Brevet FR2254693A1 — publié le 19750711

La présente invention concerne un système de protection phonique d immeubles riverains d'une route à grand trafic ou autre artère de circulation le justifiant et comportant déjà au droit de ces immeubles une structure continue composée dréerans verticaux latéraux, naturels ou artificiels et, s'il y a-lieu, d'écranshorizontaux de couverture. On sait que les nuisances provoquées par les bruits de circulation, particulièrement sur les grands axes, constituent un problème grave, surtout dans les agglomérations urbaines. Ces bruits proviennent, d'une part du fonctionnement des moteurs de propulsion surtout thermiques, d'autre part du roulement sur chaussée ou sur rail. Sont en effet concert aussi bien les routes à grand trafic, par exemple les autoroutes, que les lignes de chemin de fer. La protection phonique d'un immeuble riverain peut consister à interposer, entre la source de bruit répartie sur toute la longueur de ltartère de circulation et ledit immeuble, -des parois continues, ltaffaiblissement apporté par ces parois à l'amplitude de l'énergie phonique transmise étant essentiellement fonction de la densité superficielle (masse par unité de surface) de ces parois. Dtune maniere générale, ces parois continues peuvent autre considérées comme portant ombre" sur l'immeuble à proteger, comme si la source de bruit était source de lumière. On a représenté aux Figs. 1 à 3 trois exemples de routes équipées d'ranis continus classiques pour la protection phonique d'immeubles riverains. Dans le cas relativement simple d'une maison basse d'un seul côté de la route, la protection peut se réduire à un unique mur continu latéral (Fig. 1). ds si les immeubles à protéger sont d'une certaine hauteur, il n'est plus possible de réaliser des écrans latéraux de hauteur suffisante; on a alors la possibilité de les compléter par une couverture continue partielle (Fig. 2) ou totale de l'artère de circulation. Enfin, si des immeubles à protéger d'une certaine hauteur existent des deux côtés de la route, on est conduit à enfermer celle-ci dans un véritable tunnel (Fig. 3). Dans ces deux derniers cas, un mur ou des poteaux de soutènement intermédiaire de la couverture peuvent stavérer nécessaires. On a supposé dans les trois exemples cités que le site ne comporte pas de relief. Si la route est en tranchée et si la couverture totale ou partielle est nécessaire, celle-ci peut s'appuyer sur des hauts de talus latéraux sans laisser de vide et(ou) sur des murs de soutènement. Il a été constaté que l'énergie phonique reçue par un observateur situé à proximité de l'artère de circulation et à une certaine hauteur du sol variait à peu près proportionnellement à l'angle an sous lequel cet observateur voit l'axe de circulation et on cherche pratiquement à obtenir des diminutions d'énergie phonique de l'ordre de 10 à 20 décibels (ce qui correspond à des rapports physiques de l'ordre de 10 à 100). Il pourrait alors parattre opportun, dans de très nombreux cas, de faire disparaitre de la vue dudit observateur la quasi-totalité de l'artère de circulation, transformée comme plus haut en véritable tunnel, mais de grande longueur. On se heurterait alors à une première difficulté tenant à ce que de pareils ouvrages seraient extrê- ment onéreux. On sait, d'un autre enté, que les tunnels routiers de grande longueur existants posent des problèmes difficiles de ventilation pour limiter à l'intérieur la pollution de l'atmosphère par les gaz d'échappement, notamment par le monoxyde de carbone, et les fumées, à un niveau compatible avec la santé, voire avec la survie, des personnes ainsi qu'avec la sécurité du trafic (obscur cissement de l'air).Cette ventiletion ne peut être assurée qu'au prix d'équipements lourds et complexes (soufflantes, gaines) d'au- tant plus onéreux en investissement et en maintenance que le trafic est plus important. La présente invention a pour but de présenter un système- de protection phonique du type initialement défini mais affranchi de ces difficultés au moins dans une large mesure. A cette fin, un tel système de protection phonique se caracté- rise suivant l'invention en ce qu'il comporte en dehors de ladite structure continue, une structure au moins en partie discontinue et composée dans cette partie discontinue d'éléments profilés dits paraphones faisant avec la direction dé l'artère un angle droit ou voisin d'un droit et échelonnés, compte tenu de leur dimension transversale dans ces plans, à des espacements tels qu'un observateur placé en un point quelconque de l'immeuble à protéger ne puisse pas'Voi.r" le trafic de 1' artère. Ce système de protection phonique permet de limiter la longueur de la partie en tunnel et d'éliminer en conséquence la nécessité d'un équipement de ventilation forcée de cette partie en tunnel ou, cn tout css, de limiter fortement l'importance de cet equipement, la partie non entièrement en tunnel étant, pour sa part, beaucoup moins onéreuse à construire et recevant facilement air et lumière naturels. Avantageusement, chacun des éléments profilés de protection phonique dits paraphones entrant dans la composition du système suivant l'invention peut être d'une des formes générales choisies dans lten- semble comprenant poutre simple, poteau simple, potence, portique. Ces diverses formes sont dues au fait que, suivant le relief du site et (ou) les conditions locales d'environnement par des immeubles à protéger, les paraphones peuvent s'appuyer, d'un cSté ou des deux, sur des hauts de talus de tranchée, ou bien sur un mur latéral continu ouss au contraire, sur de simples poteaux de soutènement. Enfin, bien entendu, les paraphones peuvent entre pourvus d'un mur ou de poteaux de soutènement intermédiaires. D'un autre côté, chacun des éléments profilés dits paraphones peut entre - soit plein au moins dans certaines de ses parties et alors de section droite de préférence en I pour les parties horizontales, en rectangle pour les parties verticales, le matériau constitutif de ces parties pleines étant choisi dans ltensemble comprenant béton armé ou précontraint, acier, métal ou alliage léger, matière plastique de préférence armée de verre ou de nylon, bois de préférence lamellé collé - soit creux au moins dans certaines de ses parties et alors de section droite de préférence rectangulaire, la matériau constitutif de ces parties creuses étant choisi dans ltensemble comprenant tôle d'acier, de métal léger ou d'alliage léger, matière plastique armée de verre ou de nylon. On profite en général du fait que ces pataphones sont placés à des distances relativement grandes des immeubles à protéger et que lténergie phonique transmise par unité de surface de la source décrolt sensiblement comme l'inverse carré de la distance, pour être sensiblement moins exigeant en ce qui concerne la densité superficielle des paraphones que pour celle des parois continues proches de la zone à protéger. Enfin, de façon encore plus intéressante, chacun des éléments profilés dits paraphones peut comporter en outre - soit d'un côté vertical au moins de ses parties pleines, une plaque ou couche d'un matériau absorbant choisi dans l'ensemble comprenant paille-ciment, laine minérale, mousse plastique à cellules ouvertes, feutre de bois reconstitué - et éventuellement protégé par une membrane souple en matière plastique - soit d'un côté vertical au moins de ses parties creuses, une tôle perforée et, dans la cavité intérieure, au moins un panneau d'un matériau absorbant choisi dans ltensemble comprenant paille-ciment, laine minérale, mousse plastique à cellules ouvertes, feutre de bois reconstitué - et éventuellement protégé par un sac d'enveloppement en matière plastique soudée. De cette façon, la fraction de l'énergie phonique qui resterait transmise à la zone à protéger par réflexions ou diffusions successives entre paraphones voisins est absorbée. Lorsqu'une seule face de chaque paraphone est munie de matériau absorbant, on choisira pour ce faire la face visible de l'observateur à protéger. La protection éventuelle de l'élément absorbant par une membrane souple (ou par un sac souple) en matière plastique vise à le mettre à l'abri delta pluie, des fumées et des agents agressifs de toutes sortes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de quelques exemples de réalisation et à l'examen des dessins annexés correspondants, dans lesquels - les Figs. 1, 2 et 3 sont des vues schématiques en perspective de routes équipées d'écrans continus classiques pour la protection phonique d'immeubles riverains - les Figs. 4 et 5 sont des vues schématiques, la première en coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 5, la seconde en coupe verticale suivant la ligne V-V de la Fig. 4, d'un exemple de protection phonique d'un immeuble riverain d'une route par un système mixte constitué pour partie par un tunnel, pour partie par des paraphones suivant l'invention - les Figs. 6 et 7 sont des vues en coupes perpendiculaires à une autoroute d'une zone équipée de paraphones suivant l'invention - la Fig. 8 est une vue en perspective d'un ensemble de protection phonique d'immeubles riverains d'une autoroute, ensemble comprenant des paraphones suivant l'invention - Les Figs. 9A, 9B, 9C sont des vues schématiques en perspective de paraphones respectivement en béton, en bois lamellé collé, en tôle d'acier - les Figs. 10A, 10B, 10C sont des vues schématiques enperspective des mômes paraphones mais pourvus d'éléments absorbants phoniques. L'exemple de système de protection phonique représenté aux Figs. 4 et 5 comporte, en vis-à-vis de l'immeuble I, un tunel routier continu 1 d'une longueur quelque peu plus grande que celle des facades de l'immeuble. Mais la longueur de ce tunnel a pu entre sensiblement raccourcie grâce à la mise en place de paraphones 211, 212, 213,... 221, 222, 223,... faisant suite au tunnel de part et d'autre de celui-ci. Dans lexemple choisi, ces paraphones sont en forme générale de portiques, constitués chacun par une poutre horizontale et deux poteaux supports, poutre et poteaux étant prismatiques à sections droites rectangulaires. On a fait apparaître en surfaces triangulaires hachurées A, B,sur les Figs. 4 9 respectivement, les zones d'ombre acoustique" définies par les extrémités du tunnel et par celles de l'immeuble à protéger.Les paraphones ont pour rôle, vis-à-vis d'un observateur placé en position la plus défavorable dans l'immeuble (sur les azotes vertioales~arrière des pignons dans la cas de la Fig. 4, sur les arêtes horizontales supérieures des pignons dans le cas de la Fig. 5), de faire bn syrte que ladite zone d'ombre s'étende aux portions de route partant des deux extrémités du tunnel. il suffit pour cela, comme le montrent les Figs. 4, 5, que les lignes obliques partant desdites positions défavorables de ltobservateur et stap- puyant sur les arêtes extérieures des poutres et poteaux des paraphones reooupent au moins légèrement les surfaces en vis-à-vis de ces poutres et poteaux. Ces extensions de la zone d'ombre acoustique sont évidemment conditionnées à la fois par les dimensions en directions perpendiculaires à la route de ces poutres et poteaux, ainsi que par leur espacement. On remarquera qu'à sections constantes de ces poutres d'une part, de ces poteaux d'autre part, l'échelonnement des paraphones peut aller croissant - de façon continue ou non - au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'immeuble à protéger. Bien entendu, la mesure dans laquelle il y a lieu - de combiner protection continue et pararllones, - de développer l*s praphones soit en simples poutres horizontales ou poteaux verticaux, soit en potences, soit en portiques peut varier d'un cas particulier à l'autre, notamment - en fonction du relief environnant, - en fonction de la hauteur et de la position des immeubles à protéger. C' est ainsi que - à la Fig. 6 représentant une autoroure en tranchée, on peut se contenter, à une distance suffisante des immeubles I, I' à protéger, de réduire les paraphones à de simples poutres horizontales 20, avec ou sans murs latéraux de soutènement M, Mt - à la Fig. 7, par contre, représentant une autoroute dans un site de peu de relief, les paraphones, toujours à une distance suffisante des immeubles I', I, doivent normalement être conçus en portiques 20, 21, 22 - à la Fig. 8 on a été conduit à réaliser, d'une part, du::c.8té d'un immeuble élevé I, d'un premier côté du tunnel 1 une protection continue par simple mur vertical 1' et, d'un second ctté du tunnel, une protection discontinue par paraphones verticaux prolongés en potences 20, 21, d'autre part, du caté de la maison basse It, du premier côté du tunnel, une protection discontinue par paraphones verticaux prolongés en potences 20', 21', et du second côté du tunnel,une protection pratiquement nulle (la maison basse étant protégée par une clôture propre C), les potences 20, 21 ci-dessus s'appuyant sur de simples poteaux P de soutènement. Enfin, dans le cas où les imneubles à protéger ne se trouvent que d'un seul côté de la route, il est possible que les poutres horizontales des paraphones puissent être de longueur réduite ne correspondant qu'à une fraction de la largeur totale de la cllaussév tre Les paraphones peuvent/profilés pleins, au moins dans certaines parties, auquel cas leur section droite est, soit en I pour mieux résîsterà l'action du vent (Figs. 7A, 7B), soit rectangulaire, ou profilés creux, au moins dans certaines parties, auquel cas ils sont à section droite de préférence rectangulaire (Fig. 7C). Les mômes paraphones peuvent être munis d'éléments absorbants 3, soit plaqués contre l'une au moins des faces verticales de l'!me de chaque profilé (Figs. 8A, 8B), soit disposés à l'intérieur de la cavité constituée par un caisson (Rig. SC), l'une au moins des grandes faces verticales 4 du caisson étant alors perforée. Les matériaux constitutifs employés, déjà indiqués ci-dessus, aussi bic pour les paraphones eu: mêmes que pour les éléments absorbants, sont à choisir dans chaque cas particulier en fonction de nombreux paramètres parmi lesquels charge et portée, résistance aux interil.péries et à la pollution, prix de revient, etc. REVENDICATIONS 1 - Ecran de protection phonique interposé entre une source a émission de bruit non ponctuelle et une zone spatiale à protéger de ce bruit, telle qu'immeubles riverains d'une route ou d'une artère de circulation à grand trafic, écran présentant au moins une partie discontinue, caractérisé par le fait que la ou les parties discontinues de l'écran sont constituées par des éléments dits paraphones de forme, de dimensions et d'espacement mutuel tels que ladite source d'émission soit masquée complètement à la vue d'un observateur situé en un point quelconque de la zone à protéger. 2 - Elément de protection phonique dit paraphone entrant dans la composition de l'écran selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est profilé et d'une des formes générales choisies dans l'ensemble comprenant poutre simple, poteau simple, potence, portique. 3 - Elément profilé dit paraphone selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est plein, au moins dans certaines de ses parties et alors de section droite de préférence.en I pour les parties horizontales, en rectangle pour les parties verticales, et en ce que le matériau constitutif de ces parties pleines est choisi dans l'ensemble comprenant béton armé ou précontraint, acier, alliage léger, matière plastique de préférence armée de verre ou de nylon, bois de préférence lamellé collé. 4 - Elément profilé dit paraphone selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est creux, au moins dans certaines de ses parties et alors de section droite de préférence rectangulaire et en ce que le matériau constitutif de ces parties creuses est choisi dans l'ensemble comprenant tôle d'acier, de métal léger ou d'alliage léger, matière plastique armée de verre ou de nylon. 5 - Elément profilé dit paraphone selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, d'un côté vertical au moins desdites parties pleines, une plaque ou couche d'un matériau absorbant choisi dans l'ensemble comprenant paille-ciment, laine minérale, mousse plastique à cellules ouvertes, feutre de bois reconstitué -! et éventuellement protégé par une membrane souple en matière plastique. 6 - Elément profilé dit paraphone selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, d'un côté vertical au moins desdites parties creuses, une tôle perforée et, dans la cavite intérieure, au moins un panneau d'un matériau absorbant choisi dans l'ensemble comprenant paille-ciment, laine minérale, mousse plastique à cellules ouvertes, feutre de bois reconstitué - et éventuellement protégé par un sac d'enveloppement en matière plastique soudée.