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Caractéristiques et indicateurs de la gêne due au bruit des avions
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Synthèse INRET n° 29. juin 1996 . Michel VALLET,
Conclusion de la synthèse soutenue par Mr Michel Vallet
La prise en compte de la gêne due au bruit des avions et la construction d'indices d'exposition au bruit constituent un problème tout à fait complexe. Tout d'abord la réaction des personnes exposées présente une très grande variété pour un même niveau de bruit. Ensuite, les aspects techniques nécessaires pour l'action des pouvoirs publics, en réponse à une forte demande sociale, s'appuient sur des notions de physique acoustique dont la compréhension nécessite une formation scientifique certaine.
Malgré les différences individuelles de réactions au bruit des avions, il est possible d'établir une représentation moyenne de l'exposition au bruit dont les usages consistent:
Les objectifs et les moyens mis au point par les pouvoirs publics français sont donc clairs et une comparaison avec les procédures employées dans les principaux autres pays européens met en évidence que la méthode française est très complète, et qu'elle devrait porter ses fruits aussi bien dans la période immédiate que pour une échéance plus lointaine, à 10 ou 15 ans.
L'impossibilité de mesurer ou de calculer l'exposition au bruit de chacun des dizaines de milliers de riverains des aéroports d'Orly ou de Roissy conduit à l'usage d'indices acoustiques. La France utilise l'indice psophique IP, qui est une formule composite, intégrant à la fois le niveau moyen de crête des différents types d'avions et le nombre des événements bruyants d'une journée type incluant les atterrissages et les décollages. Cet indice, comparable à celui utilisé dans plusieurs pays étrangers, représente très bien la gêne moyenne des riverains, comme le montrent les enquêtes psychosociologiques réalisées en 1971 et en 1985.
Cet indice met en oeuvre une unité acoustique le PNdB, spécialement élaboré pour bien correspondre à la fois à la gêne des riverains, elle même liée à la sensibilité physiologique de l'oreille, ainsi qu'aux caractéristiques du spectre de bruit des avions. Du fait de la rareté (relative) de l'exposition de la population au bruit des avions les appareils de mesure vendus dans le commerce ne bénéficient pas de la pondération PN dB., ni du calcul de IP. On ne peut donc pas mesurer instantanément ces grandeurs physiques, ni les lire sur un appareil, alors que cela est possible pour l'indice Leq, exprimé en unité dB(A), qui sont communément utilisés pour le bruit routier. Par ailleurs, la Grande Bretagne a adopté l'usage du couple LeqdB(A), en 1990 à titre transitoire puis à titre définitif en 1993. La Suisse s'apprête à prendre la même décision.
Compte tenu du faible usage du couple IP-PNdB., la croyance de la population riveraine des aéroports est que l'emploi des grandeurs IP-PNdB cache quelque chose; compte tenu aussi de l' évolution des autres indices employés dans d'autres pays, I'emploi du Leq-dB(A) est donc examiné pour caractériser l'exposition au bruit des avions en France. On ne confondra pas ce qui pourrait être considéré comme un effet de mode avec l'intérêt clair d'une harmonisation entre les pays, les liaisons internationales étant importantes dans l'activité aéronautique.
Le changement d'indice et l'utilisation du Leq-dB(A) apparaît à la fois possible, malgré les changements techniques qu'il déclencherait, et partiellement justifié. Cette assertion varie selon les critères envisagés. Les indices Leq et IP apparaissent équivalents pour la prise en compte de la gêne de la population, lorsque le trafic est important, c'est à dire quand les mouvements d'avions se succèdent rapidement, notamment pour le jour; mais cette équivalence n'est pas évidente pour la nuit. Les recherches sur le sommeil suggèrent que le nombre de vols nocturnes qui dépassent 45-50 dB(A) à l'intérieur du logement soit limité à 15.
Il découle de cette prise en compte de la gêne nocturne, la nécessité de considérer deux périodes distinctes, de jour et de nuit, et peut être d'envisager pour la nuit des éléments complémentaires au Leq, comme le font certains pays.
Autour de certains aéroports (Dusseldorf) on a observé que le niveau Leq diminue depuis plusieurs années (0,5 dB par an) que les niveaux de crête moyen diminuent aussi. Cependant le nombre de vols augmente de (120 000 en 1980 à 170 000 en 1994) et le pourcentage de personnes très gênées croît aussi, témoignant de l'importance de la prise en compte du nombre de mouvements.
L'adoption de l'unité dB(A) apparaît moins justifiée qu'une unité présentant une coupure fréquentielle moins forte sur les bases fréquences pour le bruit des avions, qui se propage loin de la source, loin de l'aéroport; on peut dire que l'usage du dB(A) minimisera l'impact du bruit du fait du filtrage des fréquences graves par la pondération A, fréquences qui deviennent prépondérantes à longue distance et qui sont très bien perçues par les personnes âgées, en général, ou par les personnes ayant des difficultés d'audition. Les conséquences de l'adoption du dB(A) risquent d'apparaître dans la planification urbaine, gérée par les PEB. A une longue distance de l'aéroport les niveaux des courbes de séparations des zones risquent d'être plus faibles que ceux qui pourraient être calculés à partir de la simple différence PNdB-dB(A).
L'adoption du dB(A) n'aurait pas d'incidence sur le contrôle des niveaux acoustiques rcels mesurés, par un réseau d'appareils acoustiques.
A l'inverse, le Leq-dB(A) présente l'avantage d'être appréhendé sur le terrain, par une simple lecture des appareils de mesure et d'être comparé au niveau calculé. La confrontation des mesures et des prévisions risque cependant d'être délicate, notamment sur une courte période, en raison des conditions météorologiques qui peuvent modifier sensiblement l'exposition à un endroit donné. Au plan de la communication avec les élus et les riverains, le Leq a des avantages sur l'IP, parce qu'il est plus répandu, plus couramment utilisé, mais le concept même du Leq - intégration de l'énergie sonore à chaque instant- n'est pas plus clair que la formulation de l'IP.
La prévision des niveaux de bruit dans le futur calcul de Leq, à partir du descripteur SEL du bruit de chaque mouvement, ne sera pas plus complexe que celle de l'indice IP. Il apparaît ici la forte nécessité d'une période transitoire de 2 ou 3 ans où les indices Leq et IP pourraient être utilisés ensemble, ce qui permettrait d'établir une correspondance précise entre ces valeurs d'indice pour des situations variées d'exploitation des plates-formes et pour modifier, si nécessaire, les plans d'exposition au bruit et les plans de gêne sonore, ou bien leur refonte complète.
Cette période transitoire serait mise à profit pour examiner plusieurs aspects de l'exposition au bruit des avions, qui demandent à être vérifiés. La mise en place du système de surveillance du bruit par les Aéroports de Paris, autorise la vérification de la correspondance générale entre les niveaux mesurés d'indices IP et Leq, dont les résultats seront ensuite confrontés aux bruit.
Résultats des calculs. Pendant cette phase, et avec les résultats de mesures réelles, il sera utile de contrôler si, en cas d'adoption de 2 périodes distinctes d'utilisation du Leq de jour et de nuit, la fixation d'un seuil pour une période entraîne de facto le respect du seuil fixé pour l'autre période; dans cette optique la nouvelle réglementation routière a fixé le seuil de jour à Leq 60 dB(A) en façade (soit 57 dBA en champ libre) et le seuil nocturne à 55 dB(A) en façade (soit 52 dB en champ libre). Le respect d'une valeur de Leq 58 dB(A) (en champ libre) pour la journée (limite de la zone IP = 78) entraîne-t-il automatiquement le respect comme pour le bruit routier d'une valeur de 50 dB(A) Leq pendant la période nocturne, et inversement ? Les résultats d'une telle étude éclaireraient la nécessité du choix ou non de deux périodes. La considération des valeurs de Leq et de SEL dans le système Sonate fournirait aussi l'occasion d'estimer la qualité de cet indice Leq quant à sa compréhension par les riverains. Cette estimation, pour être complète, conduit à comparer la compréhension du Leq par rapport à l'indice IP.
La réalisation d'une enquête psycho-acoustique pour valider sur un échantillon important de riverains l'indice Leq prendrait place pendant la période transitoire. Cette enquête serait semblable à celles réalisées en 1971 pour l'établissement de IP et de 1985 pour la confirmation de cet indice; ses objectifs seraient triples:
A côté de ce volet d'études à entreprendre, la période transitoire sera aussi utile pour améliorer la communication d'explication de la nouvelle fa,con de caractériser l'exposition au bruit des avions.
Au total une période transitoire servira bien à:
mais il conviendra aussi de travailler à réduire les incertitudes restantes comme: