20 ans d’expertise dans l’étude du bruit aéroportuaire

Depuis plus de 20 ans, Groupe Gamba s’est engagé dans les études d’impact environnemental dans le domaine du bruit aéroportuaire. Cette expertise s’est construite au fil des nombreux projets réalisés autour des grandes plateformes aéroportuaires françaises – Toulouse, Orly, Roissy-Charles-de-Gaulle, Lille, Nantes, Lyon, Marseille, Bâle-Mulhouse – et à l’international – Tunis-Carthage et Enfidha-Hammamet, dans un contexte où la gestion du bruit s’impose comme un enjeu majeur pour les exploitants et les collectivités environnantes.

À travers cette longue expérience, le groupe a su développer des compétences spécifiques, notamment en matière d’outils de modélisation acoustique, d’abord avec INM, puis avec IMPACT, pour fournir des analyses précises et pertinentes.

Une approche progressive et performante de l’évaluation de l’impact acoustique

Avec le temps, nous avons affiné notre approche pour offrir des solutions plus rapides et plus économiques. Cela nous a permis de dépasser certaines limites de la modélisation classique, tout en proposant une analyse poussée des résultats, y compris dans des situations où les résultats obtenus par la modélisation semblaient contre-intuitifs. Nous avons ainsi mis au point des outils adaptés à tout type de projet, qu’il s’agisse d’approches simplifiées pour un diagnostic rapide, ou d’études plus détaillées.

L’intégration progressive des technologies SIG dans nos méthodes de travail a également renforcé la précision de nos analyses, notamment pour ce qui est de la spatialisation des impacts sonores, contribuant à une meilleure compréhension des enjeux acoustiques autour des aéroports – par exemple en enrichissant les atlas cartographiques par des calculs de population exposée.

La modélisation acoustique : défis et opportunités

La modélisation du bruit aéroportuaire, telle qu’elle peut être réalisée avec un outil comme IMPACT d’Eurocontrol, présente plusieurs défis, notamment dans l’acquisition et le formatage des données. En effet, aucun logiciel actuel de modélisation ne peut intégrer la masse de données correspondant à tous les mouvements aériens d’une plateforme, qui représentent des dizaines de milliers de lignes de tableur.

Il est donc nécessaire de simplifier et regrouper les avions et les mouvements dans des familles homogènes afin de réduire la quantité de données à recueillir et limiter les temps de calcul. Ce travail d’homogénéisation des données concerne en premier lieu les variantes d’avions regroupées en fonction de la motorisation, du nombre de moteurs et de fuselages, puis en second lieu en fonction des trajectoires empruntées, des profils de vols utilisés et de la masse au décollage. Par ailleurs, les outils de modélisation utilisent un formatage et une syntaxe des données spécifique qu’il faut absolument respecter pour réussir le montage du scénario. Ce travail préalable est long et complexe.

La modélisation avec un logiciel tel qu’IMPACT permet de produire le type de cartographies présentées plus bas. Le problème est que pour tester l’effet acoustique d’un scénario parmi toute une liste d’autres scénarios intéressants – ce qui est le cas courant des études d’impact selon l’approche équilibrée (EIAE) -, il faut modifier le jeu de données, identifier puis résoudre les problèmes d’incohérence qui empêchent le lancement du calcul et enfin lancer le calcul, récupérer les résultats et tracer les cartographies. Compte tenu de l’effort à consentir, cette méthode n’est pas adaptée quand on est dans une approche prospective visant d’abord à évaluer la pertinence des scénarios, avant de se lancer dans la production des cartographies elles-mêmes.

Une méthode simplifiée pour des analyses rapides et efficaces

Dans certains cas, notamment celui des EIAE, il est utile de pouvoir procéder autrement, pour minimiser les coûts et accélérer les analyses préalables à une ou plusieurs modélisations complètes. Groupe GAMBA a donc développé une méthode simplifiée qui permet de réduire significativement les besoins en données, le coût financier et les délais de production, tout en fournissant des résultats utilisables, en remplacement ou en amont des modélisations avec IMPACT. Cette méthode est extrêmement efficace pour analyser et comparer rapidement différents scénarios d’évolution.

Elle prend en compte le nombre de mouvements et les performances acoustiques des avions à travers un « indicateur global » qui permet de réduire considérablement la quantité de données nécessaires pour calculer et comparer des scénarios, sans nécessiter de connaissances approfondies sur les mouvements, les profils de vols détaillés, l’utilisation des pistes, etc.

Il y a toutefois une limitation à l’indicateur global, qui est qu’il n’est pas spatialisable, c’est-à-dire qu’il ne permet pas de prévoir un gain en dB en un point de l’espace défini. Sa principale vertu est qu’il permet de comparer tout un jeu de scénarios, beaucoup plus rapidement qu’une modélisation. Cette dernière constitue alors l’étape ultime, pour compléter l’analyse sur le scénario retenu et la rendre « spatiale ».

Comparaison des résultats : Indicateur global et modélisation

La question de savoir s’il existait bien une cohérence entre l’indicateur global et la modélisation s’est évidemment imposée à nous ; les conclusions tirées sur la base de l’indicateur global se vérifient-elles quand on procède in fine à la modélisation ? C’est ce que nous avons pu vérifier au travers de plusieurs cas d’étude ; nous en présentons un ci-dessous.

Voici trois exemples de scénarios, chacun illustrant comment des modifications spécifiques des flux aériens peuvent influencer le bruit généré autour la plateforme aéroportuaire. Les calculs ont dans un premier temps été réalisés à l’aide du logiciel IMPACT et dans un second temps avec l’indicateur global. Les trois scénarios étudiés sont les suivants :

  • Le scénario A suppose la suppression du scénario de base des vols des avions de type A. Ces flux constituent 22 % des flux de la situation de référence.
  • Le scénario B suppose l’annulation des vols cargo du scénario de référence.
  • Le scénario C consiste à éliminer les vols des avions de type C, qui représentent 5% des mouvements du scénario de référence.

Les figures suivantes représentent les cartographies obtenues avec IMPACT, correspondant respectivement aux scénarios A, B et C. Les cartographies sont calculées en indicateur Ln.

On y distingue :

  1. Les isophones correspondant aux scénarios de référence d’une part et au scénario d’évolution étudié d’autre part (A, B ou C), qui ont les formes reconnaissables des isophones autour d’un aéroport ;
  2. Des courbes qui représentent spatialement les écarts de niveau sonore entre le scénario de référence et le scénario étudié (A, B ou C).

Par exemple, on voit que pour le scénario B, les suppressions ne concernent que les trajectoires au Nord de l’aéroport et que l’écart par rapport au scénario de référence est proche de 0 dB.

Figure 1 : isophones calculés à l'aide d'IMPACT pour le scénario de référence (bleu pointillé) et le scénario A (magenta) et iso-écarts (vert)
Figure 2 : isophones calculés à l'aide d'IMPACT pour le scénario de référence (bleu pointillé) et le scénario B (rouge) et iso-écarts (vert)
Figure 3 : isophones calculés à l'aide d'IMPACT pour le scénario de référence (bleu pointillé) et le scénario C (cyan) et iso-écarts (vert)

Les valeurs obtenues en indicateur global, tel que développé par Groupe Gamba, pour chacun des scénarios A, B et C sont respectivement de 1.9 dB, environ 0 dB et 0.3 dB. Si on observe les cartographies calculées avec IMPACT, on retrouve des écarts tout à fait similaires à ces valeurs, dans l’axe des trajectoires. Ceci est résumé dans le tableau suivant.

Scénarios

Différence sur la base de
l’Indicateur global

Différence sur la base de
la modélisation IMPACT (dans l’axe des trajectoires)

A

1.9 dB

1.5 à 2 dB

B

Proche de 0 dB

Proche de 0 dB

C

0.3 dB

Inférieur ou égal à 0.5 dB

Adapter les méthodes aux enjeux

En intégrant un indicateur global à nos processus de modélisation, nous avons su réduire le temps et les ressources nécessaires à l’évaluation des scénarios d’évolution, tout en conservant la précision attendue dans ce type d’études.

Cette méthode simplifiée permet de comparer efficacement les scénarios avant de procéder à des modélisations plus détaillées avec des outils comme IMPACT. Bien que l’indicateur global présente certaines limites, notamment en matière de spatialisation, les résultats obtenus sont cohérents avec ceux de la modélisation classique, offrant ainsi un outil précieux pour une première analyse technique rapide.

Groupe Gamba continue d’affiner ses outils pour rester à la pointe de la modélisation acoustique et répondre aux exigences croissantes des études d’impact aéroportuaires.

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