Brevet FR2768755A1 — publié le 19990326

ELEMENT MODULAIRE DE PROTECTION ANTIBRUIT INTERMEDIAIRE POUR AXE DE CIRCULATION A VOIES MULTIPLES La présente invention concerne un élément de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation à voies multiples. A l'heure actuelle, les axes de circulation routiers, autoroutiers ou ferroviaires font l'objet d'une attention particulière de la part des autorités responsables de la protection de l'environnement, en raison des nuisances de bruit apportées aux immeubles riverains, lorsque ces axes sont des axes à très gros trafic. Jusqu'à présent, différentes solutions ont été proposées, afin de réduire le niveau sonore engendré par ce trafic. Ces solutions ont consisté, soit à enterrer complètement ces axes, soit à construire des écrans antibruit placés latéralement en vis-à-vis de chaque côté de l'axe multivoies, entre chaque voie de circulation la plus externe et les immeubles riverains. D'une manière générale, ces écrans, latéraux, sont dimensionnés et placés par rapport à l'axe de circulation de façon à obtenir un effet d'atténuation maximale sur le bruit engendré par le trafic de la voie la plus proche, ce bruit présentant pour les immeubles riverains le niveau de pression acoustique le plus élevé. Ce type de solution n'est toutefois pas entièrement satisfaisant, dans la mesure où l'effet de ces écrans n'est pas optimum vis-à-vis du bruit engendré par le trafic sur les voies les plus éloignées de l'un ou l'autre écran latéral, cette source de bruit, vis-à-vis de l'écran considéré, réduisant notablement l'efficacité globale de celuici. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un élément modulaire de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple, permettant de réduire notablement le niveau de bruit des voies les plus éloignées des écrans latéraux. Un autre objet de la présente invention est également la mise en oeuvre d'un élément modulaire de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple permettant sensiblement de confiner la source de bruit, vis-à-vis des écrans latéraux, à la voie de circulation la plus proche d'un écran latéral considéré. L'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comprend une partie centrale, formée par un matériau isolant phonique, et, sur cette partie centrale, un revêtement absorbant, couvrant les faces opposées de la partie centrale, l'ensemble constitué par la partie centrale et les revêtements formant un écran, sensiblement plan, de hauteur ajustable. L'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire, objet de la présente invention, trouve application à la réalisation de systèmes de protection antibruit pour les axes de circulation routiers, autoroutiers ou ferroviaires. I1 sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels, outre la figure 1 relative à l'art antérieur, - la figure 2a représente une vue en perspective d'un élément modulaire antibruit intermédiaire, objet de la présente invention - la figure 2b représente une illustration de la mise en oeuvre d'éléments modulaires objets de l'invention, pour réaliser un écran intermédiaire antibruit pour un axe de circulation multivoies - la figure 3a représente une vue de face d'un assemblage d'éléments modulaires objets de la présente invention tels que représentés en figure 2a - la figure 3b représente, en coupe, selon le plan de coupe AA de la figure 3a, de cet assemblage d'éléments modulaires - les figures 3c et 3d représentent un détail de réalisation de la figure 2b - la figure 3e représente un détail de réalisation d'un élément de revêtement absorbant phonique constitutif d'un élément modulaire, objet de l'invention, tel que représenté en figure 2a ou 3a - la figure 3f représente un mode de réalisation avantageux de l'élément modulaire, objet de l'invention, selon les spécificités des figures 3b et 3e - la figure 3g représente une vue de face de la figure 3e - la figure 4 représente une application spécifique des élément modulaires antibruit intermédiaires pour constituer un système de protection, antibruit sur un axe de circulation multivoies - la figure 5 représente un diagramme en transmission en fonction de la fréquence des pertes engendrées par un écran intermédiaire formé d'éléments modulaires, objet de l'invention, sous incidence normale. Un rappel des problèmes posés par la mise en oeuvre d'écrans latéraux pour assurer la protection antibruit de zones riveraines d'axes de circulation, tels que des axes de circulation multivoies ferroviaires par exemple, sera tout d'abord donné en liaison avec la figure 1. Sur cette figure, l'axe de circulation multivoies est réputé comporter deux voies V1 et V2 adjacentes, l'axe de circulation étant muni d'écrans latéraux notés EL1 et EL2. Dans tous les cas, le bruit provoqué par la circulation des véhicules, tels que les véhicules ferroviaires par exemple, est avant tout un bruit de roulement auquel peuvent s'ajouter le cas échéant les bruits de traction. Pour cette raison, les sources de bruit sont considérées comme des sources linéiques, représentées par des sources ponctuelles par les points Sl, S2 sur l'axe des voies V1 et V2 dans le plan de la figure 1. Dans les conditions représentées en figure 1 et dans le cas où les écrans latéraux sont constitués par exemple par des écrans munis d'une visière, tel que décrit dans la demande de brevet français nO 92 12593 au nom de la demanderesse, il existe au niveau de la partie supérieure de chaque écran latéral et au-delà de ces écrans, lesquels bien entendu ne peuvent présenter une hauteur indéfinie, une veine non-atténuée dans laquelle la source de bruit Sl par exemple engendre un niveau de bruit non négligeable pour les zones riveraines situées au-delà de l'écran latéral le plus éloigné EL2 et réciproquement pour la source S2 et l'écran latéral ELl. A titre d'exemple non limitatif et pour la compréhension du problème posé, on indique que la veine non-atténuée est délimitée par les lignes de propagation sonore, notées Il et I2 parallèles, et correspondant à l'énergie de bruit émise par la source S1 respectivement S2 au niveau des voies Vl, et V2. Afin de remédier au problème précité, ainsi qu'on l'a en outre représenté en figure 2a, on indique que l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple, objet de la présente invention, cet élément modulaire portant la référence 1 sur la figure 2a, comprend une partie centrale 11 formée par un matériau isolant phonique, et, sur cette partie centrale, un revêtement absorbant couvrant les faces opposées de la partie centrale. Ainsi, l'élément modulaire de protection antibruit selon l'invention comprend deux revêtements, notés 12 respectivement 13, constitués par un matériau isolant phonique. L'ensemble constitué par la partie centrale 11 et les revêtements isolants phoniques 12, 13 forment un écran sensiblement plan, lequel, de manière avantageuse, présente une hauteur ajustable ainsi qu'il sera ultérieurement décrit dans la description. Par hauteur ajustable, on entend bien sûr que la hauteur h de l'élément modulaire de protection antibruit selon l'invention est déterminée en fonction des paramètres d'utilisation des voies de circulation et de l'éloignement du plan médian de l'axe de circulation par rapport aux écrans latéraux précités. Bien entendu, on comprend, ainsi que représenté en figure 2b, que l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire, objet de la présente invention, est destiné à être placé entre deux voies de circulation adjacentes formant l'axe de circulation. Ainsi qu'on l'a représenté d'ailleurs sur la figure 2b, on comprend alors que l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire peut alors être utilisé pour former un écran intermédiaire composé de plusieurs éléments modulaires de protection antibruit, chaque élément modulaire de protection pouvant être lui-même constitué par une pluralité d'éléments modulaires de protection élémentaire empilés pour constituer un élément modulaire, et, par assemblage le long de l'axe de circulation, un écran intermédiaire correspondant. Sur la figure 2a, on a représenté l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1, formé de trois éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires élémentaires, notés le, chacun ayant une hauteur hew la superposition ou empilement de plusieurs éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires elémentaires permettant de constituer un élément modulaire de hauteur h. Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 2b, la mise en place d'un élément modulaire de protection antibruit, objet de la présente invention, par exemple dans le plan de symétrie longitudinal de l'axe de circulation et le choix de la hauteur h, permet ainsi de définir par rapport aux sources de bruit S1 et S2 et immédiatement dans la partie extérieure à chaque écran latéral EL1, ou EL2 et audelà de cet écran, une veine dite atténuée dans laquelle bien entendu le niveau de bruit engendré par la source la plus lointaine par rapport à l'écran latéral considéré est sensiblement atténué par l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire mis en oeuvre à cette fin. A l'observation de la figure 2b, on comprend en particulier que dans le cas non limitatif d'un axe de circulation ferroviaire, l'existence d'un élément modulaire de protection antibruit 1 permet, d'une part, de confiner le point d'émission de chaque source de bruit au niveau de la voie de circulation correspondante, et, d'autre part, d'atténuer de manière optimale le niveau d'émission de chaque source de bruit considérée. On comprend ainsi qu'en raison de l'atténuation apportée au bruit émis par la source S1, , par l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1 tel que représenté en figure 2a, la source principale de bruit pour l'écran latéral EL2 devient la source S2 lors du passage d'un véhicule ferroviaire VF tel que représenté en traits mixtes sur la figure 2b précitée. On comprend également que lors du passage du véhicule ferroviaire précité VF, le niveau de bruit émis par la source S2 vers l'écran latéral EL2 est peu modifié par rapport au même niveau de bruit émis en l'absence d'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1, en raison de l'existence sur l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1 du revêtement absorbant constitué par chaque couche 12 et 13, l'énergie sonore émise par la source S2 en direction opposée à l'écran latéral EL2 qui peut être réfléchie de manière résiduelle par l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1 étant en outre occultée par l'écran naturel formé par le véhicule ferroviaire VF. On note également que l'existence de l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire 1, ainsi que représenté en figure 2b, est pleinement justifiée car, bien entendu, l'émission d'un bruit par la source S,, c' c'est-à-dire par un convoi circulant sur la voie V1,, n'est pas nécessairement simultanée au passage d'un véhicule ferroviaire VF sur la voie V2 susceptible de faire écran à l'émission de bruit de la source D'une manière générale, on indique que, pour un écran latéral EL2 ou ELl de hauteur H par rapport aux voies de circulation, pour une distance D de l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire par rapport à l'un des écrans EL2 considéré et pour une distance d séparant la source de bruit la plus éloignée de l'écran latéral EL2 considéré, c'est-à-dire la source S1, on peut choisir de manière avantageuse une hauteur h, pour l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire destiné à former un écran intermédiaires, dans le rapport d'homothétie des distances d et D précitées. Bien entendu, une hauteur supérieure h peut être utilisée. Afin de permettre une mise en oeuvre aisée de l'élément modulaire de protection antibruit intermédiaire selon l'invention, on indique que celui-ci, ainsi que représenté en figures 3a et 3b, peut être formé par une première et une deuxième partie assemblées par un liant. La première et la deuxième partie portent les références 12 et 13, et le liant porte la référence 11 et est constitué par le matériau isolant phonique. La première et la deuxième partie 12, 13 sont symétriques par rapport à un plan de symétrie longitudinal de l'élément et chaque partie comporte par exemple une pluralité de réservations symétriques, notées 120 pour la partie 12, respectivement 130 pour la partie 13, ces réservations étant symétriques par rapport au plan de symétrie longitudinal et destinées à former une pluralité de logements en vue de permettre la fixation de l'élément modulaire 1 sur une embase, et à un élément modulaire adjacent de même type, pour former un écran intermédiaire. Les réservations 120, 130 sont formées par exemple dans l'épaisseur de chaque partie 12, 13 et ménagées selon une première et une deuxième direction orthogonale sensiblement verticale et horizontale respectivement, sur la totalité de la dimension verticale et horizontale de chaque partie 12, 13. En référence à la figure 2a, on indique que les réservations horizontales portent la référence 121 et 131 respectivement. En ce qui concerne les matériaux utilisés pour réaliser l'élément modulaire objet la présente invention, tel que représenté en figure 3a ou 3b, on indique que le matériau ou liant isolant phonique peut être réalisé par du béton classique constituant en fait une épaisseur dont les faces sont sensiblement planes et dont l'épaisseur peut être prise égale à une valeur de 1 à 6 cm par exemple. La couche de béton ainsi réalisée constitue un isolant phonique permettant d'assurer des pertes suffisantes en transmission pour les sources S1 ou S2. En outre, la première et la deuxième partie 12, 13 peuvent être constituées par un même revêtement absorbant phonique, par exemple un mélange de béton et de fibre de bois commercialisé sous la marque de commerce BETON BOIS SYSTEME enregistrée en France sous le numéro 1.675.011. Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figures 3c et 3d, on indique que les réservations 120, 130, respectivement 121, 131 sont destinées à former une pluralité de logements en vue de permettre la fixation de chaque élément modulaire sur une embase. Dans ce but, les réservations précitées sont formées par des demi-canaux rectilignes en vis-à-vis, lesquels forment, après assemblage, une pluralité de premiers canaux parallèles répartis sur la dimension longitudinale de l'élément modulaire selon un pas déterminé. Une telle répartition est représentée en figure 3b. De la même manière, on comprend que les réservations 131, 121 destinées à former la pluralité de logements pour permettre la fixation de chaque élément modulaire à un élément modulaire adjacent dans le sens longitudinal sont formées par des demicanaux rectilignes en vis-à-vis. Ces demi-canaux forment, après assemblage, une pluralité de deuxièmes canaux parallèles orthogonaux aux premiers canaux et répartis sur la hauteur h de l'élément modulaire selon un pas déterminé. On comprend ainsi qu'il est facile d'assurer la mise en oeuvre d'une pluralité d'éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires pour constituer un écran intermédiaire antibruit pour axe de circulation multiple soit à partir d'éléments modulaires uniques, c'est-à-dire constitués en une partie, soit au contraire d'une pluralité d'éléments modulaires de protection antibruit élémentaires, lesquels, par empilement, permettent de constituer des écrans antibruit intermédiaires de hauteur ajustable selon le critère précédemment cité dans la description. Dans un mode de réalisation préférentiel de mise en oeuvre des éléments modulaires de protection antibruit intermédiaire objets de la présente invention, on indique que, ainsi qu'on l'a représenté en figure 3a en perspective, la première et la deuxième partie 12, 13 peuvent comporter une face de liaison au voisinage du plan de symétrie longitudinale après assemblage de l'élément modulaire pour constituer ce dernier. Chaque face de liaison peut, ainsi que représenté en figure 3e, être munie d'un relief destiné à faciliter l'adhérence du liant pour constituer la partie centrale formée par un matériau isolant phonique 11. Sur la figure 3e, on a représenté le relief constitutif de la face de liaison de la première partie 12 formé par un relief en pointe de diamant par exemple, ce relief étant représenté en vue de face sur la figure 3g afin d'en montrer le dessin. Dans ces conditions, après assemblage, ainsi que représenté en figure 3f, les première et deuxième parties 12, 13 sont reliées entre elles par le liant 11 formant la couche d'isolant phonique. On obtient ainsi un sandwich d'une très grande cohésion, les réservations pouvant être réalisées simplement à partir de tiges cylindriques ou parallélépipédiques par moulage, par exemple. D'un point de vue pratique, on indique que les réservations horizontales 121 et 131 peuvent présenter sur toute la dimension de longueur de chaque élément modulaire des dimensions de 0,10 x 0,10 mètre et peuvent être espacées d'un pas de 0,8 mètre environ. Les réservations verticales 120 130 sont présentes sur toute la hauteur h de l'élément modulaire et constituées par des trous traversants sur la base et le sommet de chaque élément modulaire. Elles peuvent présenter des dimensions de l'ordre de 0,15 x 0,20 mètre et être espacées d'un pas de 0,60 mètre environ. La mise en oeuvre des éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires pour la constitution d'écrans antibruit intermédiaires, objets de la présente invention, peut être réalisée dé la façon ci-après. Une semelle filante en béton armé est réalisée sur chantier à l'endroit où le ou les écrans intermédiaires doivent être placés. La semelle en béton armé précitée est réalisée de manière classique et cette réalisation ne sera pas décrite en détail. Au cours de cette réalisation, des armatures sont mises en place, du type armature métallique, avec un pas ou entre-axe correspondant à celui des réservations verticales réalisées dans chaque élément modulaire correspondant. Lorsque la rigidité de la semelle filante en béton a été obtenue, la pose de chaque élément modulaire ou élément modulaire élémentaire peut alors être réalisée, chacun venant se glisser sur les armatures en attente et pouvant être calé en position verticale au moyen d'un étai du genre tire-pousse. D'une manière générale, on indique que l'assemblage entre éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires élémentaires et/ou éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires, c'est-à-dire assemblage dans le sens vertical respectivement horizontal, peut être réalisé par emboîtement par un assemblage de type tenon/mortaise ainsi que représenté notamment en figure 3b pour le sens longitudinal de manière non limitative. I1 en est de même pour le sens horizontal. Une armature complémentaire de type poteau béton armé, et constituée par exemple par une poutre métallique portant la référence 122 sur la figure 3c ou 3d, est alors enfoncée dans chaque réservation verticale. Si nécessaire, une armature filante de type armature métallique de diamètre 6 cm par exemple et de longueur sensiblement égale à celle de chaque élément modulaire de protection antibruit intermédiaire, ou de chaque élément modulaire de protection antibruit intermédiaire élémentaire, plus une longueur de recouvrement de 30 à 50 cm, est introduite horizontalement dans chaque réservation horizontale. L'assemblage est alors réalise, ainsi de suite, jusqu'à obtenir une longueur d'écran intermédiaire compatible vis-à-vis des variations dimensionnelles dues au retrait et à la dilatation des matériaux utilisés. A ce titre, on indique qu'une longueur de 40 à 50 mètres entre joints de dilatation est une longueur adaptée. Suite à la mise en place des armatures métalliques précitées, il est alors procédé à un bétonnage des réservations verticales et horizontales. Dans ce cas, on utilisera de préférence un bétonnage à la pompe ou à la benne au moyen d'un béton fluide dans chaque réservation verticale, la fluidité du béton étant alors suffisante pour assurer le remplissage des réservations horizontales et assurer la cohésion de l'ensemble. L'ensemble des éléments modulaires de protection antibruit intermédiaires objets de la présente invention, permet de réaliser, ainsi que représenté en figure 4, des systèmes de protection phonique très efficaces des zones riveraines d'un axe de circulation multiple comprenant une pluralité de voies adjacentes supérieures à deux lorsque des écrans latéraux EL1 et EL2 sont placés entre chaque voie extrême, les voies V3 et V4 sur la figure 4, et chaque zone riveraine voisine à protéger. Dans un tel cas, le système de protection comprend, associée aux écrans latéraux précités, une pluralité d'écrans intermédiaires, lesquels sont notés 1-1, 1-2, 1-3, ces écrans intermédiaires étant formés par un arrangement d'éléments modulaires ou respectivement d'éléments modulaires ainsi que décrit précédemment dans la description. Ainsi que représenté sur la figure 4, chaque écran intermédiaire 1-1, 1-2, 1-3 est placé entre deux voies adjacentes, les voies V1-V2, V2-V4 et V1-V3 par exemple, et présente une hauteur, notée H1 H2, H3, déterminée. Une telle mesure permet de confiner la source d'émission de bruit de l'axe de circulation à chacune des voies considérées, V1, V2, V3, V4, et d'atténuer de manière optimale le niveau de bruit dans chacune de ces voies. On a enfin représenté en figure 5 un diagramme d'atténuation d'un élément modulaire selon l'invention en fonction de la fréquence, sous incidence normale du bruit, montrant qu'une perte moyenne en transmission supérieure à 30 dB est obtenue pour les bandes de fréquences usuelles. On a ainsi décrit un élément modulaire de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple particulièrement performant, dans la mesure où, compte tenu des caractéristiques techniques de celui-ci, des économies de transport des matériaux utilisés peuvent être réalisées, seule la partie absorbante, les parties 12 et 13, légères, étant transportées sur le chantier de mise en oeuvre, et où une économie de fourniture de poteaux de fixation est réalisée. En outre la descente de charges sur le sol au niveau de la semelle filante est faible en raison de la répartition des réservations bétonnées, ce qui permet bien entendu de répartir l'effort. Aux avantages précédents, on peut également ajouter la rapidité d'exécution dans la mesure où l'étape de mise en oeuvre de poteaux de support et leur réglage est remplacée par la réalisation de la semelle filante et des armatures métalliques précédemment citées. REVENDICATIONS 1. Elément modulaire (1) de protection antibruit intermédiaire pour axe de circulation multiple, caractérisé en ce que ledit élément comprend - une partie centrale (11) formée par un matériau isolant phonique, et, sur cette partie centrale, - un revêtement absorbant (12, 13) couvrant faces opposées de la partie centrale, l'ensemble constitué par la partie centrale et lés revêtements formant un écran, sensiblement plan, de hauteur ajustable. 2. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est formé par une première et une deuxième parties (12, 13) assemblées par un liant (11), sensiblement symétriques par rapport à un plan de symétrie longitudinal, chaque première et deuxième partie comportant une pluralité de réservations symétriques (120, 130, 121, 131) par rapport audit plan de symétrie longitudinal et destinées à former une pluralité de logements en vue de permettre la fixation dudit élément modulaire (1) sur une embase et à un élément modulaire adjacent de même type. 3. Elément modulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites réservations (120, 130, 121, 131) sont formées dans l'épaisseur de chaque partie, ménagées selon une première et une deuxième directions orthogonales sensiblement verticale et horizontale respectivement et ménagées sur la totalité de la dimension verticale (120, 130) respectivement horizontale (121, 131) de chaque partie. 4. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'assemblage de la première et de la deuxième partie est effectué par l'intermédiaire d'un liant isolant phonique. 5. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que la première et la deuxième partie (12, 13) comportent une face de liaison au voisinage du plan de symétrie longitudinal, après assemblage de l'élément modulaire, chaque face de liaison étant munie d'un relief destiné à faciliter l'adhérence dudit liant. 6. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites réservations (120, 130) destinées à former ladite pluralité de logements en vue de permettre la fixation dudit élément modulaire sur une embase sont formés par des demi-canaux rectilignes en vis-à-vis, lesdits demi-canaux formant, après assemblage, une pluralité de premiers canaux (120, 130) parallèles, répartis sur la dimension longitudinale de l'élément modulaire selon un pas déterminé. 7. Elément modulaire selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que lesdites réservations destinées à former ladite pluralité de logements en vue de permettre la fixation dudit élément modulaire à un élément modulaire adjacent sont formées par des demi-canaux rectilignes en vis-à-vis, lesdits demi canaux formant, après assemblage, une pluralité de deuxièmes canaux (121, 131) parallèles, orthogonaux aux premiers canaux (120, 130), répartis sur la hauteur de l'élément modulaire selon un pas déterminé. 8. Elément modulaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première et la deuxième parties (12, 13) sont réalisées en un même matériau absorbant phonique. 9. Système de protection phonique de zones riveraines d'un axe de circulation multiple comprenant une pluralité de voies adjacentes (vu, V2) et des écrans latéraux (EL1, EL2) placés entre les voies extrêmes, et la zone riveraine voisine, caractérisé en ce que ledit système comprend, associée aux écrans latéraux, une pluralité d'écrans intermédiaires formés par un agencement d'éléments modulaires (1) selon l'une des revendications précédentes, chaque écran intermédiaire étant placé entre deux voies adjacentes (vu, V2) présentant une hauteur déterminée (h).