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TABLE DES MATIÈRES

7.1. Types de revêtements routiers les plus utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

7.1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

7.1.2. Types de revêtements routiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

7.1.3. Revêtements routiers utilisés dans la Région de Bruxelles-Capitale . . . . . . . . . . . .7

7.2. Caractéristiques du revêtement dont l’influence est déterminante

pour la production du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

7.2.1. Irrégularités du revêtement routier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

7.2.2. Absorption du son . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

7.2.3. Rigidité du revêtement routier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

7.2.4. Revêtement mouillé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

7.3. Phénomènes physiques impliqués dans la production du bruit de

roulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.3.1. Vibrations des pneus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.3.2. Pompage d'air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.3.3. Adhérence-glissement et adhérence-décollement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.3.4. Effet de corne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.3.5. Projection de gouttelettes d'eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

7.4. Méthodes pertinentes de mesure du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

7.4.1. Mesure du son ambiant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

7.4.2. Mesure du niveau sonore global du véhicule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

7.4.3. Mesure du niveau de bruit généré par un revêtement routier . . . . . . . . . . . . . .19

7.5. Revêtements silencieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

7.5.1. Enduit contenant de la résine synthétique comme liant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

7.5.2. Béton de ciment aux agrégats dénudés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

7.5.3. Béton de ciment meulé à l'aide d'une série de disques diamant . . . . . . . . . . . . .26

7.5.4. Béton bitumineux drainant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

7.5.5. Béton de ciment drainant (BCDr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

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7.5.6. Bétons bitumineux minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

7.5.7. Revêtement “euphonique” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

7.5.8. Argile expansée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

7.6. Influence de l’usure sur la production de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

7.7. Réparations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

7.8. Coûts liés à la pose de revêtements routiers silencieux . . . . . . . . . . . . .31

7.8.1. Coûts inhérents à la pose et à l'entretien des revêtements routiers . . . . . . . . . .31

7.8.2. Analyse coût-bénéfice des différentes mesures de lutte antibruit . . . . . . . . . . . .33

7.9. Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

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7.1. Types de revêtements routiers les plus utilisés

7.1.1. Introduction

Une chaussée comprend toujours une couche supérieure appelée revêtement routier, ainsi qu'une ou plu-sieurs couches inférieures. Le revêtement routier est exposé à l'usure, mais aussi aux effets des condi-tions météorologiques et doit par conséquent être remplacé et/ou entretenu à intervalles réguliers. Lerevêtement routier assume plusieurs fonctions simultanées :� la couche supérieure doit protéger la couche inférieure contre l'humidité (sauf dans le cas d'une cou-

che supérieure poreuse)� la couche supérieure doit répartir les contraintes exercées par les roues des véhicules sur une surfa-

ce plus étendue (sauf dans le cas de couches supérieures minces)� les pneus doivent présenter une adhérence suffisante avec le revêtement routier, pour permettre à l'u-

sager de freiner et de négocier ses virages en toute sécurité� le revêtement routier doit permettre à l'usager de rouler en silence (niveau de bruit à l'intérieur du

véhicule et aux abords de la route) et lui assurer une conduite confortable� la consommation des véhicules doit être la plus réduite possible, tant du point de vue économique

qu'environnemental.

Les revêtements routiers incluent généralement les éléments suivants :� des gravillons, dont les dimensions ne peuvent dépasser certaines limites. Il s'agit du composant prin-

cipal (au moins 40 à 50 % de la masse). Les gravillons ont une taille minimale de 2 mm. Ils sont aussiappelés agrégats.

� du sable. Le poids du sable peut être équivalent à celui des gravillons. Les grains de sable ont une gra-nulométrie comprise entre 0,063 mm et 2 mm.

� des particules de remplissage ou fillers. Matériau composé de très petites particules, dont les dimen-sions sont inférieures à 0,063 mm.

� du liant. Les liants les plus usuels sont le bitume (asphalte) et le ciment, bien qu'il existe d'autres typesde liants - des résines (synthétiques), par exemple. Le pourcentage de liant représente 4 à 8 % dupoids. Il a une double fonction: lier les ingrédients de la couche supérieure les uns aux autres, d'unepart, et assurer une bonne liaison entre la couche supérieure et la couche inférieure, d'autre part.

7.1.2. Types de revêtements routiers

La plupart des routes ont un revêtement routier qui appartient à l'un des trois types décrits ci-dessous.Une quatrième technique complémentaire consiste à appliquer un enduit superficiel sur une base de revê-tement existant.

1. REVÊTEMENT EN BÉTON BITUMINEUX

Celui-ci se compose d'un mélange de gravillons, de sable, de fillers et de liant. Si l'on utilise du bitume enguise de liant, on parle de “béton bitumineux”, mais on emploie le terme “béton de ciment”(voir plus loin)si l'on opte pour du ciment comme liant. Un revêtement routier de ce type est généralement assez résis-tant et est capable de bien répartir le poids de camions par exemple sur la couche inférieure. Le bétonbitumineux possède d'ordinaire une élasticité supérieure à celle du béton de ciment. La figure 1 (en haut)donne une représentation schématique du béton bitumineux classique. On utilise des gros et petits gra-villons. Combinés au liant, les petits gravillons remplissent la plupart des vides formés entre les gravillonsde granulométrie plus élevée. Il y a 3 à 5 % de creux qui ne sont pas interreliés. Ce type de béton bitumi-neux est appelé asphalte dense (ou béton bitumeux étanche - BBE). La figure 1 (en bas) représente unbéton bitumineux drainant (BBDr): on utilise exclusivement des gravillons “plus gros” et le bitume ne rem-plit pas les creux laissés entre les gravillons. Il subsiste de nombreux vides (20 à 25 %), qui communiquentles uns avec les autres1. Les figures 2 et 3 représentent respectivement des revêtements en asphaltedense et en BBDr.

1 Bien que la technique ne soit guère utilisée, il est possible d'obtenir une structure ouverte en utilisant du ciment en guise de liant: il est alors question de béton de ciment drainant (BCDr) (voir plus loin).

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On comprendra aisément la nécessité d'utiliser un mélange approprié de gravillons - dont les dimensionsne peuvent excéder des limites fort étroites - pour obtenir la structure ouverte du BBDr. Une opinion erro-née largement répandue prétend que le BBDr est moins solide que l’asphalte dense. Il ne suffit cependantpas d'utiliser des agrégats possédant les dimensions adéquates, le BBDr doit aussi être compacté parvibrations ou au rouleau après la pose. Il faut également prévoir une couche étanche sous la couche supé-rieure en BBDr, afin de protéger les couches inférieures de la route contre l'infiltration d'eau. On peut parexemple utiliser une feuille étanche ou une couche d’asphalte dense.

Il existe de nombreuses sortes de bétons bitumineux en plus de l’asphalte dense et du BBDr:

� Le SMA2 est un compromis entre l’asphalte dense et leBBDr. Les agrégats et les fines sont choisis de façon à ceque le matériau ne soit pas poreux, mais à ce que la cou-che supérieure vue du dessus ait la même apparence quele BBDr (voir figure 4). Il y a beaucoup de vides autour desgravillons relativement gros qui se trouvent à la surface,mais le revêtement ne présente pas de pores en raison dela grande quantité de fines utilisées. Le SMA est plusrésistant à l'usure et plus solide que l’asphalte dense,mais requiert davantage de soin lors de la pose.

� l'asphalte clouté3. Il s'agit tout simplement de l’asphalte densesur lequel des gravillons sont épandus et roulés à chaud (figure 5).Le revêtement routier présente ainsi une meilleure résistance àl'usure.

2 Stone Mastic Asphalt, littéralement asphalte coulé gravillonné3 En anglais: Hot Rolled Asphalt

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

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� les bétons bitumineux minces. Cette technique est généralementutilisée pour réparer un revêtement routier usé, à certainsendroits ou sur toute la surface. Elle est bon marché et peut êtremise en œuvre sur des routes où l'intensité du trafic n'est pas tropimportante. On emploie le plus souvent des gravillons de granulo-métrie réduite pour réaliser un béton bitumineux mince. Il estmême possible de réaliser des bétons bitumineux minces poreux.On distingue trois sous-catégories :- béton bitumineux mince (20 - 25 mm d'épaisseur)- béton bitumineux ultramince (12 -18 mm) (figure 6)- microcouche de béton bitumineux (6 -12 mm)

2. BÉTON DE CIMENT

Le béton de ciment présente de nombreuses similitudes avec le béton bitumineux, à la différence que l'onutilise du ciment en guise de liant et non du bitume. Une autre différence réside dans le fait que le bétonde ciment comporte une plus grande proportion de sable. Le matériau est donc plus compact et la surfa-ce plus lisse. Vu l'absence de macrotexture (voir fiche 4 et plus loin dans cette fiche), cette surface peutdevenir particulièrement glissante par temps de pluie. Des traitements spéciaux sont souvent appliquéspour résoudre ce problème:

� Le fait de brosser la surface en béton encore humide immédiatement après la pose donne une surfa-ce assez lisse, qui présente toutefois une fine macrotexture

� Tirer une toile de jute sur la surface en béton fraîchement posé permet également de créer une cer-taine texture

� Il est possible de donner une macrotexture à une surface en béton fraîchement posé à l'aide d'uneespèce de peigne métallique. Les dents sont réparties de façon régulière ou irrégulière (ce qui cons-titue une meilleure option)4. Les rainures ainsi réalisées ont une largeur de 2 à 5 mm, une profondeurde 3 à 5 mm et sont distantes de 10 à 40 mm les unes des autres. Le peignage du béton est souventcombiné à un brossage ou au passage d'une toile de jute (figure 7).

� Il est possible de donner une macrotexture au béton durci en effectuant des rainures transversales àl'aide d'une scie diamant (figure 8). Ces stries sont généralement plus profondes et plus larges que cel-les résultant d'un “peignage”.

� Une surface en béton existante est parfois “meulée” à l'aide d'une série de disques diamant très rap-prochés. Cette technique est souvent utilisée pour faire disparaître des inégalités (dues à des erreursde construction ou à l'usure). La série de disques diamant permet d'obtenir une surface légèrementrainurée dans le sens longitudinal (voir plus loin le paragraphe consacré aux “revêtements silencieux”).

� La surface en ciment peut aussi être bouchardée à l'aide d'un marteau à pointes, comme la “machineKlaruw” de l'entreprise néerlandaise du même nom. Les éléments plus tendres de la surface sont éli-minés et on obtient une surface où les éléments plus durs (petits cailloux) font saillie.

4 pour éviter un bruit de roulement tonal (voir plus loin)

Fig. 6

Fig. 7 Fig. 8

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� La texture d'une surface en béton peut aussi résulter d'un traitement chimique. Le sable présent entreles gravillons à la surface du béton frais est éliminé à l'eau (figure 9). Le résultat est aussi appelé bétonantibruit.

En Europe, il est rare que la texture résulte d'un peignage ou d'un rainurage, à cause du problème de bruitgénéré. En Espagne, des rainures longitudinales sont réalisées, mais elles sont - pour les raisons sus-mentionnées - sinusoïdales et non rectilignes.

Jusqu'il y a quelque temps, les revêtements routiers en béton de ciment étaient réalisés en plaques dis-tinctes de 10 à 20 m de long, contrairement aux revêtements en béton bitumineux. En raison de sonmanque de flexibilité, le béton peut en effet se rompre sous l'effet des dilatations thermiques. Les jointsentre les plaques de béton engendraient un bruit caractéristique (“poudoum”) lors du passage des véhi-cules. Ces joints de dilatation sont aujourd'hui superflus grâce à l'amélioration des techniques d'arme-ment. On parle à présent de “béton armé continu”.

3. PAVÉS

Il s'agit d'un revêtement composé d'éléments distincts de petitedimension, appareillés entre eux pour former une surface plane ethomogène. Ces éléments sont reliés entre eux par de joints.

Pavés en pierre naturelleLes pavés sont des blocs de granit taillés en forme de cubes (figure10). Ils sont souvent posés de manière à former des motifs. Le choixde pavés pour un nouveau revêtement routier est presque toujoursconditionné par des raisons esthétiques et historico-culturelles.

Pavés artificiels

Les clinkers sont une variante moderne des pavés et sont habituelle-ment fabriqués en béton de ciment ou en terre cuite. Leur face supé-rieure est plane, contrairement à celle des pavés. Elle peut avoir uneforme carrée, rectangulaire (figure 11) ou hexagonale. Les clinkersprésentent parfois une forme plus complexe, qui permet de les imbri-quer les uns dans les autres, ce qui assure une meilleure stabilité.Des gravillons sont parfois ajoutés sur la face supérieure lors de lafabrication, pour leur donner une macrotexture.

4. ENDUITS SUPERFICIELS

Cette technique consiste à étendre une couche de liant sur la couche inférieure,qui doit être plane et en bon état. On étend ensuite une couche de gravillons (fig-ure 12) sur la couche de liant, qui sert de “colle”. C'est ce que l'on appelle unenduit monocouche; celui-ci a une épaisseur de 5 à 15 mm. Il est possible d'ap-pliquer un deuxième enduit sur le premier, en étalant de nouveau une couche deliant sur laquelle vient se fixer une deuxième couche de gravillons. On parledans ce cas d'enduit bicouche. Il est tout à fait possible de combiner un enduit àun autre type de revêtement et d'apposer, par exemple, un enduit superficiel surune surface en béton de ciment.

Fig. 9

Fig. 10

Fig. 12

Fig. 11

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7.1.3. Revêtements routiers utilisés dans la Région de Bruxelles-Capitale

En 1998, l'IBGE a chargé l'association des bureaux d'études A-Tech/FIGE de réaliser une étude acoustiquedes revêtements routiers utilisés dans la Région de Bruxelles-Capitalei. Neuf types de revêtements ont étéanalysés et les résultats sont exposés dans le tableau 1. Les différents types de revêtements visés ont étédécrits dans la section précédente. Chaque type de revêtement est illustré par une photo dont les réfé-rences figurent dans le tableau, ainsi que l'endroit où les photos ont été prises.

Tableau 1 :

Numéro Type Commentaire Figure Emplacement

1 Béton de Plaques de béton avec Figure 13 Drève de Lorraine, entre ciment joints la Drève du Renard et la

Drève du Caporal

2 SMA Granulométrie 0/14 Figure 14 Avenue F. Roosevelt, direction Watermael,

entre l'Avenue Victoria et l'Avenue de l'Orée

3 BBDr Granulométrie 0/14 Figure 15 Avenue Léopold III, direction sud, entre le Square Hoedemakers et l'Avenue des Loisirs

4 Asphalte dense Granulométrie 0/14 Figure 16 Avenue Léopold III, direction nord, entre

l'Avenue des Loisirs et le Square Hoedemakers

5 Asphalte clouté Figure 17 Boulevard Lambermont, direction Laeken, entre

l'Avenue des Héliotropeset l'Avenue Gilisquet

6 Asphalte dense Granulométrie 0/10 Figure 18 Avenue de Tervueren, direction Montgomery,

entre Madoux et Châtaignier

7 Pavés Pavés en pierre naturelle Figure 19 Place des Palais(porphyre)

8 Pavés Pavés artificiels Figure 20 Rue de Stalle, site de tram format klinkers au milieu, entre le Globe et

l'Avenue Gatti de Gamond

9 Pavés Pavés artificiels Figure 21 Avenue de la Héronnièreimbriqués

de type “Victor”

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Les qualités acoustiques de ces revêtements sont décrites sous le paragraphe 7.4.

Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15

Fig. 16 Fig. 17 Fig. 18

Fig. 19 Fig. 20 Fig. 21

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7.2. Caractéristiques du revêtement dont l'influence est déterminante pour la production de bruit

7.2.1. Irrégularités du revêtement routier

TEXTURE ET SPECTRE DE TEXTURE

Au départ, les irrégularités du revêtement routier ont été réparties en trois classes: microtexture, macro-texture et défauts de planéité. Lorsque les mécanismes à l'origine des bruits de roulement ont été connus,on a ajouté une quatrième classe : la mégatexture, qui se situe entre la macrotexture et les défauts de pla-néitéii (voir également la fiche 5). Les limites des quatre classes figurent à la figure 22.

D'une façon analogue à l'analyse fréquentielle d'un signal temporel (la pression acoustique, par exemple),il est possible de réaliser l'analyse spectrale d'un revêtement routier donné (voir figure 23) et d'en déter-miner ainsi le spectre de texture ou de profiliii.

La fréquence spatiale (exprimée en m-1) se situe le long de l'axe horizontal, tandis que le niveau de profilou de texture Lx (exprimé en dB) est placé le long de l'axe vertical.

Le niveau de texture est indiqué par la formule:

LTx = 20 log (ax/aref) (comparaison 1)

Fig. 22

Fig. 23

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où:� x est un indice d'une longueur d'onde de texture ou d'une bande de longueurs d'onde de texture (voir

ci-dessous).� LTx est le niveau de texture ou de profil (par rapport à 10-6 m)

� ax est la valeur quadratique moyenne du profil en m

� aref est une valeur de référence pour le profil de la valeur quadratique moyenne (m), fixée par conven-tion à 10-6 m.

De manière tout à fait comparable à un spectre sonore, les contributions des différentes fréquences spa-tiales adjacentes sont regroupées en bandes d'octave ou de tiers d'octave. La figure 24 donne un exemplede spectre de texture. Les niveaux de macrotexture se situent généralement entre 20 et 80 dB, ce quireprésente une échelle pratique à utiliser.

Les spectres de texture sont mesurés à l'aide d'un profilomètre. Plusieurs principes peuvent être appli-qués. Dans le cas d'un profilomètre laser, on fait glisser un rayon laser sur la surface à échantillonner etl'on regarde le point laser sous un certain angle à l'aide d'une caméra. Il est possible de reconstruire leprofil du revêtement (figure 25) en fonction de l'angle selon lequel la caméra “voit” le point. La figure 26représente le profilomètre laser du Centre de recherches routières (CRR). La norme ISO correspondantefournit des informations plus détaillées sur les profilomètresiv.

Fig. 24

Fig. 26Fig. 25

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INFLUENCE DE LA TEXTURE SUR LA PRODUCTION DE BRUIT

Surface à évaluer. On peut affirmer que la microtexture et les défauts de planéité n'ont, a priori, aucuneinfluence sur la production de bruits de roulement. Les défauts de planéité peuvent toutefois secouer leschargements ou les conteneurs des poids lourds. Ils peuvent en outre provoquer des vibrations lors dupassage de véhicules lourds, ce qui peut générer un bruit secondaire pour les habitations avoisinantes, àcause de la diffusion de vibrations au niveau des murs, des sols, etc.

Au début des années 80, on a établi une corrélation entre le spectre du bruit de roulement et le spectredu profil du revêtement routierv (voir figure 27). Deux domaines de corrélation très importants ont étédécouverts: les sons à basses fréquences (< 1 kHz) présentent une corrélation positive avec les grandeslongueurs d'onde de texture (> 10 mm). Les hautes fréquences du spectre du bruit de roulement ont parcontre une corrélation négative avec les courtes longueurs d'onde de texture. Des corrélations similairesont par ailleurs été mises en évidence entre le spectre du bruit de roulement et le spectre du profil despneusvi.

Lorsque les points (longueurd'onde de texture, niveau sonore)sont définis pour la corrélationpositive ou négative maximale etreportés dans un graphique, unlien linéaire apparaît – commeexposé dans les figures 28 et 29.

L'influence à la fois favorable et défavorable (selon la longueur d'onde de texture) de la texture sur leniveau sonore du bruit de roulement démontre que l'on ne peut jamais employer de méthodes d'essaifournissant un seul chiffre de mesure de la texture lorsqu'il faut évaluer la production de bruit d'un revê-tement donné.

Attendu que les maximums de corrélation positive et négative sont toujours proches des longueurs d'on-de de texture égales à 80 mm et 5 mm respectivement, il est possible de prévoir le niveau sonore d'un revê-tement donné en s'appuyant sur les niveaux de texture mesurés pour ces deux longueurs d'onde de textu-re LT80 et LT5. La formule suivante a été proposée pour le “Estimated Road Noisiness Level” (ERNL)vii :

ERNL = 60 + 0,39 LT80 – 0,13 LT5 (comparaison 2)

Fig. 27

Fig. 28 Fig. 29

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Cette grandeur est exprimée en dB(A). La constante “60” a été choisie de façon arbitraire pour obtenir desvaleurs comparables aux niveaux de bruit mesurés à l'aide de la méthode CPB (voir plus loin). La formu-le traduit de manière simple le fait que plus un revêtement routier présente une forte mégatexture, plusil est bruyant. C'est précisément l'inverse pour la macrotexture: plus la macrotexture est importante, plusle revêtement est silencieux. On constate que dans la formule, le coefficient précédant le terme de lamégatexture est trois fois supérieur à celui du terme de la macrotexture. La capacité de la mégatexture àgénérer du bruit est donc largement supérieure à la capacité de la macrotexture à annuler ce bruit. Ilconvient dès lors d'éviter autant que possible la présence d'une mégatexture lors de la construction et del'entretien des routes.

LA MÉGATEXTURE DANS LA PRATIQUE

Comment se présente une mégatexture dans la pratique ?

� Une mégatexture peut être un défaut résultant d'une erreur commise lors de la pose du revêtementroutier. Il peut par exemple s'agir des ondulations parfois observées à la surface d'un revêtement enbéton (figure 30). Ces irrégularités sont dues aux vibrations de la barre transversale utilisée pour lis-ser le béton liquide (figure 31). La barre est soumise à des vibrations pour compacter le béton.

� Une mégatexture peut également apparaître aufil du temps, à la suite de l'usure ou de signesde fatigue de la couche supérieure du revête-ment routier (figure 32).

� Une macrotexture non homogène peut aussi être à l'origine d'unemégatexture. Il peut par exemple s'agir de la répartition irrégulière degros agrégats à la surface d'un revêtement asphalté (figure 33).

Fig. 30 Fig. 31

Fig. 32

Fig. 33

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� Certains types de revêtements présentent une mégatexture intrinsèque, souvent combinée à unemacrotexture peu marquée - voire inexistante. Les pavés béton font partie des revêtements dotés d'unemégatexture intrinsèque et d'une macrotexture réduite5. Les dalles en porphyre présentent elles aussiune mégatexture intrinsèque, mais sont tout à fait dépourvues de macrotexture, de sorte que ce revê-tement est à la fois bruyant et glissant.

MACROTEXTURE

Il est souvent admis que seule la présence d'agrégats à la surface de la route permet d'obtenir une macro-structure. Toutefois, celle-ci peut aussi résulter du traitement appliqué au revêtement (du béton deciment, par exemple): brossage, passage d'une toile de jute ou peignage du béton frais, rainurage ou meu-lage du béton durci, ou encore impression d'un motif immédiatement après la pose du béton ou del'asphalte6, ...

Si la macrotexture est dotée d'un motif régulier - des rainures perpendiculaires à l'axe de la route, parexemple -, le spectre du bruit de roulement présente un ou plusieurs tons purs (son tonal, voir figure 35).Ce bruit “plaintif” caractéristique est extrêmement gênant. Pour exprimer la gêne lié à celui-ci on décritl’ambiance sonore avec un indicateur de bruit qui est majoré de quelques dB(A) par rapport à celui qui estréellement mesuré. Le même phénomène se produit sur un pavage en béton lorsque les joints sont orien-tés perpendiculairement au sens de circulation. L'une des solutions envisageables consiste à poser lespavés en chevrons (figure 36).

L'effet de pompage d'air est renforcé lorsque les petits creux présents à la surface (également appeléspoches d'air) sont temporairement obstrués lors du passage d'un pneu. Normalement, ce phénomène seproduit uniquement dans les creux du profil du pneu. Un revêtement routier comportant des poches d'airest extrêmement bruyant, mais le spectre de texture ne permet pas de le prévoir.

En l'absence d'autres irrégularités, c'est la dimension des plus gros gravillons présents en surface qui aun impact déterminant sur le bruit de roulement. On peut toutefois créer des textures très différentes avecdes gros gravillons de granulométrie identique. Comme mentionné précédemment, une mégatexture peutprovenir de la répartition irrégulière des gravillons à la surface ou du détachement d'une partie de cesgravillons à cause de l'usure.

7.2.2. Absorption du son

La figure 37 illustre l'évolution type du coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence. Ellereprésente les courbes d'absorption acoustique d'un Asphalte dense et d'un BBDr. Les variables techno-logiques jugées importantes pour les propriétés absorbantes d'un revêtement routier sont les suivantes:

� épaisseur du revêtement routier

� pourcentage de creux

� répartition des dimensions des gravillons, du sable et du fillers

� type et quantité du liant

Fig. 36

Fig. 35

5 Sauf en cas de pose spéciale.6 Du “Gussasfalt” (asphalte coulé) est parfois utilisé en Allemagne. Une macrotexture gaufrée est imprimée dans l'asphalte à l'aide d'un rouleau.

Fig. 34

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D'après une étude belge fondée sur une série de mesures réalisées sur des revêtements poreux présen-tant une épaisseur et un pourcentage de creux variables, l'absorption acoustique du bruit de roulement(αL) peut être exprimée en fonction de l'épaisseur de la couche e et du pourcentage de creux v. La formu-le est la suivante :

αL = 0,005 ev

où αL est exprimé en dB(A) et pour 20 mm < e < 40 mm et 15 % < v < 25%.

Ce résultat a ensuite été corroboré par une étude suédoise. Une étude norvégienne sur l'absorptionacoustique en fonction du pourcentage de creux et pour une épaisseur constante donne des valeurs un peuplus élevées que celles résultant de l'application de la formule belge. Les Norvégiens ont estimé que, pourun flux de circulation de 500 véhicules par heure, l'amélioration de la réduction de bruit par absorptionétait de 2,8 dB(A) si le pourcentage de creux passait de 16 à 21 %, avec une épaisseur de couche e = 50mm. La formule susmentionnée prévoit seulement une amélioration de 1,25 dB(A).

On peut supposer que l'absorption acoustique assurée par le revêtement routier est également renforcéelorsque l'épaisseur de la couche et le pourcentage de creux augmentent. Il convient de réaliser une étudeplus détaillée pour obtenir une meilleure quantification.

L'absorption acoustique est l'une des explications potentielles justifiant les bons résultats du béton bitu-mineux drainant sur le plan acoustique. D'autres explications possibles incluent la réduction de l'effet depompage d'air, la diminution des vibrations des pneus grâce à la meilleure texture superficielle, etc. Bienque le rôle précis de l'absorption acoustique reste mal défini et nécessite dès lors d'autres recherches, ontente d'optimaliser l'absorption acoustique assurée par les revêtements poreux. Les efforts déployés enla matière visent une absorption maximale dans les sections pertinentes du spectre.

La courbe d'absorption du BBDr illustrée dans la figure 38 montre la succession de pics et de creux d'ab-sorption propre à un matériau granulaire. Lors de l'optimalisation, on tente “d'adapter” le premier picd'absorption à l'endroit voulu du spectre. Il s'agit souvent de la gamme des basses fréquences du spect-re sonore du véhicule (autour de 500 Hz). On tente bien entendu d'obtenir un pic d'absorption le plus hautet le plus large possible.

Fig. 37

Fig. 38

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Fréquence

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Les paramètres technologiques qui déterminent la position, la hauteur et la largeur du premier pic d'ab-sorption sont l'épaisseur de la couche, la porosité, la résistance au courant d'air (R) et le facteur forme(K). Le constructeur peut seulement prédéterminer les deux premiers paramètres en choisissant lemélange et le procédé adéquats. La porosité peut uniquement être mesurée en laboratoire après la cons-truction de la route, tandis que le facteur “forme” peut être déterminé en adaptant une courbe d'absorp-tion théorique à la courbe mesurée sur un échantillon du revêtement. Les connaissances théoriquesactuelles sont donc insuffisantes pour permettre de définir les caractéristiques d'absorption avant laréalisation de la route. Les recherches en la matière se poursuivent. On dispose cependant de donnéesempiriques qui permettent d'établir des prévisions assez précises en ce qui concerne l'absorption acous-tique.

Pour optimaliser le BBDr, il est recommandé d'utiliser des gravillons de granulométrie plus réduite, cequi rend le revêtement moins perméable et, à terme, moins sensible à l'obstruction des creux. C'est pourrésoudre ce problème que l'on a conçu le BBDr bicouche, dont les deux couches sont composées de gra-villons de dimensions différentes. Le BBDr bicouche a été utilisé avec succès entre-temps. En France, onréalise des essais avec du BBDr très épais en milieu urbain. Le but poursuivi est double: lutter au mieuxcontre le bruit urbain et assurer un tampon provisoire pour l'eau de pluie en cas de violentes averses.

La comparaison des spectres acoustiques de véhicules roulant à 120 km/heure sur différents types derevêtements routiers (asphalte dense 0/16 mm, BBDr monocouche 6/16 et 4/8 et BBDr bicouche 4/8 sur6/16) démontre que les BBDr offrent tous deux une réduction pratiquement constante dans la gamme deshautes fréquences (630-4000 Hz) par rapport à l’asphalte dense, pour lequel on enregistre une légèrebaisse aux alentours de 1250-2000 Hz, qui s'explique sans doute par la présence du pic d'absorption pri-maire à cet endroit. Les deux types de revêtements présentent une production de bruit plus importantedans la gamme des basses fréquences (pic 600-800 Hz), à cause de la mégatexture accrue par rapport àl’asphalte dense. En ce qui concerne le BBDr bicouche, le bruit additionnel dû à la mégatexture est annu-lé efficacement par le pic d'absorption primaire, qui se situe à une fréquence plus basse que dans le casdu BBDr monocouche.

Autrement dit, l'absorption joue seulement un rôle si le pic d'absorption est bien placé (à un niveau debasse fréquence suffisant). Si ce n'est pas le cas, l'absorption joue un rôle marginal et la réduction de bruitdue au BBDr peut être imputée à l'absence de pompage d'air par les pneus. Sur un revêtement poreux,l'air peut en effet se faufiler verticalement à travers les creux sans être comprimé et sans s'échapper denouveau (bruyamment). Sur un revêtement non poreux, mais doté d'une macrotexture suffisante, l'air peuts'échapper horizontalement et le phénomène de pompage d'air ne se produit pas non plus.

7.2.3. Rigidité du revêtement routier

On a avancé l'idéeviii que la rigidité (également appelée impédance) de la route pouvait aussi influencer leniveau de bruit produit par un revêtement. L'impédance est définie comme le rapport entre la force exer-cée et la vitesse du déplacement.

Des recherchesix ont établi que la différence d'impédance entre les revêtements en béton de ciment et enbéton bitumineux ne se traduit pas par une différence significative au niveau de la production de bruit, dumoins lorsque tous les facteurs pertinents (dont la texture) sont pris en considération.

Des essais ont été réalisés avec plusieurs sortes de bétons bitumineux expérimentaux, en remplaçant unepartie des gravillons par des billes de caoutchouc ou en ajoutant de la poudre de caoutchouc au mélange,mais aucune réduction de bruit significative n'a été observéex. Une réduction de bruit majeure a cependantété mesurée avec les revêtements essentiellement composés de caoutchouc, comme les revêtementsporo-élastiquesxi. Toutefois, ces types de revêtements se trouvent toujours au stade expérimental et touteune série de problèmes doivent encore être résolus: résistance au feu, rugosité par temps pluvieux, lon-gévité, adhérence à la couche inférieure,...

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7.2.4. Revêtement mouillé

La présence d'eau sur le revêtement peut avoir une influence considérable sur la production de bruit.

Il ressort d'une étudexii que l'eau présente sur le revêtement routier provoque une augmentation de bruitbeaucoup plus importante lorsque la vitesse est peu élevée. La quantité d'eau sur le revêtement étanchejoue un moindre rôle.

Une autre étudexiii a constaté une modification des caractéristiques d'absorption sur revêtement poreux.Le pic d'absorption se déplace vers les basses fréquences et est moins élevé lorsque la quantité d'eau pré-sente dans les creux augmente.

Le Centre belge de Recherches Routières a lui aussi analysé l'influence du revêtement routier. En ce quiconcerne la production de bruit, il semble que l'impact de l'eau présente sur le revêtement dépend large-ment de la texture de ce revêtement. Sur du béton de ciment strié ou du BBDr, l'eau n'entraîne appa-remment guère d'augmentation du niveau sonore. On observe le phénomène inverse dans le cas del’asphalte dense, qui génère un niveau de bruit sensiblement accru. Par temps de pluie, l’asphalte densedevient en effet aussi bruyant que le béton strié, extrêmement bruyant (même par temps sec).

Sandberg et Ejsmontxiv fournissent des valeurs approximatives reflétant l'influence de l'humidité surl’asphalte dense, en fonction de la quantité d'eau présente sur le revêtement et de la vitesse du véhicule(tableau 2).

Tableau 2 :

Quantité d'eau sur 0-60 km/heure 61-80 km/heure 81-130 km/heurele revêtement

Sec référence référence référence

Humide + 2 dB(A) + 1 dB(A) + 0 dB(A)(bruine)

Mouillé + 4 dB(A) + 3 dB(A) + 2 dB(A)(pluie modérée)

Mouillé + 6 dB(A) + 4 dB(A) + 3 dB(A)(forte pluie)

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7.3. Phénomènes physiques impliqués dans la production du bruit de roulement

Les différents phénomènes physiques qui génèrent du bruit et/ou le renforcent lorsqu'un pneu roule surun revêtement ont déjà été évoqués dans la fiche 4. Ils sont de nouveau décrits brièvement ci-dessous.

7.3.1. Vibrations des pneus

Les vibrations des pneus génèrent du bruit dans la gamme des basses fréquences (500 à 1000 Hz) et sontdues à des irrégularités du revêtement dont les longueurs d'onde sont comparables aux dimensions de lazone de contact pneu-revêtement (50-100 mm). Ces longueurs d'onde se situent dans la gamme de lamégatexture définie précédemment. Plus l'amplitude de la mégatexture est grande, plus le niveau de bruitproduit est élevé.

Il importe de souligner que les vibrations des pneus font vibrer les parois et le volume d'air de l'habitacledu véhicule via la suspension. Le bruit perçu à l'intérieur de la voiture est largement déterminé par la pré-sence d'une mégatexture sur le revêtement routierxv.

Une mégatexture réduite est l'un des éléments qui explique pourquoi le fait de rouler sur du BBDr, parexemple, produit relativement peu de bruit. Lors de la pose, lorsque l'enrobé bitumineux est encore chaud,il est relativement aisé de déplacer les gravillons. Si l'on passe un rouleau sur la surface chaude, les gra-villons se positionnent à la surface avec la face la plus lisse vers le haut, ce qui donne une surface planeprésentant une mégatexture réduite.

7.3.2. Pompage d'air

L'interaction entre la bande de roulement du pneu et le revêtement routier inclut un certain nombre dephénomènes complexes, tels que la compression et l'échappement de l'air dans les creux du dessin despneus. Il s'agit du “pompage d'air” évoqué précédemment. Ce phénomène provoque un bruit dont les fré-quences varient entre 1000 et 1500 Hz. On peut le contrer en réalisant une macrotexture sur le revêtement(évacuation horizontale de l'air qui “risque” d'être comprimé) ou en posant un revêtement drainant (éva-cuation verticale de l'air, comme dans le cas du BBDr ou de l’asphalte dense).

7.3.3. Adhérence-glissement et adhérence-décollement

Ces deux phénomènes produisent également du bruit dans la gamme des fréquences comprises entre1000 et 1500 Hz. Ils se produisent à l'avant et à l'arrière de la surface de contact pneu-revêtement, là oùles petits blocs du dessin des pneus se mettent à vibrer de façon tangentielle.

Le bruit du pompage d'air, les phénomènes d'adhérence-glissement et d'adhérence-décollement peuventêtre perçus à l'intérieur du véhicule, mais ils n'ont pas d'effet significatif sur le niveau de bruit.

7.3.4. Effet de corne

L'amplitude et la directivité des sons à hautes fréquences sont influencées par des réflexions répétéesdans le cône d'air (ou “corne”) formé par le revêtement et la bande de roulement du pneu. Il est possiblede contrer l'effet de corne en posant un revêtement doté de bonnes qualités d'absorption dans la gammede fréquences pertinente.

7.3.5. Projection de gouttelettes d'eau

Sur un revêtement mouillé, un surcroît de bruit est produit dans la gamme des fréquences supérieures à1000 Hz – l'augmentation du niveau de pression acoustique est toutefois indépendante de la quantité d'eausur le revêtement. Le bruit additionnel est dû à la projection de gouttelettes (voir également “revêtementmouillé” au paragraphe 7.2.1.).

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7.4. Méthodes pertinentes de mesure du bruit

Les nuisances sonores dues au trafic sont un problème complexe. Le niveau de bruit est influencé pardeux facteurs importants (voir fiche 4):

1. la puissance sonore des véhicules, de même que son spectre et sa directivité. Cette puissance est àson tour conditionnée par:� le type de véhicule� les conditions de roulage� les caractéristiques de la route

2. la propagation de la source vers le récepteur� la distance source – récepteur� la présence d'obstacles� la nature du terrain� la présence de surfaces réfléchissantes� les conditions météorologiques.

En ce qui concerne l'influence spécifique du revêtement sur les phénomènes décrits, il faut tenir comptedes points suivants:

� corrélation entre mégatexture et bruit de roulement� réduction du bruit de roulement en raison de l'absorption (diminution de l'effet de corne)� réduction par absorption du niveau de bruit provenant d'autres sources sonores au niveau du véhicule

(tuyau d'échappement, prise d'air,...)� réflexions multiples du son entre le dessous du véhicule et le revêtement.

Plusieurs méthodes permettent de mesurer les éléments susmentionnés :

7.4.1. Mesure du son ambiant

On peut décider de réaliser des mesures sur le lieu d'immission7 pour évaluer les nuisances sonores quipeuvent effectivement affecter les riverains des voies de circulation. Nombre de pays appliquent leur pro-pre méthode standard en ce qui concerne l'exécution de ces mesures (la norme française AFNOR NF 31-085, par exemple). Il n'existe pas encore de norme internationale ou européenne. L'utilisation de la gran-deur LAeq,T est toutefois largement répandue. La période de référence (période de jour, période de nuit,semaine,...) et le lieu de mesure (à l'intérieur, en façade, en plein air) varient cependant d'une méthode àl'autre. Lorsque l'on effectue de telles mesures, il est capital d'appliquer une seule norme afin de pouvoirconfronter les résultats des mesures à une valeur indicative/norme déterminée.

7.4.2. Mesure du niveau sonore global du véhicule

La méthode la plus fréquemment utilisée est celle décrite dans la norme ISO 362:1994. Le paramètre d'é-valuation et, par conséquent, le niveau sonore mesuré est le niveau sonore maximum LAmax pondéré parA, qui est enregistré lors du passage d'un véhicule dans des conditions de roulage bien définies: il estmesuré sur des véhicules en accélération maximale et en respectant l'accélération prescrite en fonctiondu type de transmission et de véhicule. Cette norme ISO s'applique aux essais de véhicules motorisés ausein de l'U.E. et est à la base de normes similaires mises en œuvre aux États-Unis et au Japon.

La philosophie de la norme ISO consiste à mesurer le niveau sonore du véhicule; c'est la raison pourlaquelle on tente de minimaliser la contribution des bruits de roulement. Il est recommandé de faire rou-ler le véhicule d'essai sur une bande dotée de caractéristiques bien définies (comme exposé dans lanorme ISO 10844-1994).

7 Dans la pratique, à proximité des habitations avoisinantes

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7.4.3. Mesure du niveau de bruit généré par un revêtement routier

CONTROLLED PASS-BY (CPB)8

Dans le cadre de cette méthode, le niveau de pression acoustique maximum pondéré par A (LAmax) estmesuré lors du passage d'un véhicule devant le microphone. Ce microphone se trouve à 7,5 m de l'axe dela bande de circulation sur laquelle roule le véhicule et à une hauteur de 1,2 m (figure 39). La figure 40présente l'évolution type du niveau de pression acoustique enregistré par le microphone.

On utilise un véhicule dont les caractéristiques sont connues et qui doit servir de véhicule de référence,d'où l'appellation “passage contrôlé”. Les conditions d'essai peuvent varier considérablement en fonctiondu but des mesures. Le véhicule peut passer devant le microphone à vitesse constante et avec le moteuren fonctionnement (on parle de “cruising by” en anglais), mais le moteur peut aussi être coupé juste avantque le véhicule passe devant le microphone (il est alors question de “coasting by”). Dans ce dernier cas,seul le bruit de roulement est mesuré, alors que le premier cas mesure le niveau sonore global du véhi-cule. On peut aussi mouiller le revêtement pour étudier l'effet produit, etc. On peut sélectionner la vites-se du véhicule. Il faut bien entendu compenser les écarts de vitesse éventuels lorsque l'on compare lesrésultats des mesures CPB effectuées sur différents revêtements, à des vitesses différentes.

Plusieurs méthodes ont été présentées, mais aucune norme ISO ne définit la méthode CPB. Il faut doncfaire montre de circonspection au moment de comparer les résultats obtenus à l'aide de cette méthode;dans la pratique, il semble cependant que les valeurs CPB issues de différentes études (et réalisées avecdifférents types de véhicules) sont très comparables.

Les mesures relatives aux types de revêtements routiers dans la Région de Bruxelles-Capitale ont étéréalisées à des vitesses de 30, 50 et 70 km/heure, dans le cadre de l'étude susmentionnéexvii. La figure 41présente les résultats obtenus.

8 “Passage contrôlé”; l'abréviation anglaise CPB est toujours utilisée pour désigner cette méthode

Fig. 39 Fig. 40

Fig. 41

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Les mesures démontrent clairement que les pavages (pavés en pierre naturelle ou béton) sont les revête-ments les plus bruyants en raison de leur mégatexture extrêmement marquée, qui provoque de fortesvibrations des pneus. Il ne faut pas non plus négliger la mégatexture qui résulte de la répartition irrégu-lière des agrégats à la surface de l'asphalte clouté. C'est la raison pour laquelle l'asphalte clouté estpresque aussi bruyant que les deux types de pavés béton. Le béton de ciment et les différents typesd’asphalte dense sont un peu moins bruyants, mais l'effet de pompage d'air est important vu leur manquede macrotexture. Le BBDr semble être le plus silencieux des revêtements étudiés dans la Région deBruxelles-Capitale.

La figure 42 indique les résultats de 255 mesures CPB réalisées avec des voitures roulant à une vitessede 90 km/heure, sur tous les types de revêtements utilisés en Francexviii.

On constate que le BBDr de faible granulométrie (0/6 et 0/10) donne ici les meilleurs résultats, alors quele béton de ciment, le béton bitumineux et les bétons bitumineux minces de granulométrie élevée (0/14)apparaissent comme les revêtements les plus bruyants.

STATISTICAL PASS-BY (SPB)9

L'équipement de mesure utilisé dans le cadre de la méthode SPB est le même que celui de la méthodeCPB, mais on mesure le niveau de pression acoustique maximum de véhicules sélectionnés au hasarddans un flux de circulation fluide. La vitesse des véhicules échantillonnés est mesurée à l'aide d'un tachy-mètre radar. L'échantillonnage doit porter sur un nombre suffisant de véhicules pour obtenir une préci-sion statistique acceptable. Les paires mesurées (log(vi),Lmax,i)

10 sont reportées sur un graphique (figure43). Une droite de régression fournit ensuite le LAmax moyen pour chaque vitesse.

Fig. 42

9 Passage “statistique”, toujours désigné par l'abréviation anglaise “SPB”10 vi est la vitesse du véhicule i-de échantillonné et LAmax,i est le niveau de pression acoustique maximum du véhicule i-de

Fig. 43

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Cette méthode a été définie par une norme ISOxix. Les véhicules à échantillonner sont classés en trois caté-gories: voitures, véhicules lourds à double essieu et véhicules lourds à plus de 2 essieux. Un nombre mini-mum de véhicules à échantillonner est prévu pour chacune des trois catégories et un graphique(log(vi),LAmax,i) est établi. On calcule ensuite la moyenne pondérée de trois valeurs LAmax moyennes rele-vées aux vitesses de référence caractéristiques de la catégorie de véhicule visée sur la route considérée.On obtient donc une valeur SPBI globale11 pour la route. Ces valeurs SPBI peuvent servir à comparer lesqualités acoustiques des différents revêtements routiers.

CLOSE PROXIMITY (CPX)12

Cette méthode requiert l'installation de microphones à proximité du pneu d'une roue que l'on fait roulersur la surface d'essai. Contrairement aux méthodes décrites précédemment (CPB et SPB) où les mesu-res étaient prises “en champ lointain”, ces mesures sont prises en “zone de son direct”. La roue peut êtreintégrée dans une remorque spécialement conçue à cet effet (figure 44) ou faire tout simplement partie duvéhicule d'essai. Les microphones sont généralement placés à une vingtaine de cm du flanc du pneu. Sil'on applique cette méthode, il faut impérativement veiller à ce que la mesure ne soit pas perturbée par lebruit provenant de turbulences d'air, de la remorque, du moteur ou du tuyau d'échappement du véhiculed'essai, etc.

Les spécifications relatives à cette méthode sont également définies dans une norme ISOxx, en particulierles emplacements des microphones. Ceux-ci semblent en effet avoir une grande influence sur les résul-tats de mesure.

Plusieurs remorques CPX ont été développées au fil desans (voir la listexxi). La méthode proposée par Hametxxii

(figure 45) illustre une situation où le pneu échantillonnéfait partie du véhicule d'essai. Cette méthode a été utili-sée dans le cadre du projet européen SI.R.U.US et du pro-jet français PREDIT.

11 Statistical Pass-By Index12 Proximité rapprochée

Fig. 44

Fig. 45

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Les résultats des mesures CPX réalisées avec la remorque de FIGE (bureau d’étude ayant participé à l’étude acoustique des revêtements routiers en RBCi) sont présentés dans la figure 46. Les mesures ontété prises sur chaque type de revêtement, avec des véhicules roulant à 30, 40, 50, 60 et 70 km/heure.

On constate que les valeurs absolues des mesures CPX ne peuvent pas être comparées aux valeurs abso-lues des mesures CPB. Les mesures CPX s'appliquent uniquement au bruit issu de l'interaction pneu-revêtement, alors que les mesures CPB tiennent compte du niveau sonore complet du véhicule. Les résul-tats des deux mesures reproduisent cependant une hiérarchie identique, qui indique que le niveau sonoreglobal du véhicule est dominé par le bruit de roulement.

MÉTHODE DU TAMBOUR

Un pneu d'essai est monté de façon à rouler sur la face inté-rieure ou extérieure d'un tambour en rotation monté en labo-ratoire (figure 47). La face choisie est ensuite tapissée durevêtement à étudier. Des microphones sont installés à pro-ximité immédiate du pneu, comme pour la méthode CPX. Laméthode du tambour est donc également une méthode enzone de son direct. Il faut veiller à ce que la mesure ne soitpas influencée par des sons parasites provenant de l'instal-lation ou par des sons réverbérés.

COMPARAISON DES MÉTHODES EN ZONE DE SON DIRECT ET EN CHAMP LOINTAIN

Les méthodes en zone de son direct présentent incontestablement certains avantages par rapport auxméthodes en champ lointain. Les méthodes en zone de son direct peuvent être réalisées en milieu urbain,contrairement aux méthodes en champ lointain (étant donné la présence de surfaces réfléchissantes tel-les que des façades, etc.). Elles permettent aussi d'échantillonner une route sur une plus longue distan-ce, contrairement aux méthodes en champ lointain où seul le bruit issu d'une petite portion de route(devant le microphone) est mesuré pour chaque point de mesure.

Fig. 46

Fig. 47

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Il faut par ailleurs souligner que les méthodes en champ lointain mesurent le bruit à l'endroit où il estperçu par les personnes qui y sont exposées. Contrairement aux méthodes en zone de son direct, unemesure en champ lointain mesure le niveau sonore global du véhicule (et pas uniquement le bruit de rou-lement) et tient compte des éventuels phénomènes d'absorption et de réflexion dus au revêtement. Lesméthodes en champ lointain excluent un désavantage important des méthodes en zone de son direct (àsavoir le manque d'homogénéité potentiel du champ acoustique à courte distance de la source). En raisonde cette non-homogénéité, il est extrêmement difficile d'effectuer des mesures en zone de son direct pourles pneus des poids lourds. La plupart des remorques CPX ont donc été conçues pour être utilisées avecdes pneus de voiture.

Compte tenu des différences susmentionnées entre les deux approches, il est difficile de déduire desvaleurs applicables au champ lointain sur la base des résultats d'une méthode en zone de son direct, etinversement. Il ressort de diverses expérimentations que la différence entre les méthodes en zone de sondirect et en champ lointain dépend de la vitesse du véhicule et du type de pneuxxiii. Les différences sont enoutre largement liées à la fréquencexxiv.

MESURE DE L'ABSORPTION D'UN REVÊTEMENT

Parallèlement aux méthodes décrites précédemment, qui mesurent le bruit de roulement ou le niveausonore global d'un véhicule roulant sur un revêtement déterminé, d'autres méthodes servent à détermi-ner la mesure dans laquelle un revêtement absorbe le son incident. Autrement dit, il s'agit de mesurer lecoefficient d'absorption en fonction de la fréquence.

Trois méthodes peuvent être appliquées :

� La méthode du “tube”

Cette méthode est fréquemment utilisée en acoustique. Elle a recours àdes échantillons de revêtement ronds (diamètre type d'env. 10 cm), quel'on prélève sur un revêtement existant ou que l'on fabrique en laboratoi-re. Un “tube de Kundt” est placé à la verticale de l'échantillon (figure 48)et “fait tomber” des ondes sonores verticales sur l'échantillon. On peuttravailler avec des ondes stationnaires, ce qui permet de définir le coeffi-cient d'absorption sur la base du rapport entre les amplitudes des ven-tres et des nœuds, ou avec la technique des “impulsions sonores”. Pourcette dernière, le coefficient d'absorption dépend du rapport entre l'am-plitude des ondes incidentes et réfléchies.

Il est en principe possible d'appliquer cette technique in situ, mais il faut éviter toute fuite sonore entrel'extrémité du tube et le revêtement, ce qui n'est pas toujours aisé.

� La méthode de la “surface étendue”

Cette méthode utilise également des impulsions sonores - cellesproduites par un pistolet d'alarme, par exemple. Ces impulsionspossèdent un large spectre et sont omnidirectionnelles. Il est pos-sible de déterminer le coefficient d'absorption de la surface d'aprèsla différence entre l'amplitude de l'onde directe et de l'onde d'inci-dence verticale réfléchie par le revêtement. Cette méthode a reçule statut de norme en Francexxv. Un autre exemple illustrant l'appli-cation de cette technique est le système italien RIMA (figure 49).

Fig. 48

Fig. 49

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� La méthode de la chambre de réverbération

Lorsque l'on produit un son dans un espace clos et qu'on l'interrompt ensuite brutalement, il arrive quel'observateur présent dans la pièce entende encore un son pendant un certain temps, même après que lasource sonore ait été supprimée. La réverbération d'une pièce est due aux répercussions du son entre lesparois de cette pièce. Le temps de réverbération d'une pièce (T60) est défini comme le temps qui s'écouleentre le moment où l'on supprime la source sonore et le moment où le niveau de pression acoustique adécru de 60 dB dans la pièce en question. Le temps de réverbération peut être exprimé à l'aide de la for-mule de Sabine :

T60 = 0,161 V/Apièce

où V est le volume de la pièce et Apièce = αpièce Spièce représente la quantité totale d'absorption présentedans la pièce. Le temps de réverbération peut bien entendu varier avec la fréquence, parce que Apièce enαpièce varient avec la fréquence.

En mesurant d'abord le temps de réverbération en fonction de la fréquence du son de la source dans unepièce spécialement conçue à cet effet (appelée “chambre de réverbération”) et en recommençant cesmesures après avoir placé un morceau du revêtement à analyser dans la chambre de réverbération, onpeut déterminer le coefficient d'absorption αéchantilllon à partir de la différence de temps de réverbération,en utilisant la formule susmentionnée.

Après ajout de l'échantillon, la formule devient:

T’60 = 0,161 V/(Apièce + αéchantilllon Séchantilllon)

7.5. Revêtements silencieux

Dans leur ouvrage de basexxvii, Sandberg et Ejsmont définissent un “revêtement silencieux” comme suit:“Un revêtement silencieux est un revêtement qui, lorsqu'on fait rouler un pneu dessus, génère un bruitinférieur d'au moins 3 dB(A) par rapport aux types de revêtements routiers généralement utilisés”.

Les paragraphes précédents permettent de définir trois règles élémentaires sous-tendant la réalisationd'un revêtement silencieux :

1. La surface doit présenter une macrotexture suffisamment profonde (profondeur de texture: minimum0,5 mm). Les agrégats doivent se trouver dans une trame dense et homogène, agencée de façon arbi-traire, et être de granulométrie petite à moyenne (maximum 10 mm).

2. Au lieu de présenter une macrotexture, une surface peut également être rendue poreuse (= “trèsouverte”, drainante) en prévoyant des trous en surface reliés aux creux présents dans la structure durevêtement (minimum 15 % de creux). Si la couche est suffisamment épaisse (minimum 40 mm), cettesurface drainante présente en outre une bonne capacité d'absorption acoustique.

3. Il faut veiller à ce que la mégatexture reste minimale et s'assurer de l'homogénéité de la macrotextu-re. Lors de la pose du béton, il convient d'utiliser une barre longitudinale pour lisser le mélange, aulieu d'une barre transversale.

La macrotexture comporte l'avantage additionnel d'améliorer les qualités antidérapantes. Sur un revête-ment parfaitement lisse, une couche d'eau de plus en plus épaisse se forme entre le pneu et le revête-ment (figure 50) à mesure que la vitesse augmente, de sorte que l'adhérence du pneu peut diminuer consi-dérablement, voire être réduite à néant (c'est ce que l'on appelle l'“aquaplaning”). La macrotexture per-met d'éliminer l'eau entre le pneu et le revêtement. Le fait de réduire la quantité d'eau projetée permeten outre d'améliorer sensiblement la visibilité par temps de pluie (figure 51).

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Une série de réalisations concrètes illustrant les principes exposés ci-dessus sont proposées dans le restedu paragraphe. On indique chaque fois une définition, les qualités absorbantes et les désavantages éven-tuels du type de revêtement. La réduction de bruit obtenue est exprimée par rapport à une surface de réfé-rence – comme dans la définition du revêtement silencieux fournie précédemment. Cette surface de réfé-rence est un revêtement routier drainant “classique” (essentiellement utilisé pour les autoroutes ou lesgrands axes de circulation) ou de l’asphalte dense traditionnel (surtout en milieu urbain).

Les types de revêtements silencieux existants sont les suivants :

7.5.1. Enduit contenant de la résine synthétique comme liant

Description : enduit composé d'une couche de liant résineux, couverte d'agrégats de très petite granulo-métrie (taille type 2/4).

Caractéristiques : matériau très résistant, parfois utilisé aux endroits critiques (virages serrés, carre-fours,...). Qualités antidérapantes élevées et durables. L'un des revêtements les plus silencieux à ce jour.Les réductions de bruit mesurées varient entre 7,8 et 8,4 dB(A).

Inconvénient : procédé coûteux et caractère innovateur de la technique (manque d'expérience et d'enginsde chantier adaptés).

7.5.2. Béton de ciment aux agrégats dénudés

Description : cette technique consiste à asperger le béton fraîche-ment posé à l'aide d'un produit retardateur de prise (du sucre en l'oc-currence) et d'enlever à la brosse la couche supérieure de mortiernon durci, un ou deux jours plus tard. On crée ainsi une certaine tex-ture superficielle, grâce aux gravillons qui font en partie saillie (figu-re 52).

Caractéristiques : si la pose est effectuée avec le soin requis, cettetechnique permet d'obtenir d'excellents résultats; il est impératif d'u-tiliser des agrégats fins et homogènes, ainsi qu'une barre longitudi-nale pour lisser le mortier (figure 53). Si ces conditions sont satisfai-tes, les qualités acoustiques du revêtement sont comparables à cel-les du BBDr. Très bonne durabilité.

Inconvénient : procédé assez coûteux.

Fig. 50 Fig. 51

Fig. 52

Fig. 53

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7.5.3. Béton de ciment meulé à l'aide d'une série de disques diamant

Description : la surface de béton existante est fraisée en uti-lisant une série de meules diamant serrées les unes contreles autres (voir aussi 7.1.2.), ce qui permet d'obtenir une sur-face aux rainures longitudinales (figure 54).

Caractéristiques : cette technique a notamment été utiliséeen Belgique pour atténuer le bruit produit par les revête-ments en béton de ciment doté de rainures transversales,qui sont extrêmement bruyants. Les mesures enregistréesavant et après le traitement attestent d'une réduction debruit d'environ 5 dB(A).

Inconvénients : procédé assez coûteux (env. 1 € par m2 et par mm de profondeur)

7.5.4. Béton bitumineux drainant

Description : pourcentage élevé de gravillons (81-85%) de granulométrie 0/14 - à l'exclusion des dimen-sions 2/7 -, ce qui se traduit par un volume important devides (env. 20%). La couche superficielle doit avoir une épais-seur minimale de 4 cm (figure 55).

Caractéristiques : assure en moyenne une réduction de bruitde 3 dB(A) par rapport à l’asphalte dense, mais cette réduc-tion peut varier considérablement d'un endroit à l'autre. Uneréduction de 9 dB(A) a été mesurée à certains endroits, alorsqu'une augmentation de 3 dB(A) a été constatée à d'autres.Ces résultats ont été établis en fonction de mesures CPB(“coast-by”) effectuées sur des revêtements en BBDr en bonétat.

Un autre avantage du BBDr réside dans le fait que, par temps de pluie, l'augmentation de bruit (due auxprojections de gouttelettes, voir...) demeure limitée à 1 dB(A). Cette augmentation peut atteindre 4 dB(A)sur de l’asphalte dense.

Pour assurer une réduction de bruit de 3 dB(A) minimum, le BBDr doit présenter les caractéristiques sui-vantes:

� Pourcentage total de vides: au moins 20 %

� Granulométrie maximale: 10 à 16 mm

� Épaisseur: minimum 40 mm

Les autres avantages du BBDr incluent:

� Atténuation de l'effet d'éblouissement causé par les phares des véhicules roulant en sens inverse, lanuit et par temps de pluie

� Réduction des projections d'eau par temps de pluie

� Résistance élevée à la formation d'ornières

Inconvénients : Les pores tendent à s'obstruer en raison de la boue, de la poussière, de matières huileu-ses, etc., ce qui peut affecter les performances dépendantes de la porosité et la capacité de drainage. Deplus en cas de gel un problème supplémentaire peut se poser : l’eau emprisonnée dans les pores rend lerevêtement plus glissant.

Au regard des connaissances actuelles, on peut affirmer que :

� si le BBDr est posé conformément aux prescriptions susmentionnées et n'est pas soumis à des agres-sions trop importantes, on peut compter sur une atténuation de bruit maximale d'environ 2 dB(A) après3 à 4 ans.

Fig. 54

Fig. 55

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� L'obstruction progressive des pores ne s'accompagne pas obligatoirement d'une régression majeuredes performances acoustiques du BBDr.

La pose de BBDr bicouche a été expérimentée dans plusieurs villes des Pays-Bas. On applique dans cecas une couche de BBDr de petite granulométrie sur une couche de BBDr de granulométrie plus élevée(figure 56).

Grâce à la texture plus fine de la couche supérieure, les vibrations des pneus sont minimales. Ce type derevêtement présenterait en outre l'inconvénient de laisser les grosses salissures à la surface, tandis queles salissures plus fines seraient aisément évacuées vers la couche inférieure. Comme exposé précé-demment, une couche épaisse de BBDr offre une bonne absorption acoustique. L'un des problèmes inhé-rents au BBDr bicouche réside dans la difficulté à assurer une adhérence correcte entre les deux couches.La pose de la couche supérieure exige un grand savoir-faire technique de la part des exécutants.

Le nettoyage du BBDr ordinaire semble assez coûteux, car il doit être assuré régulièrement (environ deuxfois par an) et à un stade précoce. D'après les expériences menées aux Pays-Bas, le BBDr bicouche seraitplus aisé à entretenir. Un nettoyage à l'eau à pression élevée permettrait de conserver ses qualités acous-tiques d'origine.

L'entretien du BBDr en hiver exige également une attention particulière, car ce revêtement peut présen-ter des caractéristiques différentes de l’asphalte dense sous l'effet du gel et du dégel. Il faut donc adop-ter une stratégie adaptée au revêtement lorsque l'on utilise des sels d'épandage.

7.5.5. Béton de ciment drainant (BCDr)

Description : le BCDr possède une structure poreuse simi-laire à celle du BBDr, mais le liant utilisé est du ciment (figure 57).

Caractéristiques : plusieurs études ont été réalisées surl'effet d'atténuation sonore du BCDr, notamment une étudebelge impliquant une section d'essai à Herne. D'après lesmesures prises à l'aide de la méthode SPB avec des véhicu-les roulant à 70 km/heure, la réduction de bruit enregistréepour des voitures, des véhicules lourds à double essieu etdes véhicules lourds à plus de deux essieux était respective-ment de 6 dB(A), 5 dB(A) et 3,5 dB(A) par rapport à l’asphal-te dense. D'autres études fournissent des valeurs similaires.Les mesures CPX ont avancé des réductions moins importantes, car cette méthode ne tient pas suffisam-ment compte de l'absorption du niveau sonore total du véhicule.

Une étude détaillée relative aux additifs qui doivent être ajoutés au mortier de béton a été mise en œuvredans le cadre du projet BRITE/EURAM BE 3415.

Inconvénients : il a parfois été dit que la surface devient assez glissante peu après la pose, en raison desproduits (polymères, par exemple) ajoutés au mortier de béton pour obtenir des qualités mécaniques opti-males. Ce type de revêtement est aussi relativement coûteux: une couche de béton poreux de 4 cm posésur une couche de béton ordinaire de 18 cm d'épaisseur engendre des coûts additionnels d'environ 40 %

Fig. 56

Fig. 57

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par rapport à une couche de béton ordinaire de 22 cm. Les problèmes d'obstruction des pores rencontrésavec le BBDr peuvent également se poser avec ce type de revêtement.

7.5.6. Bétons bitumineux minces

Description : parallèlement au béton bitumineux mince traditionnel, non poreux, qui peut servir à réparerun revêtement – en tout ou en partie –, il existe des variantes dotées de qualités acoustiques spécifiques,notamment :

� la couche “slurry seal” (béton bitumineux à froid) est obtenue en coulant un mélange liquide d'agré-gats, d'eau, de bitume en émulsion avec divers additifs éventuels. On peut poser une ou deux couches,qui sont compactées au rouleau. Les grains ont des dimensions 0/7 ou 0/10, mais une granulométrie0/4 est également possible;

� enduit;

� un béton bitumineux mince discontinu est une couche de 2 à 3 cm caractérisée par un pourcentageassez élevé de gravillons (68-72 %), posée à chaud et compactée au rouleau. Il présente une granulo-métrie de 0/10, mais est dépourvu d'agrégats 2/7 (d'où l'appellation “discontinu”). Le liant peut êtrerenforcé par des élastomères ou des fibres de cellulose. La structure ainsi créée est assez ouverte,mais moins drainante que le BBDr;

� le béton bitumineux mince à texture ouverte est une couche de 2 à 3 cm présentant un pourcentageélevé de gravillons (81-87 %), posée à chaud et compactée au rouleau. Il présente une granulométriede 0/10, mais est dépourvu d'agrégats 2/7. Le liant est renforcé par des élastomères. La texture super-ficielle est similaire à celle du BBDr.

Caractéristiques : les qualités acoustiques des bétons bitumineux minces varient sensiblement en raisondes différences majeures entre les techniques de pose et les matériaux. Les réductions obtenues sesituent à mi-chemin entre les résultats de l’asphalte dense et du BBDr. Ces types de revêtements offrentune bonne résistance à la formation d'ornières grâce à leur pourcentage élevé en gravillons.

Inconvénients : les bétons bitumineux minces sont moins résistants aux contraintes tangentielles; il estdonc préférable de ne pas les utiliser aux carrefours, dans les ronds-points, les virages serrés, etc. Lesbétons bitumineux minces sont souvent utilisés comme revêtement temporaire, en attendant la pose d'unrevêtement plus durable.

7.5.7 Revêtement “euphonique”

Description : la structure dite “euphonique” secompose d'une couche supérieure de 40-60 mmsurmontant une couche de béton de cimentarmé continu, dans laquelle on encastre desrésonateurs ayant chacun une capacité approxi-mative de 500 cm2 (figure 58).

Caractéristiques : il s'agit d'une extrapolationdu concept du BBDr bicouche, qui doit assurerun coefficient d'absorption “idéal” dans toute lagamme de fréquences visée.

Inconvénients : extrêmement coûteux et exige une pose minutieuse. Il faut notamment veiller à ce que lemortier de béton n'obstrue pas les résonateurs lorsque l'on pose la couche inférieure.

Fig. 58

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7.5.8. Argile expansée

Description : l'argile expansée est un agrégat léger (300 – 700 kg/m_) résultant de la cuisson de l'argiledans un four rotatif, à une température approximative de 1100 °C. L'agrégat obtenu est un matériau pier-reux, imputrescible et ininflammable. Ses domaines d'application sont très variés (construction de mai-sons, aménagement de jardins,...) et il est aussi utilisé pour la construction de routes, puisqu'il entre dansla composition du béton bitumineux (traitement superficiel, bétons bitumineux à chaud et à froid,...).

L'argile expansée sert à protéger les couches inférieure et supérieure contre le gel, en raison de ses qua-lités d'isolation thermique. Elle est aussi utilisée pour obtenir un enrobé bitumineux de faible densité (des-tiné aux ponts et aux viaducs, par exemple).

Caractéristiques : l'argile expansée est générale-ment utilisée sous forme de billes présentant unesurface rugueuse et microporeuse, de couleur brune.L'intérieur de la bille est noir et possède une struc-ture cellulaire (figure 59). Ce matériau est égalementdisponible sous forme de “poudre”. Il existe plu-sieurs dimensions de billes. Un relevé plus détaillédes dimensions existantes et de leurs caractéris-tiques figure dans xxviii. Ces revêtements présententun autre avantage, à savoir de bonnes qualités anti-dérapantes, qui ne s'altèrent guère au fil du temps.Ils possèdent en outre de bonnes qualités d'absorp-tion acoustique.

Inconvénients : certains types d'argile expansée sont moins résistants à la pression. Il est déconseillé d'u-tiliser de l'argile expansée pour les revêtements soumis à un trafic et des contraintes intenses. Ses pro-priétés acoustiques n'ont pas fait l'objet d'essais suffisants à ce jour.

7.6. Influence de l’usure sur la production de bruit

Les qualités acoustiques d'un revêtement évoluent généralement au fil du temps. Ces modifications sonttrès importantes dans certains cas et très limitées dans d'autres. Le type de revêtement joue un rôledéterminant dans cette évolution. L'influence de l'usure peut habituellement se résumer comme suit:

� L’asphalte dense présentant une texture superficielle réduite ou inexistante: le niveau de bruit aug-mente légèrement pendant 1 à 2 ans et se stabilise ensuite jusqu'à la fin de la durée de vie du revête-ment, lorsque celui-ci commence à se dégrader (détachement de morceaux de bitume, apparition defissures, etc.).

� Les enduits présentant une mégatexture (granulométrie 10/16 mm, par exemple) deviennent un peuplus silencieux (1 à 2 dBA) au cours des premières années, car la mégatexture d'origine est nivelée parle passage des véhicules. Le niveau de bruit inhérent au revêtement se stabilise ensuite, pour aug-menter de nouveau à la fin de sa durée de vie, à cause du détachement des gravillons en surface, etc.

� Le BBDr et le BCDr perdent progressivement leurs qualités acoustiques, en raison de l'obstruction descreux (réduction de l'absorption) et du détachement de gravillons de la couche supérieure (augmenta-tion de la mégatexture). L'usure est très rapide dans certains cas et plutôt lente dans d'autres. On peutpartir du principe que la réduction de bruit sera de maximum 3 dB(A) pendant les quatre premièresannées qui suivent la pose du revêtement.

� Le niveau de bruit généré par du béton de ciment peu structuré ne présente guère de variations pen-dant sa durée de vie.

� Les rainures du béton strié ou peigné s'atténuent quelque peu au fil du temps, ce qui a un effet favo-rable sur la production de bruit. Les arêtes des rainures s'effritent cependant, ce qui peut avoir un effetdéfavorable (glissement vers la zone de mégatexture).

L'ouvrage de base de Sandberg et Ejsmontxxix propose un aperçu détaillé des types de revêtements les pluscourants et de leur niveau de bruit en fonction de leur âge, de la composition du trafic (voitures – poidslourds) et de la vitesse des véhicules.

Fig. 59

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7.7. Réparations

Un revêtement en béton bitumineux présente l'avantage de pouvoir être répa-ré sans qu'il soit nécessaire de remplacer la totalité du revêtement. Sur leplan acoustique, il est cependant capital d'effectuer ces réparations dans lesrègles de l'art. Si la réparation est peu soignée, le revêtement présente dessaillies ou des creux (figure 60), ce qui accentue la mégatexture du revête-ment et, par conséquent, le niveau de bruit généré.

Poser une couche d’asphaltedense sur des pavés n'est pas unesolution durable. La couche debéton bitumineux se déchire ets'érode rapidement: le revête-ment se caractérise alors par unemégatexture importante (et estdonc très bruyant) et un aspectpeu esthétique (figure 61).

Dans la pratique, deux méthodes de réparation sont envisageables pour le béton bitumineux: le procédé“à froid”, destiné aux réparations provisoires, et le procédé “à chaud”, garant de réparations durables.Une réparation durable, effectuée dans les règles de l'art, comporte huit étapes (se reporter égalementaux spécifications standard du LINxxx) :

Fig. 60

Fig. 64 Fig. 65

Fig. 62 Fig. 63

Fig. 61

1. délimiter le lieu de réparation2. inciser à la verticale et enlever le revêtement

(figure 62)3. nettoyer et sécher (figure 63)4. poser un agent collant5. poser une garniture d'étanchéité préformée

(figure 64)

6. combler le creux à l'aide de béton bitumineuxcoulé à chaud

7. compacter le mortier de remplissage8. épandage superficiel

La figure 65 montre le résultat obtenu, un anaprès la réparation.

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7.8. Coûts liés à la pose de revêtements routiers silencieux

Ce point examine le facteur “coûts” sous deux perspectives :

1. Quels sont les coûts liés à la pose d'un revêtement déterminé? En d'autres termes, comment faire unchoix financier lorsqu'il faut poser (remplacer) un revêtement routier? Quelles sont les conséquencesfinancières selon que l'on choisit un revêtement en BBDr au lieu d'un asphalte dense traditionnel ?

2. Supposons une situation problématique entraînant des nuisances sonores pour un certain nombre deriverains. Comment faire un choix qui sera également judicieux sur le plan financier parmi les diffé-rentes mesures d'assainissement envisageables ?

7.8.1. Coûts inhérents à la pose et à l'entretien des revêtements routiers

Trois éléments sont en réalité compris dans le coût d'un revêtement: les coûts inhérents à la pose, lescoûts liés au petit entretien (nettoyage du BBDr, par exemple) et les coûts liés au grand entretien.

Le matériau choisi et la quantité ne sont pas les seuls facteurs qui déterminent le coût d'un revêtement,puisque la stratégie d'entretien retenue entre également en ligne de compte.

Il est possible de calculer le coût des petits entretiens futurs en fonction de leur valeur actuelle, en appli-quant la formule des “valeurs actuelles nettes” (VAN)xxxi :

VAN = K/(1 + i)1 + K/(1 + i)2 + K/(1 + i)3 + …

où

K représente le coût d'entretien annuel (supposé constant dans le temps)

i est le taux d'intérêt que peut rapporter un capital placé

Pour pouvoir chiffrer l'entretien annuel à l'infini, le montant suivant est nécessaire:

VAN∞ = K/i

Des formules analogues s'appliquent pour pouvoir continuer à prédire l'ampleur du grand entretien.Supposons que le grand entretien soit réalisé en cycles de n années.

La formule suivante s'applique à un cycle de n années:

VANn = Kt1/(1 + i)t1 + Kt2/(1 + i)t2 +…+ Ktn/(1 + i)tn

où Ktj représente le coût qui doit être consenti après tj.

Le montant nécessaire au moment de la pose pour pouvoir assurer l'entretien à l'infini est indiqué par laformule:

VAN∞ = (1 + i)n/ ((1 + i)n – 1) * VANn

L'utilisation de VAN∞ (appelée “valeur actuelle nette à horizon infini”) permet de tenir compte des futurscoûts d'entretien (et des recettes) en actualisant les coûts en fonction de leur valeur au moment de l'in-vestissement. On peut ainsi comparer objectivement les coûts de systèmes impliquant des frais de place-ment, des coûts d'entretien et des durées de vie différents.

Le tableau 3 reprend les coûts inhérents à la pose, au grand entretien, au petit entretien et le prix total,calculés selon le principe de la valeur actuelle nette à horizon infini pour plusieurs types de revêtements,couches de roulement et assisesxxxii.

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Tableau 3 :

Type Couche de surface/ Grand Petitde voirie de roulement Assise Pose entretien entretien Total

Autoroute béton armé béton maigre 272,48 76,36 1,17 350,01béton armé + BBDr 303,01 155,73 9,11 467,86béton non armé 197,31 51,63 18,77 267,68béton non armé + BBDr 227,85 94,85 26,71 349,40

Autoroute BBDr ciment de granulats bitumineux 178,94 114,13 8,17 301,23granulats de béton 201,96 324,27mélange de granulats 208,56 330,85

Autoroute SMA ciment de granulatsbitumineux 174,57 48,27 6,25 229,12granulats de béton 201,70 256,22mélange de granulats 206,49 261,01

Autoroute Asphalte dense ciment de granulatsbitumineux 175,25 66,78 6,72 248,73granulats de béton 200,08 273,58mélange de granulats 204,24 277,74

Route provinciale béton non armé béton maigre 192,61 48,79 18,77 260,17ciment de granulatsbitumineux 180,87 248,42granulats de béton 159,73 227,28

Route provinciale BBDr ciment de granulatsbitumineux 144,60 99,85 8,17 252,60granulats de béton 160,39 268,41mélange de granulats 168,18 276,21

Route provinciale SMA ciment de granulatsbitumineux 143,54 28,30 6,25 178,12granulats de béton 157,38 191,93mélange de granulats 173,35 207,90

Route provinciale Asphalte dense ciment de granulatsbitumineux 139,48 46,39 6,72 192,57granulats de béton 153,36 206,45mélange de granulats 169,33 222,42

Route de campagne béton non armé ciment de granulatsbitumineux 164,43 50,20 18,77 233,39mélange de granulats 157,38 226,34

Route de campagne Asphalte dense ciment de granulatsbitumineux 107,49 29,13 6,72 143,33scories 101,85 137,67mélange de granulats 100,51 136,36

Route de campagne béton de gravillonsasphalté + traitementsuperf. ciment de granulats

bitumineux 110,82 31,24 6,34 148,41scories 106,29 143,87mélange de granulats 103,92 141,50

Route de campagne éléments mélange de gran. hydr. 146,27 37,49 23,49 207,25mélange de granulats 135,23 196,21

Route d'accès à un quartier résidentiel béton non armé ciment de granulats

bitumineux 176,17 50,20 18,77 245,13mélange de gran. hydr. 171,47 240,44mélange de granulats 169,12 238,09

Route d'accès à un ciment de granulatsquartier résidentiel SMA bitumineux 103,33 18,23 6,25 127,81

granulats de béton 90,41 114,89mélange de granulats 105,73 130,20

Route d'accès à un ciment de granulatsquartier résidentiel Asphalte dense bitumineux 100,84 26,94 6,72 134,48

granulats de béton 87,90 121,56mélange de granulats 103,73 137,37

Route d'accès à un quartier résidentiel éléments mélange de gran. hydr. 146,27 37,49 23,49 207,25

mélange de granulats 135,23 196,21

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7.8.2. Analyse coût-bénéfice des différentes mesures de lutte antibruit

Il est difficile de donner une description générale d'une telle analyse, compte tenu de la grande diversitédes facteurs qui déterminent les coûts et la réduction de bruit.

Un problème de bruit dû au trafic soulève néanmoins toujours les mêmes questions, auxquelles il fauttrouver les réponses :

� Quelles sont les mesures antibruit envisageables dans la situation donnée ?

� Quels sont les avantages et les inconvénients connexes, non acoustiques (par exemple, obstruction duchamp de vision par les écrans antibruit), des différentes mesures envisageables ?

� Quelle est la mesure la plus efficace ? En d'autres termes, quelle est la mesure assurant la réductionde bruit la plus importante (en dBA), quel que soit son coût ?

� Quelle est la mesure la plus efficace en termes de coûts ? Autrement dit, quelle est la mesure assu-rant la réduction de bruit la plus importante pour chaque € dépensé ?

Les réponses avancées doivent bien entendu tenir compte de tous les facteurs susceptibles de jouer unrôle, notamment :

� la vitesse du trafic

� la composition du trafic

� le nombre et le type d'habitations à protéger contre le bruit

� la situation des habitations par rapport à la route (hauteur, distance, le long d'un seul côté de la routeou des deux côtés)

� le prix/m2 d'un revêtement silencieux (du BBDr bicouche, par exemple)

� le prix/m2 d'un écran antibruit

� …

Les prix indicatifs par m2 applicables à un certain nombre de revêtements routiers courants sont repris autableau 3 ci-dessus. Les prix indicatifs des écrans figurent dans la fiche 11.

Lorsque toutes les données pertinentes sont réunies, on peut s'attacher à répondre aux questions précé-dentes en fonction de chaque cas spécifique. Un exemple-type danoisxxxiii explique comment réaliser cegenre d'analyse coût-bénéfice et calcule le coût de l'assainissement d'un kilomètre de rue dans le cent-re-ville (50 km/heure), d'un kilomètre de route sur le ring (70 km/heure) et d'un kilomètre d'autoroute enbanlieue (110 km/heure).

Les spécifications adoptées sont résumées dans le tableau 4.

Tableau 4 :

Rue en ville Ring Autoroute

Vitesse de référence (km/heure) 50 70 110

Nombre de bandes de circulation 2 x 1 2 x 2 2 x 3

Distance entre les fronts bâtis de part et d’autre de la rue (m) 15 32 30

Nombre de véhicules/jour 12 000 30 000 60 000

% de véhicules lourds 10 10 10

Niveau de bruit au premier étage (LAeq,24heures en dBA) 68 73 77

Type d'habitations Blocs d'appartements Blocs d'appartements Maisonsaccolés, 6 étages, accolés, 3 étages unifamiliales

avec des magasins au rez-de-chaussée

Nombre d'habitations 665 399 435

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On peut envisager trois types de mesures :

� poser du vitrage isolant de type 6-12-4-9-4 (6 mm de verre, 12 mm d'air, 4 mm de verre, 9 mm d'air et4 mm de verre) au lieu du type traditionnel 4-12-4. Les vitrages ordinaires offrent une réduction debruit de 26 dB(A) à l'intérieur, par rapport au bruit mesuré à l'extérieur. Les vitrages acoustiquementperformant peuvent quant à eux offrir une réduction de bruit allant jusqu’à 34 dB(A). L'inconvénient decette solution réside dans le fait qu'elle protège exclusivement les personnes qui se trouvent à l'inté-rieur de l'habitation, lorsque les fenêtres sont fermées.

� remplacer le revêtement routier par du BBDr bicouche (couche supérieure en BBDr de 25 mm, d'unegranulométrie maximale de 8 mm, et couche inférieure en BBDr de 45 mm, d'une granulométrie maxi-male de 16 mm). La réduction de bruit obtenue est de 5 dB(A) à 50 km/heure. Les réductions peuventatteindre 6-7 dB(A) pour des vitesses plus élevées. On suppose que le BBDr peut conserver ses quali-tés acoustiques pendant toute sa durée de vie, moyennant un nettoyage à l'eau à haute pression deuxfois par an.

� installer un écran antibruit de 2,5 m de haut, ce qui assure une réduction de 12 dB(A) au rez-de-chaus-sée, mais de 0 dB(A) au premier étage et aux étages supérieurs (en effet un écran anti-bruit agit prin-cipalement dans sa zone d’ombre acoustique). Un écran antibruit offre une atténuation de bruit plusimportante, mais est évidemment plus coûteux, produit davantage d'ombre et constitue une gênevisuelle. Il est généralement impossible d'installer des écrans antibruit en ville, pour des raisonsesthétiques et pratiques. Dans ce cas, cette solution ne peut donc pas être retenue et ne sera donc pasévaluée.

Les coûts sont calculés en € sur 30 ans; il s'agit de la durée de vie des écrans antibruit et des vitragesantibruit. La couche inférieure d'un revêtement antibruit doit être remplacée tous les 15 ans et la couchesupérieure, tous les 7-8 ans.

Le tableau 5 résume les coûts/économies par poste de dépense, pour les trois mesures antibruit visées.

Tableau 5 :

Poste de dépense Coût

BBDr bicouche

Couche supérieure BBDr 25 mm (8mm) 5,4 €/m2

Couche inférieure BBDr 45 mm (16 mm) 9,7 €/m2

Asphalte dense d’une épaisseur plus fine que l’asphalte poreux

(30 mm superflu grâce à la force portante supérieure du BBDr) -4,7 €/m2

Enlèvement de la couche supérieure 3,4 €/m2

Drains (nécessaires si l'on utilise du BBDr) 53,6 €/mètre courant

Nettoyage des pores du BBDr, par nettoyage 0,07 €/m2

Nettoyage des drains 1,34 €/mètre courant

Surcoût de l'entretien hivernal du BBDr 1610 €

Vitrage isolant

Coût moyen de l'isolation d'un appartement 4030 €

Coût moyen de l'isolation d'une maison 6640 €

Écran antibruit

Écran antibruit de grande qualité, 2,5 m de haut 255 €/m2

Coûts d'entretien de l'écran 2,2 €/mètre courant/an

Compte tenu des données susmentionnées, les coûts des différentes options applicables à différentsendroits ont été calculés comme suit (tableau 6).

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Les coûts calculés sont les valeurs VAN pour une période de 30 ans et un taux d'intérêt de 7%, calculé àl'aide de la formulexxxiv :

VAN = A + K1/(1 + i)1 + K2/(1 + i)2 + K3/(1 + i)3 + … + KN/(1 + i)N

où

A est la somme des coûts liés au matériau et aux frais d'acquisition

Kn représente les coûts d'entretien de l'année n-de

i est le taux d'intérêt que peut rapporter un capital placé

N est la durée de vie

Tableau 6 : estimation des coûts en euros des différentes mesures de lutte antibruit pour 1 km de voirie

Rue en ville Ring Autoroute

BBDr Coût sur 30 ans 296.000 360.000 477.000

Réduction de bruit en dB(A) 5 6 7

Coût/dB(A)/habitation 89 150 157

Écran Coût sur 30 ans - 1.335.000 1.590.000

Réduction de bruit en dB(A) - 0-12 4-13 (moyenne: 3,9) (moyenne: 8,5)

Coût/dB(A)/habitation - 851 430

Isolation Coût sur 30 ans 2.685.000 1.607.000 578.000

Réduction de bruit en dB(A) 9 9 9

Coût/dB(A)/habitation 449 448 148

Dans ces exemples, le prix total (VAN) et le coût en VAN par dB(A)/habitation sont nettement favorables auBBDr. Le BBDr offre sans doute une réduction de bruit globale moins importante que les deux autres solu-tions, mais ces dernières comportent des inconvénients absents chez le BBDr (écran: gêne visuelle,ombre,... Quant aux vitrages d'isolation acoustique, ils sont seulement efficaces à l'intérieur, avec lesfenêtres fermées). Il ressort des enquêtes menées auprès des riverains, avant et après les interventions,que les nuisances ressenties sont bien plus atténuées par la pose d'un revêtement silencieux que parl'installation d'écrans antibruit. Les inconvénients secondaires des écrans peuvent contribuer à l'expli-quer.

La fiche 12 du volume I se penche sur la combinaison de plusieurs mesures (concrètement, la pose deBBDr et l'installation d'écrans antibruit).

En outre, la solution retenue relève en partie d'une décision politique: quels efforts financiers est-ondisposé à consentir pour réduire le problème du bruit ? La solution doit-elle présenter le meilleur rapportcoût-bénéfice ou aspire-t-on à obtenir une réduction de bruit maximale et accepte-t-on de fournir uneffort financier plus important à cet effet ? Quelle importance accorde-t-on aux inconvénients et/ou avan-tages secondaires des différentes solutions possibles ?

36

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TS

RO

UTIE

RS

7.9. Références

i A-Tech/FIGE,”Prescriptions administratives et techniques pour la préparation d’éléments de planification en matière de lutte contre le bruit”,IBGE/BIM, Bruxelles (1998)

i i ISO/DIS 13473-1iii ISO/DIS 13473-2iv ISO 13473-3 (1999)v Sandberg U., Descornet G., Road surface influence on tyre/road noise Part I, INTERNOISE – The international conference on noise control engi-

neering, Miami, Floride USA, 1980vi Clapp T.G., Correlation of pavement texture to tyre noise and skid resistance, North Carolina State University, School of Engineering (1985);

Eberhardt A.C., Investigation of the tyre/pavement interaction. Mechanism Phase I and II – Final Report, Dept. of Mechanical & AerospaceEngineering, DOT/OST/P-34/86-036 (1985); Noda E. e.a., First Experience of noise-reducing exposed small aggregate concrete surfaces in Japan,8e Symposium international des routes en béton, Lisbonne, Thème V, pp. 179-190 (1998)

vii Descornet G., documents de travail non publiés, destinés au groupe de travail ISO/TC43/SC1/WG27viii Bennerhult O., “Acoustical and mechanical impedances of road surfaces and the influence on tyre noise”, International Tyre Noise Conference,

Stockholm, pp. 185-198 (1979)ix Sandberg U., thèse de doctorat (1987)x Sandberg U., Low noise road surfaces – State-of-the-art, Eurosymposium “The mitigation of traffic noise in urban areas”, Reference book, Nantes,

pp. 139-184 (mai 1992)xi Zetterling T., Nilson N.A., “Implementation of the poro-elastic road surface”, International tyre/road noise conference, Gothenburg pp. 315-326

(août 1990) et Storeheier S.A., Arnevik A., “Traffic noise reduction through the optimisation of void distribution in road binder layer and wearingcourse”, International tyre/road noise conference, Gothenburg, pp. 327-344 (août 1990)

xii Liedl,…xiii Shima e.a., “The effect of rain on the noise reduction of porous asphalt pavement”, INTERNOISE, Yokohama (1994)xiv Sandberg U., Ejsmont J.A., “Tyre/road reference book”, INFORMEX, Kisa, Suède (2002)xv Descornet G.,”A criterion for optimising surface characteristics”, Transportation Research Board, Washington DC, 1215 (1989)xvi Bergmann M., “Geräuschentstehung beim rollen ober benetzten oberflächen”, Technische Universität Berlin (1979)xvii A-Tech/FIGE,”Prescriptions administratives et techniques pour la préparation d’éléments de planification en matière de lutte contre le bruit”,

IBGE/BIM, Bruxelles (1998)xviii Gautier J.-L., communication personnellexix ISO 11819-1 (1997)xx ISO/CD 11819-2xxi Dietrich K., Essers U., Huschek S., Köster H., Pohle G., Prickartz R., Springborn M., Schwarz R., Zur Bewertung des Einflusses der Fahrbahnen auf

das Reifengeräusch, Strasse und Autobahn, heft 9, 1988xxii Hamet J.-F., Bruit et nuisances sonores – Relation entre la texture de la chaussée et le bruit rayonné par le pneumatique, Second Carrefour PRE-

DIT, Livre des Communications, pp. 131-135, 23-25 mars 1999 xxiii voir, par exemple, Steven H., “Investigations on a measuring method for tyre/road noise of passenger cars”xxiv Sandberg U., Ejsmond J.A., “Development of three methods for measurement of tyre/road noise emission: coast-by, trailer and laboratory drum,

Noise Control Engineering Journal, Vol. 23, N° 3 (1986)xxv norme AFNOR S 31-089xxvi OCDE (1995)xxvii Sandberg U., Ejsmont J.A., “Tyre/road reference book”, INFORMEX, Kisa, Suède (2002)xxviii Descornet G. e.a., “Traffic Noise and Road Surfaces: State of the Art”, SI.R.U.US PROJECT, publication du Centre de recherches routières, Bruxelles

(2000)xxix Sandberg U., Ejsmont J.A., “Tyre/road reference book”, INFORMEX, Kisa, Suède (2002), tableau 19.8, p. 413xxx SB250, chapitre XIIxxxi “Kosten en kwaliteit van wegverhardingen”, Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt, PB 68, 3620 AB Breukelen, voir http:// www.vbwas-

falt.orgxxxii idemxxxiii Larsen Lars Ellebjerg en Berndtsen, Hans, “Costs and perceived noise reduction of porous asphalt pavements”, Proceedings Internoise 2001 (La

Haye)xxxiv “Kosten en kwaliteit van wegverhardingen”, Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt, PB 68, 3620 AB Breukelen, voir http:// www.vbwas-

falt.org