaison des trois priodes 6h-18h, 18h-22het 22h-6h.

Pour chaque catgorie d'infrastructure et chaque priode, la distribution des erreurs a une allurerelativement gaussienne. Dans ces conditions, l'intervalle de confiance 95% associ l'estimation apour demi-largeur deux fois l'cart type de la distribution des erreurs. Le tableau 4 prsente cet intervallepour chaque cat gorie d'infrastructure et chaque p riode.

h-22h 6h-18h 18h-22h 2h-6h Lden


Fonction longue distance 0,2 0,3 0,4 1,3 0,6

Fonction rgionale 0,3 0,5 0,6 2,1 0,9

Routesnterurbaines

Fonction longue distance 0,3 0,5 0,8 1,7 0,9

Fonction rgionale 0,1 0,3 0,6 1,4 0,6

Tableau 4 : intervalle de confiance 95% associ l'estimation des trafics par priode, en dB(A)

Pour la priode 6h-22h, l'intervalle de confiance 95% est trs troit : l'estimation est trs fiable. A l'inverse,l'intervalle associ la priode 22h-6h illustre la forte dispersion des profils de trafic en priode nocturne,mme lorsqu'on distingue les deux fonctions. Pour les autres priodes, les intervalles de confiance ontdes largeurs intermdiaires.

4.6 Origine des formules et comparaison avec les formules antrieures

Une tude prcdente [9] avait exploit les donnes issues du sondage de circulation 1996-97 et abouti la publication dans la note d'information n 70 [10] de formules relatives aux priodes 6h-22h et 22h-6hpour des infrastructures de fonction longue distance et de fonction rgionale . Les formulesci-dessus sont issues d'une nouvelle tude duCETE de l'Est [11], portant sur 37 stations sur autoroute et249 stations sur RN, conduite partir des comptages horaires de la mme base de donnes pour rpondre deux objectifs supplmentaires : la production de formules relatives aux priodes 6h-18h et 18h-22h ; la recherche d'un critre caractrisant une catgorie Route proximit d'agglomration , visant

rendre compte de l'influence des dplacements pendulaires des habitants de la frange de quelquesdizaines de kilomtres autour d'une agglomration importante.

Pour cette recherche, leCETE de l'Est a tudi l'intrt d'une segmentation des sites en fonction de diverscritres supposs caractristiques des dplacements pendulaires, tels que la prminence de priodes depointes. Il a conclu que contrairement aux attentes, une telle segmentation ne permettrait pas d'amliorerde faon significative la prcision des formules d'estimation associes chacune des priodes. Ladfinition des catgories d'infrastructures figurant dans la note d'information n 70 a donc t reprise l'identique.

Comme pr c demment, l'analyse statistique a d duit : des formules permettant d'estimer les dbits de VL et de PL pour chacune des priodes, partir de la

connaissance de leurs dbits moyens journaliers et de la catgorie de route ; le domaine d'emploi de ces formules ainsi qu'une indication de leur fiabilit .

Du fait de crit res plus stricts appliqu s aux donn es utilis es, l' chantillon de sites exploit dans laprsente tude est lgrement diffrent de celui trait dans l'tude antrieure. Ceci n'induit toutefois quedes diffrences mineures pour les coefficients diviseurs.


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Pour la priode 6h-22h, ces coefficients sont identiques. Pour la priode de nuit, ils ne sont modifisque pour les VL sur autoroute et les PL sur route ; les nouveaux coefficients diviseurs sont lgrementsuprieurs aux prcdents, ce qui conduit pour un TMJA donn une estimation du trafic nocturne de lacatgorie de vhicules plus faible de 4 9%, et une estimation de sa contribution sonore diminue de0,2 0,4 dB(A). Etant donn que cette variation ne concerne, pour chaque fonction de route, que l'unedes deux catgories de vhicules, son effet sur le bruit global est trs limit.

La prcision globale des formules sur les priodes 6h-22h et 22h-6h n'est pas modifie de faon significativepar rapport aux formules antrieures.

Bibliographie[1] D cret n 95-22 du 9 janvier 1995 relatif la limitation du bruit des am nagements et infrastructures de

transports terrestres (JORF du 10/01/1995)

[2] Arr t du 5 mai 1995 relatif au bruit des infrastructures routi res (JORF du 10/05/1995)

[3] Circulaire DR-DTT-DPPR-DIV du 25 mai 2004 relative au bruit des infrastructures de transports

terrestres

[4] Circulaire DR n 98-99 du 20 octobre 1998 et Instruction relative aux mthodes d'valuation conomique

es investissements routiers en rase campagne (Fascicule sp cial du BO n 98-7)

[5] D cret n 95-21 du 9 janvier 1995 relatif au classement des infrastructures de transports terrestres et

modifiant le code de l'urbanisme et le code de la construction et de l'habitation (JORF du 10/01/1995)

[6] Arr t du 30 mai 1996relatif aux modalit s de classement des infrastructures de transports terrestres

t l'isolement acoustique des btiments d'habitation dans les secteurs affects par le bruit (JORF du

8/06/1996)

[7] D cret n2006-361 du 24 mars 2006relatif l' tablissement des cartes de bruit et des plans de pr ventionu bruit dans l'environnement et modifiant le code de l'urbanisme (JORF du 26/03/2006)

[8] Arr t du 4 avril 2006relatif l' tablissement des cartes de bruit et des plans de pr vention du bruit

ans l'environnement (JORF du 05/04/2006)

[9] Trafic et tudes acoustiques sur autoroutes et routes nationales Actualisation de l'tude 97 (utilisation

es donnes du sondage 90) partir des donnes des recensements et sondages 96. Rapport d'tude.

CETE de l'Est, avril 2002, 93 p.

[10] Calcul pr visionnel de bruit routier : param tres de trafic sur routes et autoroutes interurbaines. Note

d'information Economie, Environnement, Conception n70, S tra, septembre 2002, 8 p.

[11] Trafic et tudes acoustiques sur autoroutes et routes nationales Approfondissement de l' tude 2002.

Rapport d'tude. CETE de l'Est, dcembre 2006.

[12] Structure du trafic sur le rseau routier national Analyse et volution.Dossier thmatique. Stra, 1999,

0 p.


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Annexe : exemples de tronons classs par fonctionvertissement : cette annexe prsente titre d'exemple des sites composant le sondage de circulation

1996-97 et exploits lors de l'tude, classs selon la fonction de l'infrastructure. Cette classificationst donc lie l'tat du rseau cette poque. Elle a pu voluer depuis lors, du fait par exemple de laise en service de nouveaux itinraires.

A - Autoroutes

Dans l'tude du CETE de l'Est, le critre utilis pour dfinir les autoroutes de fonction longue distance at : "la proportion de poids lourds ayant 4 essieux ou plus parmi le trafic total MJA de poids lourds estsuprieure ou gale 75 %".

A titre d'exemple, les itinraires suivants peuvent tre cits :

Autoroutes fonction longue distance

(hors zones urbaines)

Autoroutes fonction rgionale

(hors zones urbaines)

6 sur l'ensemble du trac

5 entre Troyes et Langres7 sur l'ensemble du trac9 sur l'ensemble du trac10 entre Blois et Poitiers26 dans l'Aube31 de Nancy Dijon36 sur l'ensemble du trac63 sur l'ensemble du trac71 dans l'Allier

A16 dans le Nord

A28 entre l'A29 et RouenA38 en Cte-d'OrA42 sur l'ensemble du tracA68 entre Toulouse et AlbiA75 sur l'ensemble du tracA203 dans les Ardennes

B - Routes nationales

Dans l'tude du CETE de l'Est, le critre utilis pour dfinir les RN de fonction longue distance a t : "laproportion de poids lourds ayant 4 essieux ou plus parmi le trafic total MJA de poids lourds est suprieureou gale 60 %".

Les itinraires suivants, prsents titre d'exemple, sont regroups par zone gographique afin defaciliter la recherche. Ils sont identifis par leur numrotation l'poque du sondage (1996-97), doncindpendamment des transferts aux dpartements intervenus rcemment.


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RN fonction longue distance RN fonction rgionale

Rgionentre

RN 10 de Chartres ToursRN 76 de Bourges la RN 7 (Nivre)RN 20 de la Francilienne OrlansRN 152 entre Tours et Langeais

RN 60 d'Orlans Troyes

RN 10 de Tours ChtelleraultRN 76 de Bourges Vierzon (A71)RN 152 entre Tours et OrlansRN 143 entre Tours et Chteauroux

Normandie

et Ouest

RN 31 entre Beauvais et RouenRN 12 entre Dreux et MayenneRN 138 entre Rouen et AlenonRN 137 entre Rennes et Saintes

RN 13 dans la Manche et le CalvadosRN 174 dans le Calvados (entre l'A84 et Vire)RN 166 dans le Morbihan (de Vannes Plormel)RN 15 d'Yvetot RouenRN 151 de Poitiers l'A20 (Indre)

Sud Ouest

RN 10 entre Poitiers et BordeauxRN 141 entre Limoges et AngoulmeRN 21 entre Limoges et Prigueux

RN 20 de Brive-la-Gaillarde CahorsRN 20 au sud de ToulouseRN 113 dans le Lot-et-GaronneRN 134 dans les LandesRN 124 dans le GersRN 21 entre Prigueux (RN89) et Tarbes

MassifCentral

Auvergne

RN 145 de Bellac (Creuse) MontluonRN 7 dans l'Allier

RN 89 en CorrzeRN 88 de St Etienne AlbiRN 120 de Uzerche (Corrze) AurillacRN 102 en Haute-Loire

Mditerrane

RN 568 de Fos-sur-Mer la RN 113RN 9 de Narbonne Perpignan

RN 7 dans le Vaucluse, les Bouches-du-Rhne etle VarRN 106 dans le GardRN 86 dans le GardRN 112 de Bziers Albi

Rhne-Alpes

Bourgogne

RN 504 dans l'Ain et en SavoieRN 6 dans l'Yonne, en Cte d'Or et en Sane-et-Loire

RN 84 NantuaRN 71 de Troyes DijonRN 85 de Vizille (Isre) Gap

RN 102 en Ardche

Nord-Est

Franche-omt

RN 4 dans la Marne, la Meuse, la Meurthe-et-Moselle et la MoselleRN 44 entre Reims et Vitry-le-FranoisRN 77 entre Troyes et Chlons-en-ChampagneRN 67 entre St-Dizier et Chaumont

RN 57 entre Vesoul et PontarlierRN 62 entre Sarreguemines et HaguenauRN 74 en Haute-MarneRN 35 dans la Meuse

Nord-Picardie

RN 2 entre La Capelle et LaonRN 29 dans la SommeRN 31 entre Beauvais et ReimsRN 25 dans la Somme

RN 1 entre Amiens et la limite sud de l'OiseRN 41 dans le Nord et le Pas-de-CalaisRN 43 entre Douai et Charleville-MziresRN 43 entre Calais et BthuneRN 49 de Valenciennes Maubeuge


10/10

46 avenue

Aristide Briand

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