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Protocole de mesure

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Ce protocole a été élaboré par l’ACNUSA en 2004 en l’absence de normes décrivant des méthodes homogènes permettant de valider les mesures. Aujourd’hui, deux normes existent et doivent être appliquées, l’une (1) pour l’évaluation ponctuelle de l’impact sonore du survols d’aéronefs, l’autre (2) lorsqu’un dispositif permanent de mesure de bruit est installé :

1. Norme AFNOR NF S31-190 « Caractérisation des bruits d’aéronefs perçus dans l’environnement » (mars 2008)
2. Norme Internationale ISO 20906 :2009 « Surveillance automatique du bruit des aéronefs au voisinage des aéroports » (décembre 2009)

Bien qu’apportant moins de précisions que ces deux normes, le protocole de mesure élaboré par l’ACNUSA reste en parfaite cohérence avec ces dernières.

DOMAINE D'APPLICATION

Les méthodes décrites sont destinées à l'évaluation de l'impact sonore du bruit d'aéronefs :

- à l'intérieur de locaux, d'habitations ou autres,

- ou à l'extérieur, notamment dans les jardins, cours, terrains réservés aux activités de détente, lieux publics ou recevant du public.

Ce document s'applique particulièrement à l'évaluation ponctuelle de l'impact sonore d'une phase de vol aéronautique : décollage, atterrissage ou survol. Pour les avions, le décollage commence à l'instant du lâcher des freins sur la piste et l'atterrissage se termine lorsque l'aéronef quitte la piste pour s'engager sur un taxiway.
Il définit les conditions de mesurage des niveaux de pression acoustique, les éléments du site à décrire et les évaluations concomitantes indispensables (météorologie, caractéristiques du trafic aéronautique observé pendant les mesurages et trafic courant).

CARACTÉRISATION DES SURVOLS

Type d'aéronefs
Les aéronefs se distinguent par leur mode de propulsion (réacteurs, turbopropulseurs, hélices et moteurs à pistons…) et leur masse (avions à réaction supersoniques, avions à réaction subsoniques, avions à hélices turbopropulseurs, avions légers à hélices (masse inférieure à 9 tonnes), hélicoptères, autres.

Activités aéronautiques 
Elles se décomposent en :
- aviation commerciale
- aviation générale, cette activité se différencie en : 
Tour de piste (écolage) et voyage
Parachutisme
Remorquage de planeur
Voltige
Travail aérien
Autres

Trafic aéronautique 
Le trafic aéronautique est défini par :
- le nombre de passages par type d'aéronef,
- le sens de passage,
- le type de mouvement (arrivée, départ, survol),
- l'occurrence (jour, soirée et nuit).

Procédure aéronautique 
La procédure aéronautique suivie dépend de la destination ou de la provenance de l'aéronef et de la configuration de vent et d'utilisation des pistes.

IDENTIFICATION DE L'ÉVÉNEMENT AÉRONAUTIQUE

Chaque événement acoustique aéronautique est identifié par :

- le type d'aéronef suivant la classification définie en 2.1,
- le type d'activité suivant la classification définie en 2.2,
- le trafic aéronautique suivant la classification définie en 2.3,
- les date et heure des survols.
- les informations complémentaires suivantes peuvent être obtenues auprès de l'aéroport :
- les modèles d'aéronefs,
- l'altitude des survols au-dessus du point de mesure.

PRINCIPE MÉTHODOLOGIQUE

L'analyse d'une situation sonore comporte les étapes successives suivantes :

- analyse du problème ;
- définition du plan de mesurage ;
- choix des points de mesurage, des intervalles d'observation, des configurations, des dates et périodes appropriées aux mesurages ;
acquisition des données sur le terrain y compris une appréciation des conditions météorologiques ; analyse des mesures.

Dans tous les cas hors procédure de calibrage, le résultat final des mesures est soit arrondi au 1/2 dB le plus proche soit arrondi au 1/10 dB lorsque le résultat est accompagné d'une évaluation de l'incertitude. Dans ce cas, le protocole d'évaluation doit être cité ou détaillé en annexe.

APPAREILLAGE DE MESURE

Choix de l'appareillage de mesure
Les mesurages sont réalisés au moyen d'un sonomètre intégrateur ou avec une chaîne de mesure associée à une chaîne d'analyse permettant l'utilisation des techniques de Leq courts.
Avant tout mesurage, s'assurer que la dynamique et le bruit de fond du sonomètre ou de la chaîne de mesure sont compatibles avec les signaux à mesurer.
Lors de l'utilisation d'un enregistreur, il est nécessaire de vérifier les contraintes de dynamique, les contraintes de bruit de fond et de s'assurer de la compatibilité des supports utilisés avec les réglages de l'appareil.

Contrôle de l'appareillage 
L'utilisateur doit faire au moins avant et après chaque série de mesurages, un calibrage de l'appareillage incluant un contrôle acoustique du microphone à l'aide d'un calibreur à une fréquence comprise entre 250 Hz et 1 000 Hz.
Ces phases de calibrage doivent apparaître sur les diagrammes de l'évolution du niveau sonore en fonction du temps.
Si les valeurs lues lors des calibrages s'écartent de plus de 0,5 dB, les mesurages doivent être refaits.
Le sonomètre ou la chaîne de mesure et le calibreur associé doivent être vérifiés périodiquement par des organismes qualifiés. À titre indicatif, la périodicité recommandée est de deux ans.
Le sonomètre ou la chaîne de mesure doivent être auto-vérifiés au moins tous les six mois ou après chaque modification suivant une méthode faisant l'objet d'une procédure d'assurance qualité. Le descriptif de cette méthode doit être disponible et pouvoir être joint au rapport de mesurage.

Traçabilité 
Le gestionnaire de la chaîne de mesure doit tenir une fiche de vie de chaque élément de cette chaîne.
La dernière fiche de vérification ou d'auto-vérification doit pouvoir être produite.

CONDITIONS DE MESURAGE

Afin de faciliter l'identification des évènements sonores aériens, la mesure à l'extérieur doit être privilégiée.

Mesurages à l'intérieur des locaux 
Les mesurages seront effectués en considérant des conditions normales d'utilisation des habitations (position des fenêtres, volets …).
Les emplacements de mesurage doivent être situés si possible au centre des pièces dont on désire connaître la situation sonore.
Des emplacements de mesurage additionnels peuvent être retenus.
Les emplacements de mesurage doivent se trouver à au moins 1 mètre des parois et autres grandes surfaces réfléchissantes, à au moins 1,5 mètre des fenêtres et à au moins 1,5 mètre au-dessus du sol.
Les mesurages doivent être effectués portes fermées.

Mesurages à l'extérieur 
La configuration suivante est recommandée : les points de mesure seront entourés d'un terrain relativement plat ne présentant pas de caractéristiques d'absorption excessive du son telles que celles que peuvent causer l'herbe dense, de hautes herbes, des broussailles ou des bois.
Il n'y aura aucun obstacle qui puisse influencer sensiblement le champ sonore de l'aéronef, à l'intérieur d'un volume conique ayant son sommet en un point du sol situé verticalement au-dessous du microphone, son axe normal au sol et un demi angle au sommet de 80°.
Lorsque cette configuration ne peut être respectée, il est préférable d'exploiter séparément les résultats obtenus dans la configuration recommandée.

Mesurages à l'intérieur des propriétés 
Les mesurages doivent être effectués en des zones où peuvent stationner normalement des personnes (terrasse, plage de piscine…) à des emplacements jugés représentatifs de la situation sonore considérée. La hauteur de mesurage au-dessus du sol ou d'un obstacle doit être supérieure à 1,5 mètre.
Ces emplacements doivent se trouver à plus d'un mètre de toute surface réfléchissante.

Mesurages en façade d'immeubles 
Les mesurages à l'extérieur, à proximité d'immeubles, doivent être effectués aux emplacements où l'on désire évaluer le bruit auquel un bâtiment est exposé. Les emplacements de mesurage doivent être situés à 2 mètres en avant des parties les plus avancées des façades ou des toitures et entre 1,2 mètre et 1,5 mètre au-dessus de chaque niveau d'étage considéré.
Si l'emplacement de mesurage se trouve en face d'une fenêtre, celle-ci doit être fermée pendant les mesurages. Les fenêtres entrebâillées sont tolérées à condition que l'intervalle d'ouverture n'excède pas 10 centimètres.

TRAÇABILITÉ

Conserver au moins deux ans : 
- la description complète de l'appareillage de mesure acoustique (pour chacun des éléments de la chaîne : type, classe, nom du (ou des) constructeur(s), numéro de série) ;
- l'identification des câbles ;
- l'indication des réglages utilisés ;
- le plan de mesurage : justification des points, de la durée des mesurages et des périodes prises en compte pour les calculs ;
- la mémorisation des données de mesurage ;
- l'identification de la chaîne d'analyse des mesures et des outils informatiques utilisés ;
- la durée d'intégration ;
- le descripteur retenu.

Le croquis des lieux figure dans le rapport qui doit être conservé deux ans.

CAS D'UN APPAREILLAGE DE MESURE PERMANENT

Lorsqu'un dispositif permanent de mesure de bruit est installé, le système est constitué :
- de capteurs acoustiques ;
- de capteurs météorologiques.

Et éventuellement :
- d'un système de traitement central et de conservation des données ;
- d'outils de consultation et de visualisation.

Stations de mesure de bruit 
L'unité principale du niveau de pression acoustique utilisée est le décibel pondéré A (LAeq, 1 s).
Elle comporte un système de secours servant à l'alimentation des différents éléments en cas de coupure électrique. Un système de sauvegarde des données lorsque surviennent des problèmes d'alimentation ou des problèmes pendant le transfert des données est prévu.

La composition type d'une station de mesure de bruit est définie par :

- une unité de mesure acoustique anti-intempérie :
l'unité microphonique anti-intempéries est constituée principalement d'un microphone à condensateur 1/2" de précision, d'un préamplificateur, d'une boule anti-vent, d'une protection anti-oiseaux, d'un capot anti-pluie et d'un support.
L'ensemble est étudié pour garantir des qualités isotropes en réception.
L'unité permet d'effectuer des mesures acoustiques sur une plage météorologique étendue sans détérioration du système de mesure et des données ; elle est dotée également d'un système de calibrage automatique de la chaîne électroacoustique.
Afin de diminuer les confusions sur les sources de bruit, la reconstruction audible en temps différé de l'événement enregistré est souhaitée. Dans un premier temps, cette fonction peut être limitée aux événements sonores dépassant le niveau moyen habituel constaté sur la station.

- une unité de mesure météorologique :
l'unité mesure obligatoirement la direction et la force du vent. Les mesures du vent s'effectuent sur les sites de mesure acoustique, à proximité immédiate du micro. En outre, les données météorologiques suivantes sont fournies par l'organisme officiel de météorologie : la température, l'humidité relative, la pression atmosphérique et la pluviométrie.

- éventuellement une unité d'analyse et de transmission des données acoustiques et météorologiques :
l'unité traite les données collectées par les chaînes de mesures acoustiques et météorologiques et éventuellement transmet l'information nécessaire à la station centrale du système. Elle est disposée à proximité du mât support du microphone dans un boîtier de conditionnement étanche, ventilé, chauffé et sécurisé.

Système de datation des informations 
Le temps universel (TU) constitue la base de temps commune :
- des stations de mesures (bruit et météorologie) ;
- des données de météorologie.

Une initialisation périodique des diverses horloges internes de chaque unité du système de surveillance est réalisée. Une source de datation externe, synchronisée sur l'heure universelle (TU), peut être utilisée. Cette source permet la datation et la synchronisation de l'ensemble des mesures et traitements du système.

Système de traitement central 
Lorsqu'il existe, le système est capable :
- d'établir les rapports et les éléments statistiques ;
- sur interrogation, d'afficher sur un fonds de carte terrestre récent et lisible :
- l'emplacement des stations de mesure de bruit ;
- les niveaux mesurés à ces stations.

Un ensemble de logiciels informatiques réalisent les fonctions suivantes :
- traitement des données ;
- visualisation des résultats ;
- analyses et renseignements statistiques ;
- archivage ;
- gestion des diffusions et consultations ;
- supervision du système global.

GAMMES DE FRÉQUENCE


La gamme d'analyse courante couvre normalement les 1/3 d'octaves s'étendant de 50 Hz à 10 kHz.

CONDITIONS MÉTÉOROLOGIQUES

Les mesures seront effectuées dans les conditions atmosphériques suivantes :
- absence de précipitations ;
- température atmosphérique ambiante comprise entre -10°C et 50°C ;
- humidité relative comprise entre 20% et 95% ;
- vitesse du vent ne dépassant pas 22 km/h (12 kt) ;
- absence de conditions météorologiques ou de conditions de vent anormales qui influenceraient de façon significative les niveaux de bruit mesurés.

Les mesures des paramètres atmosphériques de l'aérodrome peuvent être utilisées si elles sont représentatives des conditions de la zone géographique dans laquelle les mesures de bruit sont effectuées.

RAPPORT DE MESURAGE

Le rapport de mesurage doit mentionner :

- l'objet des mesurages ;

- pour chacun des éléments de la chaîne : nature, marque, type, numéro de série ;

- la durée des bruits d'origine aéronautique ainsi que celle de l'intervalle d'observation et, le cas échéant, celle des intervalles de mesurage ;

- le moment de la journée où les bruits se manifestent et où les mesurages ont été effectués ;

- la nature du trafic (procédure de vol, nombre de mouvements) et la typologie de la flotte aéronautique observées pendant les mesurages ;

- la description des sites de mesurage :

    - visualisation sur fond de carte des procédures aéronautiques suivies et des emplacements de mesurage ;
    - indication précise des emplacements de mesurage et description de leur l'environnement ;

- les conditions météorologiques pendant les mesurages ;

- la date à laquelle les mesurages ont été effectués et le nom de l'opérateur ;

- la date d'établissement du document et le nom du responsable des mesurages ;

- les niveaux maximums de pression acoustique continus équivalents courts pondérés A, LAeq(1s), des aéronefs mesurés et leur représentation graphique sur la période de mesurage ;

- les niveaux de pression acoustique continus équivalents pondérés A, LAeq,T, en précisant les intervalles de temps associés ;

- le certificat de la dernière vérification périodique effectué par un organisme qualifié ;

- le descriptif de la méthode d'auto-vérification utilisée.

Le rapport de mesurage doit indiquer en outre les circonstances particulières et les incidents éventuels susceptibles d'avoir agi sur les résultats.

BIBLIOGRAPHIE

- NF S31-110, février 1985, Acoustique - Caractérisation et mesurage des bruits de l'environnement - Grandeurs fondamentales et méthodes générales d'évaluation

- NF EN 61672, 1er juin 2003, Électroacoustique - Sonomètres - Partie 1 : spécifications

- NF EN 60942, septembre 2003, Électroacoustique - Calibreurs acoustiques

- NF S31-190, mars 2008, Caractérisation des bruits d'aéronefs perçus dans l'environnement ;