Un simulateur pour des chantiers moins bruyants

Bouygues Construction a confié au CSTB le développement d'un simulateur acoustique pour ses chantiers. Objectif : prévoir les nuisances sonores pour mieux les maîtriser.

C'est une première mondiale. Lors des 10e rencontres internationales de la réalité virtuelle qui se sont tenues à Laval (Mayenne), du 9 au 13 avril 2008, le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) a dévoilé au public le premier simulateur 3D acoustique de chantiers de travaux public. Développé pour Bouygues Construction (BC), ce programme de réalité virtuelle est le seul à proposer une restitution sonore réaliste. « Le logiciel ne se contente pas d'établir une cartographie du bruit du chantier pour nos spécialistes du pôle acoustique. Sur un simple PC équipé d'enceintes stéréo, il restitue l'environnement acoustique correspondant à différents scénarios, qui tiennent compte de l'implantation des équipements et du rythme auquel ils sont utilisés », explique Philippe Autuori, le directeur du bureau d'étude des tunnels et de l'acoustique de Bouygues Construction. Le CSTB, avec ses compétences conjointes en matière de simulation 3D, de propagation acoustique et de spatialisation du son, était bien placé pour relever le défi.

Restituer le résultat en 3D

« Le développement de cet outil présentait deux difficultés majeures, indique Jacques Martin, le directeur du département acoustique et éclairage du CSTB. Il fallait simuler la propagation d'ondes acoustiques complexes issues de plusieurs sources, dans un milieu comportant différents reliefs et infrastructures, mais aussi restituer le résultat sonore en 3D. » Le logiciel doit en effet modéliser en trois dimensions le site des travaux à partir de données extraites d'un SIG (système d'information géographique), permettre l'implantation des différents équipements nécessaires aux travaux (chargeur, compresseur, bétonnières...), et simuler leurs déplacements pour jouer différents scénarios.

Pour dresser la cartographie sonore du chantier, le simulateur va puiser dans une bibliothèque d'empreintes sonores constituée à partir d'enregistrements sur site. « Réalisés selon un protocole précis, ces enregistrements permettent de caractériser les sons émis avec leur puissance, leur spectre de fréquences et leurs directions, suivant les différents états de fonctionnement d'un équipement, comme l'arrêt, le ralenti, la charge ou le déplacement », précise Jacques Martin. Ces données permettent ensuite de modéliser les sons, de les associer, et de les restituer en 3D grâce au logiciel de spatialisation du son développé et breveté par le CSTB.

Pour la constitution des cartes sonores, le CSTB a délaissé la technique du calcul par éléments finis, très précise mais trop gourmande en ressources de calcul, au profit d'une méthode, dite asymptotique, basée sur le « lancer de faisceaux », technique déjà utilisée pour la création d'images de synthèse réalistes.

en test sur un site pilote

C'est dans un souci de respect de l'environnement et de meilleure communication avec les édiles et les riverains que BC a investi dans ce logiciel, dont le développement a occupé cinq personnes pendant deux ans. Il est actuellement testé sur le site pilote de l'autoroute A41, entre Annecy et Genève, pour simuler les travaux à l'entrée des tunnels. C'est là qu'ont été réalisés les premiers enregistrements pour la modélisation des différentes sources sonores. Les autres seront effectués au fil des nouveaux chantiers. Le simulateur sera définitivement livré à Bouygues Construction en juin 2008. .