Fréquence et Atténuation du Bruit

Fréquence et Atténuation du Bruit

Comprendre la Fréquence et Atténuation du Bruit

Dans une nouvelle zone urbaine, un bâtiment résidentiel est construit à proximité d’une grande avenue où le trafic est dense.

Les résidents se plaignent du bruit, en particulier des fréquences basses générées par les poids lourds.

En tant qu’ingénieur civil, vous êtes chargé d’analyser la situation et de proposer des mesures pour atténuer l’impact sonore sur le bâtiment.

Données:

  • Trafic moyen journalier : 25 000 véhicules, dont 15% sont des poids lourds.
  • Vitesse moyenne des véhicules : 50 km/h.
  • Distance entre l’avenue et le bâtiment résidentiel : 50 mètres.
  • Fréquence de résonance du bâtiment : 5 Hz.
  • Matériau des murs : Béton, avec une épaisseur de 30 cm.

Questions:

1. Calcul de la fréquence dominante du bruit :

  • Utiliser l’équation de la fréquence dominante du bruit d’un véhicule.
  • Pour les poids lourds, λ peut être pris comme 12 mètres.

2. Estimation de l’atténuation du son :

  • Calculer l’atténuation du son due à la distance.
  • Supposer que le niveau de puissance sonore de chaque véhicule est de 90 dB.

3. Analyse de la fréquence de résonance :

  • Évaluer si la fréquence dominante du bruit est proche de la fréquence de résonance du bâtiment et discuter des implications potentielles.

4. Proposition de solutions :

  • Sur la base de vos calculs, proposer des modifications structurelles ou des solutions pour réduire l’impact du bruit sur le bâtiment.

Correction : Fréquence et Atténuation du Bruit

1. Calcul de la fréquence dominante du bruit

Pour calculer la fréquence dominante du bruit généré par les poids lourds, nous utilisons l’équation:

\[ f = \frac{v}{\lambda} \]

où \(v\) est la vitesse du véhicule en m/s et \(\lambda\) est une longueur caractéristique liée à la taille du véhicule.

Données fournies:

  • Vitesse moyenne des véhicules \(v = 50\) km/h \(\approx 13.89\) m/s (conversion de km/h en m/s: \(\frac{50 \times 1000}{3600}\))
  • Longueur caractéristique pour les poids lourds \(\lambda = 12\) mètres

Calcul:

\[ f = \frac{13.89}{12} \] \[ f \approx 1.16 \text{ Hz} \]

2. Estimation de l’atténuation du son

L’atténuation du son due à la distance se calcule à l’aide de la formule d’atténuation sphérique:

\[ L_p = L_w – 20 \log_{10}(d) – 11 \]

où \(L_p\) est le niveau de pression sonore perçu, \(L_w\) est le niveau de puissance sonore de la source, et \(d\) est la distance.

Données fournies:

  • Niveau de puissance sonore de chaque véhicule \(L_w = 90\) dB
  • Distance entre l’avenue et le bâtiment \(d = 50\) mètres

Calcul:

\[ L_p = 90 – 20 \log_{10}(50) – 11 \] \[ L_p = 90 – 20 \times 1.6990 – 11 \] \[ L_p \approx 45.02 \text{ dB} \]

3. Analyse de la fréquence de résonance

La fréquence dominante du bruit (1.16 Hz) est bien inférieure à la fréquence de résonance du bâtiment (5 Hz), ce qui est favorable car cela réduit le risque de résonance structurale qui pourrait amplifier le bruit.

4. Proposition de solutions

Sur la base des résultats obtenus:

  • Matériaux isolants :

Renforcer l’isolation des façades du bâtiment face à l’avenue avec des matériaux absorbant les basses fréquences peut réduire davantage la transmission du bruit.

  • Modifications structurelles :

Examiner l’épaisseur et le matériau des fenêtres pour s’assurer qu’ils contribuent à l’isolation acoustique.

  • Mur anti-bruit :

Construire un mur anti-bruit entre l’avenue et le bâtiment peut réduire significativement le niveau de bruit, surtout pour les fréquences basses.

Fréquence et Atténuation du Bruit

D’autres exercices d’acoustique:

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Cordialement, EGC – Génie Civil

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