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27e Apéro scientifique de l’Académie Empa -- Le bruit des trains est-il inévitable?

Dübendorf (ots)

Même si dans la lutte contre le bruit ferroviaire
la Suisse fait oeuvre de pionnier par rapport à la majorité des 
autres pays, il reste malgré tout encore beaucoup à faire. Tous les 
scientifiques présents à cet Apéro scientifique étaient d’accord sur 
ce point, les jeunes chercheurs aussi bien que les «vieux renards» 
de l’acoustique.
Rossano Stefanelli de l’EPF de Zurich, étudie les causes des bruits 
de grincement des roues des trams et des wagons de chemin de fer. En 
guise d’introduction il a fait entendre au public quelques bruits de 
grincement typiques à vous hérisser les cheveux. Mais comment se 
produisent en fait ces bruits désagréables? Et pourquoi un wagon 
grince-t-il alors qu’un autre - parfaitement identique – roule en 
silence? Une affaire fort compliquée qui résulte des différences 
minimes entre les différents composants des wagons.
Pourquoi les roues grincent-elles dans les courbes?
On sait que les grincements sont provoqués par des transitions très 
rapides entre glissement et adhérence au point de contact entre la 
roue et le rail. Mais ce n'est pas là l’unique cause, l’état des 
rails, la température ou l’humidité de l’air et d’autres «influences 
extérieures» jouent encore un rôle. Pour étudier ce problème sur des 
bases scientifiques, on a procédé à des mesures de ces facteurs 
ainsi que de leurs effets sur le développement du bruit sur 
différents tronçons de voies. Après quoi les ingénieurs de l’EPFZ 
ont tenté de modéliser sur ordinateur le comportement au roulement 
des wagons à l’aide de programmes de simulation développés à cet 
effet pour ensuite comparer les résultats des mesures avec ceux 
fournis par la simulation. Après de nombreuses répétitions lors 
desquelles le modèle de calcul a été sans cesse adapté davantage à 
la réalité, les chercheurs sont finalement parvenu à simuler le 
grincement des roues sur leur ordinateur et à préconiser des 
contre-mesures telles que l’utilisation d’absorbeurs de bruit des 
roues, d’amortisseurs de bruit sur les rails, de bandages en 
caoutchouc ou encore des parois antibruit. Malgré tous ces progrès, 
les acousticiens auront encore du pain sur la planche dans l’avenir, 
entre autres pour comprendre pourquoi les grincements de roue 
apparaissent parfois «spontanément» pour disparaître à nouveau de 
manière tout aussi inattendue.
Lutter contre le bruit à sa source
Un des avantages du rail est son utilisation particulièrement 
efficace de l’énergie. Ce bon bilan écologique est toutefois terni 
par des émissions de bruit massives. Des dépassements des valeurs 
limites de 20 décibel (dB) et plus font du train le moyen de 
transport le plus bruyant. Les principaux fauteurs de bruit sont les 
trains de marchandise roulants de nuit qui sont encore souvent 
équipés de freins à sabots de fonte. Le Professeur Markus Hecht, qui 
dirige le département des véhicules ferroviaires de la Technische 
Universität de Berlin, place de grandes espérances dans une 
innovation pour réduire le bruit des trains de marchandise. Il 
s’agit là du nouveau bogie «Leila», développé par un consortium 
germano-suisse, qui est plus silencieux de 18 dB que les bogies 
conventionnels avec freins à sabots de fonte. De plus, ce bogie est 
encore plus léger, moins sensible à l’usure et moins sujet aux 
dérangements. Parmi ses raffinements techniques, on peut encore 
citer des freins à disques à commande électronique et un système 
électronique de diagnostic. Les wagons de marchandise existants 
peuvent être équipés relativement facilement avec des bogies 
«Leila», ce qui permettrait de réduire sensiblement la durée 
d’immobilisation actuelle des wagons de marchandise et d’accroître 
ainsi la rentabilité des chemins de fer - un avantage non 
négligeable dans la lutte concurrentielle avec les transports 
routiers. Dès que «Leila» aura passé les épreuves d’homologation 
nécessaires, les premières transformations des wagons existants 
pourront être réalisées et, selon Hecht, dans deux ans ce nouveau 
bogie pourra même être mis en service dans toute l’Europe.
Retard dans l’application de l’ordonnance sur la protection contre le
bruit
En Suisse, les émissions de bruit sont régies par l’Ordonnance sur 
la protection contre le bruit (OPB) qui fixe des valeurs limites 
d’émission pour le réseau de chemin de fer existant, ce qui n’est 
pas le cas à l’étranger. Les objectifs d’assainissement qui en 
découlent ne sont malheureusement de loin pas encore atteints, ainsi 
que l’a déclaré l’expert en bruit et ingénieur en environnement 
Jean-Marc Wunderli. Ce n’est qu’avec la loi sur le financement des 
transports publics (FTP) que les moyens nécessaires promis laissent 
espérer d’ici 2015 un assainissement de la majorité des immeubles 
exposés à un bruit dépassant les valeurs limites en vigueur. 
L’assainissement du matériel roulant coûtera près de 820 millions de 
francs et apportera une amélioration dans environ 38% des cas. Une 
amélioration de 31% supplémentaire pourra être obtenue par la pose 
de parois antibruit à proximité immédiate des sources de bruit et 
dont l’efficacité est ainsi fort élevée. Pour les 31 % restants, 
seules des mesures palliatives sont possibles, telles que p. ex. la 
pose de fenêtres antibruit.
Selon Jean-Marc Wunderli, il est aussi nécessaire de revoir le 
modèle de calcul Semibel utilisé pour l’établissement des documents 
de planification et d’évaluation des situations de bruit. Ce modèle 
date des années 80 et n’a pour ainsi dire jamais été actualisé 
depuis. Les calculs comparatifs réalisés par l’Empa avec des 
algorithmes modernes montrent que ce modèle présente des erreurs 
systématiques tant dans le calcul de la puissance des sources que 
dans celui de la propagation du bruit. Les effets du bruit sur les 
personnes demanderaient aussi qu’on leur porte davantage 
d’attention. Bien que le caractère du bruit ferroviaire ait 
nettement changé au cours des années, aucune étude sur ce thème n’a 
été réalisée depuis l’entrée en vigueur de l’OPB. Wunderli relève 
que les valeurs limites et les méthodes d’évaluation ne sont pas des 
tables de commandement gravées dans la pierre et qu’elles devraient 
être vérifiées périodiquement et le cas échéant adaptées.
Renseignements
Jean-Marc Wunderli, Laboratoire Acoustique,  
jean-marc.wunderli@empa.ch, tél. 044 823 47 48.
Que sont les apéros scientifiques?
Lors des apéros scientifiques qu'elle organise régulièrement, 
l'Académie Empa aborde des thèmes choisis pour leur actualité sur le 
plan scientifique ou social. Des personnalités des domaines de la 
science, de la politique et de l'économie y présentent les résultats 
de leurs travaux et leur point de vue sur le thème proposé. Ces 
exposés sont suivis d'un podium de discussion et d'un apéritif lors 
desquels les orateurs se tiennent à disposition des auditeurs, 
spécialistes ou non du domaine traité, pour répondre à leurs 
questions.

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