<figure><img src="image_92.png" /><figcaption>Figure 79 : illustration de la force de fluctuation</figcaption></figure>

La force de fluctuation, $F$, se calcule de la manière suivante :

$$F = \frac{\Delta L}{(f_{\text{mod}} / 4\text{Hz}) + (4\text{Hz} / f_{\text{mod}})}$$

La force de fluctuation joue un rôle crucial dans l'interférence avec le langage humain, cela pour la raison suivante : la fluctuation de l'enveloppe du signal du langage courant montre également un maximum pour une fréquence de modulation d'environ 4 Hz. Cela correspond à peu près au nombre de syllabes prononcées par secondes. Comme on pourrait s'y attendre, l'organe de langage humain produit des signaux de communication dont la fluctuation d'enveloppe correspondant à la vitesse à laquelle le système auditif humain est le plus sensible.

### ► Tonalité (« tonality »)

La tonalité consiste à évaluer la présence ou non d'une proéminence tonale dans le spectre d'un bruit. Une contribution tonale à environ 700 Hz engendre le maximum d'impression de tonalité (Aures 1985). La tonalité est modélisée comme une fonction dépendante de la fréquence. Les bruits à bande passante étroite peuvent également être perçus comme tonaux. Plus la bande passante est faible, plus le bruit semble tonale.

## Bruyance et gêne

La norme ISO 352 prévoit que la bruissance des sons de basses fréquences augmente plus rapidement que celui des sons purs (ISO 226). Aussi la gêne augmente plus rapidement avec le niveau sonore dans le domaine des basses fréquences que dans celui des moyennes et hautes fréquences (voir Figure 80). Le niveau sonore pondéré $A$ est peu utile pour l'évaluation de la gêne liée aux bruits de basses fréquences (Waye et al. 2001). La bruissance augmente plus rapidement dans le domaine des basses fréquences que dans ceux des moyennes et hautes fréquences (voir Figure 80).
<figure><img src="image_93.png" /><figcaption>Figure 80 : niveaux de gêne en fonction du niveau de pression acoustique et de la fréquence du bruit (Møller et Lydolf 2002)</figcaption></figure>

Pedersen et Larsen (Pedersen, Hallberg, et Persson Waye 2007) ont utilisé dans leur étude un modèle (Figure 81) permettant de calculer les contributions à la gêne de l'impact visuel et de l'attitude face à la source. Ces contributions se sont avérées, pour plusieurs environnements différents, bien plus importants que les niveaux d'exposition sonore en dBA. Or, pour le cas de la gêne liée au trafic aérien, Babish et al. ont conclu que le niveau de bruit en dBA est un meilleur indicateur d'effet pour l'hypertension comparé à la gêne sonore auto-évaluée en Babisch et al. 2013).

<figure><img src="image_94.png" /><figcaption>Figure 81 : impact des niveaux de bruit pondérés A, de l'attitude visuelle et générale pour la gêne sonore (Pedersen et Persson Waye 2007)</figcaption></figure>
L'hypothèse d'une gêne sonore dominée par une composante basse fréquence repose sur les résultats de Pedersen (Pedersen et al. 2010). Selon cette étude, le bruit du trafic routier pourrait masquer le bruit des éoliennes à des niveaux intermédiaires (35-40 dBA) lorsque le bruit généré par le trafic routier est nettement supérieur (au moins 20 dB au dessus). Le bruit routier s'assimilant à un bruit de basses fréquences, cela laisse suggérer que seules les composantes hautes fréquences des éoliennes demeurent audibles. Ce phénomène pourrait impliquer un masquage de signal (modèle de Zwicker). Une autre explication est plausible : les sources d'émission des bruits de basses fréquences (trafic routier, éoliennes) serait compliquées à distinguer à l'écoute.

## Mesures de la gêne en fonction de la qualité sonore

Des méthodes combinant des paramètres psychoacoustiques ont montré qu'elles pouvaient être utilisées avec succès pour prédire la gêne sonore à partir d'émissions ou immissions sonores (Fastl 2005). La méthode de Zwicker (Fastl 2005) utilise la bruyance, l'acuité, la rugosité et la force de force de fluctiation d'une facon complexe pour estimer la gêne. La méthode de Milošević et al utilise les paramètres aussi d'une facon complexe.

Aucune de ces méthodes n'évalue de manière parfaite la gêne sonore. Ellemeier et al. ont étudié l'influence des paramètres de qualité sonore (rugosité, acuité, etc.) sur la gêne sonore pour 2 signaux de bruyance identique mais dont la source est clairement identifiable pour l'un et non pour l'autre (Ellermeier, Eigenstetter, et Zimmer 2001). Bien que la gêne puisse être prédite de manière satisfaisante à partir de ces paramètres de qualité sonore, les auteurs ont constaté qu'ils ne pouvaient pas en prédire les évolutions liées à de faibles modifications du signal Schomer et al. ont quant à eux comparé 2 méthodes entre elles : les courbes d'exposition sonores pondérés par niveau de bruyance (courbes ISO 226) et la méthode de Zwicker (Schomer, Suzuki, et Saito 2001). Si de meilleurs résultats ont été obtenus à l'aide de la méthode ISO 226 pour traiter de bruits de détonation, aucune différence significative n'a pu être constatée pour des sources sonores environnementales plus classiques. Ces résultats posent la question, non résolue, de l'application de ces méthodes aux sources sonores que sont les éoliennes, celles-ci comprenant des composantes sonores clairement identifiables.

## Effets de sources sonores combinées sur la gêne

Les bruits ambiants constituent une quantité de données trop volumineuse pour être analysée dans leur intégralité par le cerveau. Ce processus de traitement est effectué par le cortex auditif. Lorsque le signal devient familier, il n'y a plus besoin de le traiter. C'est ce que l'on appelle l'habituation.

L'habituation est définie comme la diminution progressive et la disparition d'une réponse normalement provoquée par un stimulus lorsque ce dernier est répété sans être suivi de renforcement<fnref n="90" />. Cette réaction est nécessaire car le cerveau dispose de capacités limitées pour les tâches multiples. (Jastreboff et Jastreboff 2004). À l'inverse, si ce stimulus est évalué comme réclammant une attention particulière, le système nerveux autonome est alors activé (réaction de lutte ou de fuite).

<footnote n="90">⁹⁰ « disappearance to a reaction to a neutral stimulus due to its repetitive appearance without reinforcement »</footnote>
<figure><img src="image_95.png" /></figure>

d'après (Jastreboff et Jastreboff 2004)

<caption>Figure 82 : habituation du système nerveux autonome (Har) et émotionnel</caption>

Le système limbique, considéré comme le centre des émotions dans le cerveau, est l'un des organes centraux de ce post-traitement. D'autres sens, tels que la vision, interviennent également dans ce système, raison pour laquelle des effets combinant facteurs d'attitudes face à la source, signal visuel et bruit sont possibles. Le Tableau 38 indique que le type d'attitude face à la source module positivement ou négativement la gêne sonore.

<table><caption>Tableau 38 : types d'attitudes personnelles face à la source sonore et sens de l'influence sur la gêne ressentie (d'après (McGuire 2008))</caption><thead><tr><td>Variable</td><td>Sens de modification de la gêne</td><td>Description</td></tr></thead><tbody><tr><td>Peur</td><td>Augmentation</td><td>Peur de la source sonore</td></tr><tr><td>Capacité à surmonter le bruit</td><td>Diminution</td><td>Habilité à s'adapter à la source</td></tr><tr><td>Préventabilité</td><td>Augmentation</td><td>Conviction qu'il est possible de prévenir les niveaux sonores</td></tr><tr><td>Conviction que la source est nuisible à la santé</td><td>Augmentation</td><td>Conviction que le bruit induit des effets sur sa propre santé</td></tr><tr><td>Gêne générale de la source</td><td>Augmentation</td><td>Gêne liée à la suorce en plus de celle strictement liée au bruit qu'elle produit</td></tr><tr><td>Sensibilité au bruit</td><td>Augmentation</td><td>Sensibilité au bruit de manière générale</td></tr><tr><td>Bénéfice personnel</td><td>Diminution</td><td>Ex : utilisation fréquente d'une autoroute ou route</td></tr><tr><td>Reconnaissance</td><td>Diminution</td><td>Conviction que les autorités compétentes</td></tr></tbody></table>

Le mécanisme d'habituation revêt donc une importance capitale dans l'appréciation de la gêne sonore. Il est considéré comme un paramètre indépendant de la sensibilité au bruit autodéclarée (Smith 2003). Il est cependant modulé par le niveau sonore (l'augmentation de celui-ci diminue la probabilité d'habituation) et possiblement par l'attitude face à la source et l'aspect visuel de la source.
# Annexe 6 : Paramètres psychoacoustiques du bruit éolien

Six échantillons des mesures de bruit de 2 minutes issus de la campagne de mesures ont été étudiés dans le cadre de cette analyse (voir Tableau 39).

<table><caption>Tableau 39 : échantillons sonores utilisés dans le cadre de l'évaluation des paramètres psychoacoustiques</caption><thead><tr><td>Parc éolien</td><td>Période</td><td>Distance à l'éolienne (m)</td><td>Vitesse du vent à 10 m (m/s)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Porcien</td><td>24-03-2016_02h00</td><td>150</td><td>5,6</td></tr><tr><td>Porcien</td><td>24-03-2016_02h00</td><td>500</td><td>5,6</td></tr><tr><td>Porcien</td><td>25-03-2016_19h40</td><td>150</td><td>4,5</td></tr><tr><td>Porcien</td><td>25-03-2016_19h40</td><td>500</td><td>4,5</td></tr><tr><td>Porcien</td><td>26-03-2016_23h00</td><td>150</td><td>4,9</td></tr><tr><td>Porcien</td><td>26-03-2016_23h00</td><td>500</td><td>4,9</td></tr></tbody></table>

## Analyse de la modulation d'amplitude

Les données ont été étudiées à l'aide du logiciel Audacity 2.2.1. Lorsqu'une modulation d'amplitude est identifiée, la courbe enveloppe est calculée à l'aide de la transformée de Hilbert des 30 premières secondes. Cette courbe est ensuite lissée à l'aide d'un filtre median et la fréquence de modulation d'amplitude obtenue par le pic du spectre de puissance de l'enveloppe.

À la distance de 150 m et pour la vitesse de vent la plus élevée (5,6 m/s), une modulation d'amplitude très basse a pu être entendue (voir Figure 83a : bruit semblable à un bruit mécanique, affectant essentiellement les hautes fréquences sonores). Pour un vent de 4,9 m/s, une modulation d'amplitude de 0,7 Hz avec une profondeur de modulation de 50 %, correspondant à la fréquence de passage des pales, a été observée (cf. Figure 83b).

À 500 m de l'éolienne la plus proche, une modulation de 0,7 Hz assez faible (profondeur : 10 %) est observée uniquement pour la vitesse de vent intermédiaire de 4,9 m/s (cf. Figure 84b). Aucune modulation n'est identifiée dans les autres cas.

Il est généralement considéré que la fréquence de modulation d'amplitude entraînant le plus de gêne se situe aux alentour de 4 Hz. Celle observée avec ces données expérimentales est de 0,6 Hz.
<figure><img src="image_96.png" /><figcaption>A) Vitesse de vent : 5,6 m/s, fréquence de modulation : 0,2 Hz (hautes fréquences uniquement)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_97.png" /><figcaption>B) Vitesse de vent : 4,9 m/s, fréquence de modulation : 0,7 Hz. Toutes fréquences</figcaption></figure>

<figure><img src="image_98.png" /><figcaption>C) Vitesse de vent : 4,7 m/s, pas de modulation d'amplitude observée.</figcaption></figure>

**Figure 83 :** modulation d'amplitude à 150 m pour le parc éolien du Porcien

<figure><img src="image_99.png" /><figcaption>A) Vitesse de vent : 5,6 m/s, pas de modulation d'amplitude observée.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_100.png" /><figcaption>B) Vitesse de vent : 4,9 m/s, fréquence de modulation : 0,7 Hz. Toutes fréquences.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_101.png" /><figcaption>C) Vitesse de vent : 4,7 m/s, pas de modulation d'amplitude observée.</figcaption></figure>

**Figure 84 :** modulation d'amplitude à 500 m pour le parc éolien du Porcien
<figure><img src="image_102.png" /></figure>

## Paramètres de bruyance, acuité et rugosité

L'analyse spectrale par transformée de Fourier rapide (FFT) montre un signal particulièrement élevé aux hautes fréquences (au-delà de 6 000 Hz, Figure 85). Ces résultats ne sont pas habituels et sont probablement dus au bruit de fond instrumental.

<figure><img src="image_103.png" /></figure>

À gauche : période de mesure à 23 :00

À droite : période de mesure à 19 :40

<caption>Figure 85 : spectres à 150 m pour le parc éolien du Porcien</caption>

L'analyse de la bruyance montre que la contribution des basses fréquences à la bruyance est plus importante que celle des fréquences moyennes à 150 m. À 500 m, le constat est inverse (Figure 86). Une explication plausible à cette observable est que les contributions des autres sources (de fréquences moyennes) que les éoliennes augmentent avec la distance d'éloignement aux éoliennes.

<figure><img src="image_104.png" /><figcaption>Figure 86 : analyse de la bruyance du signal pour le parc éolien du Porcien</figcaption></figure>

Les paramètres de rugosité et d'acuité sont comparés à ceux d'un bruit rose (respectivement, Figure 87 et Figure 88). Ces données semblent indiquer qu'aucun de ces deux paramètres ne constitue un facteur important de qualité du signal, spécifiquement pour la composante basse fréquence du signal. Pour les raisons évoquées plus avant, les résultats pour les fréquences hautes sont peu pertinents.
<figure><img src="image_105.png" /><figcaption>Figure 87 : analyse de la rugosité du signal pour le parc éolien du Porcien</figcaption></figure>

<figure><img src="image_106.png" /><figcaption>Figure 88 : analyse de l'acuité du signal pour le parc éolien du Porcien</figcaption></figure>

## Conclusion

Les trois courts échantillons étudiés ne permettent pas d'établir de conclusions définitives mais ces données indiquent qu'il y a des points dans la gêne de bruit des éoliennes ou psychoacoustique peut être utile :

1. les basses fréquences semblent jouer un rôle important dans la gêne du bruit audible des éoliennes. Cependant il est important de noter que la psychoacoustique ne permet pas de se prononcer sur la gêne liée aux infrasons de niveaux sonores inaudibles ;

2. la qualité du bruit (paramètres psychoacoustiques) des éoliennes n'indique pas de particularités particulièrement gênant ;

3. la modulation d'amplitude du bruit audible est constatée dans certains échantillons cependant, cet effet n'est pas présent tout le temps. Mais pour être gênant le bruit ne doit pas être présent tout le temps. On estime généralement que la valeur dépassée pendant 10 % de temps décrits bien gêne. (www.epd.gov.hk/epd/noise_education/web/ENG_EPD_HTML/m2/types_3.html). L'étude des échantillons ne permet pas de quantifier cette valeur.
Etant donné que le niveau sonore, mais également la qualité du son (paramètre psychoacoustique) des éoliennes varie en raison du changement de modulation d'amplitude, il est possible que l'habituation au bruit des éoliennes soit plus difficile qu'avec le bruit issu d'autres sources environnementales.
# Annexe 7 : Informations complémentaires relatives aux campagnes de mesures

## Site 1

### Plan de situation

La localisation des capteurs est présentée sur la Figure 89. La topographie est quasi plane avec une faible déclivité entre l'éolienne et le riverain (pente= - 2 %).

<figure><img src="image_107.png" /><figcaption>Figure 89 : localisation des capteurs</figcaption></figure>

<figure><img src="image_108.png" /><figcaption>Figure 90 : profil altimétrique entre l'éolienne et le riverain (0 km=position de l'éolienne)</figcaption></figure>

Azimuth de la direction éolienne->riverain : 204°.

### Conditions météorologiques

Durant la période d'observation, la vitesse du vent au niveau de la nacelle a varié de 0,4 m/s à 6,8 m/s (Figure 91). La vitesse de vent médiane était de 2,9 m/s et la plus fréquente de 2,2 m/s.

Toutes les directions du vent ont été observées (Figure 91). La direction de vent médiane était de 210° et la plus fréquente de 320°, ce qui correspond à un vent portant transverse entre l'éolienne et la plus proche et le riverain.

<figure><img src="image_109.png" /><figcaption>Figure 91 : histogrammes des vitesses et directions du vent durant la période d'observation. Site 1</figcaption></figure>
Une comparaison entre la rose des vents moyenne du site de Météo France le plus proche du site de mesure et la rose des vents relevée sur le site lors des mesures indique les conditions de vent observées<fnref n="91" /> (classes vitesses/direction) durant la période de mesure correspondent à 66 % des conditions moyennes du site<fnref n="92" /> (Figure 92).

## Site 1

<figure><img src="image_110.png" /></figure>

Gauche : normales de rose de vent d'audition (source : Météo France - Aulnois sous Laon (02)).

Droite : rose des vents observée durant la période de mesure.

<caption>**Figure 92 : roses des vents à 10 m de hauteur**</caption>

## Vitesses de vent - Site 1

<figure><img src="image_111.png" /></figure>

Gauche : normales de vitesse de vent (source : Météo France - Aulnois sous Laon (02)).

Droite : vitesses de vent observées durant la période de mesure.

<caption>**Figure 93 : histogrammes des vitesses de vent à 10 m de hauteur**</caption>

<footnote n="91">⁹¹ Classes vitesses/direction de vent ayant au moins 10 échantillons de 10 min valides.</footnote>

<footnote n="92">⁹² Seules les classes où les vitesses de vent sont non nulles sont considérées (V>1.5 m/s)</footnote>
## Puissance acoustique de l'éolienne

<figure><img src="image_112.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 94 : spectres médians de puissance de l'éolienne, en fonction des vitesses de vent.</caption>

## Niveaux sonores

<figure><img src="image_113.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 95 : spectres médians du niveau sonore à 500 m, en fonction de la vitesse de vent</caption>
<figure><img src="image_114.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<figure><img src="image_115.png" /><figcaption>Figure 96 : spectres médians du niveau sonore à 900 m (extérieur), en fonction de la vitesse de vent</figcaption></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 97 : spectres médians du niveau sonore à 900 m (intérieur), en fonction de la vitesse de vent</caption>
► Contribution du bruit des éoliennes aux niveaux sonores mesurés

Afin d'estimer si le bruit mesuré est bien attribuable à l'éolienne, une analyse de corrélation est réalisée entre les niveaux sonores mesurés à différentes distances, et l'émission sonore de l'éolienne. Pour chaque tiers d'octave, le coefficient de corrélation linéaire est calculé entre le niveau sonore de ce tiers d'octave mesuré à une distance donnée, et le niveau de puissance acoustique de l'éolienne, pour le même tiers d'octave. Un coefficient de corrélation élevé indique une contribution très probable de l'éolienne au bruit mesuré, tandis qu'un coefficient de corrélation faible tend à indiquer une absence de contribution de l'éolienne au bruit mesuré.

En présence de vent (V>3 m/s), on constate (Figure 98) une corrélation significative entre les spectres mesurés et le spectre d'émission (environ 0,8 ) aussi bien à 500 m qu'à l'extérieur de chez le riverain. Pour les IBF, cette corrélation tend à augmenter avec la vitesse de vent. Les corrélations avec la vitesse du vent (Figure 99) sont beaucoup moins élevées. Ceci tend à montrer que le bruit de l'éolienne contribue bien au bruit mesuré, et davantage que le bruit du vent.

On constate les mêmes tendances à l'intérieur, mais avec cependant des corrélations moins fortes.

<figure><img src="image_116.png" /><figcaption>Figure 98 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et le spectre de puissance acoustique de l'éolienne</figcaption></figure>

<figure><img src="image_117.png" /><figcaption>Figure 99 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et la vitesse de vent.</figcaption></figure>
# Site 2

## Plan de situation

La localisation des capteurs est présentée sur la Figure 100. La topographie est plane et quasi horizontale (pente maximale < 1%, Figure 101).

<figure><img src="image_118.png" /><figcaption>Figure 100 : localisation des capteurs</figcaption></figure>

<figure><img src="image_119.png" /><figcaption>Figure 101 : profil altimétrique entre l'éolienne et le riverain (0 km=position de l'éolienne)</figcaption></figure>

Azimuth de la direction éolienne->riverain : 330°.

## Conditions météorologiques

Durant la période d'observation, la vitesse du vent au niveau de la nacelle a varié de 0,6 m/s à 7,0 m/s (Figure 91). La vitesse de vent médiane était de 3,1 m/s et la plus fréquente de 3,7 m/s.

Toutes les directions du vent ont été observées (Figure 91). La direction de vent médiane était de 150° et la plus fréquente de 25°, ce qui correspond à un vent transverse légèrement contraire entre l'éolienne la plus proche et le riverain.

<figure><img src="image_120.png" /><figcaption>Figure 102 : histogrammes des vitesses et directions du vent durant la période d'observation. Site 2</figcaption></figure>

Une comparaison entre la rose des vents moyenne du site de Météo France le plus proche du site
de mesure et la rose des vents relevée sur le site lors des mesures indique les conditions de vent observées<sup>93</sup> (classes vitesses/direction) durant la période de mesure correspondant à 75 % des conditions moyennes du site (Figure 92).

## Site 2

<figure><img src="image_121.png" /></figure>

<figure><img src="image_122.png" /></figure>

Gauche : normales de rose de vent (source : Météo France – Rouvroy-les-Merles (60)).

Droite : rose des vents observée durant la période de mesure

<caption>**Figure 103 : roses des vents à 10 m de hauteur**</caption>

## Vitesses de vent - Site 2

<figure><img src="image_123.png" /></figure>

Gauche : normales de rose de vent (source : Météo France – Rouvroy-les-Merles (60)).

Droite : rose des vents observée durant la période de mesure

<caption>**Figure 104 : histogrammes des vitesses de vent à 10 m de hauteur**</caption>

<footnote n="93"><sup>93</sup> classes vitesses/direction de vent ayant au moins 10 échantillons de 10 min valides.</footnote>
## Puissance acoustique de l'éolienne

<figure><img src="image_124.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 105 : spectres médians de puissance de l'éolienne, en fonction des vitesses de vent</caption>

## Niveaux sonores

<figure><img src="image_125.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 106 : spectres médians du niveau sonore à 500 m, en fonction de la vitesse de vent</caption>
<figure><img src="image_126.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<figure><img src="image_127.png" /><figcaption>Figure 107 : spectres médians du niveau sonore à 850 m (extérieur), en fonction de la vitesse de vent</figcaption></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 108 : spectres médians du niveau sonore à 850 m (intérieur), en fonction de la vitesse de vent</caption>
► Contribution du bruit des éoliennes aux niveaux sonores mesurés

Une analyse similaire à celle présentée pour le site 1 (voir précédemment) est menée.

En présence de vent (V > 3 m/s), on constate (Figure 109) des corrélations peu significatives entre les spectres mesurés et le spectre d'émission (< 0,6) aussi bien à 500 m qu'à l'extérieur de chez le riverain. Ces corrélations ont de plus tendance à diminuer avec la vitesse de vent. Les corrélations avec la vitesse du vent (Figure 110) sont également eu significatives et ne semblent pas dépendre de la vitesse du vent. Ceci tend à indiquer que le bruit de l'éolienne contribue peu ou pas au bruit mesuré, et que des bruits locaux ont perturbé les mesures.

On constate les mêmes tendances à l'intérieur.

<figure><img src="image_128.png" /><figcaption>Figure 109 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et le spectre de puissance acoustique de l'éolienne</figcaption></figure>

<figure><img src="image_129.png" /><figcaption>Figure 110 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et la vitesse de vent</figcaption></figure>
# Site 3

## Plan de situation

La localisation des capteurs est présentée sur la Figure 111. La topographie est quasi plane avec une légère déclivité entre l'éolienne et le riverain (pente=-4%, Figure 112).

<figure><img src="image_130.png" /><figcaption>Figure 111 : localisation des capteurs</figcaption></figure>

<figure><img src="image_131.png" /><figcaption>Figure 112 : profil altimétrique entre l'éolienne et le riverain (0km=position de l'éolienne)</figcaption></figure>

Azimuth de la direction éolienne->riverain : 203°.

## Conditions météorologiques

Durant la période d'observation, la vitesse du vent au niveau de la nacelle a varié de 0,1 m/s à 7,8 m/s (Figure 91). La vitesse de vent médiane était de 4,1 m/s et la plus fréquente de 4,5 m/s.

Toutes les directions du vent ont été observées (Figure 91). La direction de vent médiane était de 300° et la plus fréquente de 320°, ce qui correspond à un vent transverse légèrement portant entre l'éolienne la plus proche et le riverain.

<figure><img src="image_132.png" /><figcaption>Figure 113 : histogrammes des vitesses et directions du vent durant la période d'observation. Site 3</figcaption></figure>

Une comparaison entre la rose des vents moyenne du site de Météo France le plus proche du site de mesure et la rose des vents relevée sur le site lors des mesures indique les conditions de vent
observées<fnref n="94" /> (classes vitesses/direction) durant la période de mesure correspondent à 38 % des conditions moyennes du site (Figure 92).

Site 3

<figure><img src="image_133.png" /></figure>

Gauche : normales de rose de vent (source : Météo France - Aulnois sous Laon (02)).

Droite : rose des vents observée durant la période de mesure

<figure><img src="image_134.png" /><figcaption>Figure 114 : roses des vents à 10 m de hauteur</figcaption></figure>

Gauche : normales de rose de vent (source : Météo France - Aulnois sous Laon (02)).

Droite : rose des vents observée durant la période de mesure

<caption>Figure 115 : histogrammes des vitesses de vent à 10 m de hauteur</caption>

<footnote n="94">⁹⁴ classes vitesses/direction de vent ayant au moins 10 échantillons de 10 min valides.</footnote>
## Puissance acoustique de l'éolienne

<figure><img src="image_135.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 116 : spectres médians du niveau sonore à 500 m, en fonction de la vitesse de vent (</caption>

## Niveaux sonores

<figure><img src="image_136.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 117 : spectres médians du niveau sonore à 500 m, en fonction de la vitesse de vent</caption>
<figure><img src="image_137.png" /></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<figure><img src="image_138.png" /><figcaption>Figure 118 : spectres médians du niveau sonore à 950 m (extérieur), en fonction de la vitesse de vent</figcaption></figure>

barres verticales : intervalles contenant 75 % des données, n : nombre d'échantillons valides

<caption>Figure 119 : spectres médians du niveau sonore à 950m (interieur), en fonction de la vitesse de vent</caption>
► Contribution du bruit des éoliennes aux niveaux sonores mesurés

Une analyse similaire à celle présentée pour le site 1 (voir précédemment) est menée.

En présence de vent (V > 3 m/s), on constate (Figure 120) une corrélation significative entre les spectres mesurés et le spectre d'émission (environ 0,8) aussi bien à 500 m qu'à l'extérieur de chez le riverain. Pour les IBF, à 500 m cette corrélation tend à augmenter avec la vitesse de vent. Les corrélations avec la vitesse du vent (Figure 121) sont moins élevées. Ceci tend à montrer que le bruit de l'éolienne contribue bien au bruit mesuré, et davantage que le bruit du vent.

A l'intérieur de chez le riverain, hormis pour des vitesses de vent élevées, les corrélations sont très faibles, ce qui tendrait à indiquer que le bruit des éoliennes ne contribuen pas au bruit mesuré dans ces cas.

<figure><img src="image_139.png" /><figcaption>Figure 120 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et le spectre de puissance acoustique de l'éolienne</figcaption></figure>

<figure><img src="image_140.png" /><figcaption>Figure 121 : coefficients de corrélations linéaires entre le spectre de niveau sonore mesuré à différentes distances et la vitesse de vent</figcaption></figure>
# Compléments sur la mis en oeuvre expérimentale

## Performances acoustiques de la protection anti-vent utilisée pour le mesurage de l'émission sonore des éoliennes

Le dispositif de mesure de l'émission acoustique des éoliennes est constitué, suivant les prescriptions de la norme NF-EN 61400-11 des éléments suivants :

* un microphone posé au sol au centre d'une plaque circulaire de 1 m de diamètre ;

* une demi boule anti-vent standard de 9 cm de diamètre ;

* une protection anti-vent secondaire hémisphérique de 50 cm de diamètre et constituée d'une plaque de mousse.

<figure><img src="image_141.png" /><figcaption>Figure 122 : dispositif de mesure de l'émission acoustique avec (droite) et sans (gauche) protection secondaire</figcaption></figure>

La double protection anti-vent peut introduire un biais dans la mesure acoustique qui a été quantifié par des mesures dans la salle semi-anéchoïque de l'Ifsttar. Une correction est alors effectuée lors du post-traitement acoustique sur les niveaux sonores mesurés en ajoutant le terme correctif C fourni dans le Tableau 40 aux niveaux sonores mesurés par bande de tiers d'octave.

<table><caption>Tableau 40 : correction C due à l'influence de la protection complète + plaque sur la réponse fréquentielle du dispositif de mesure</caption><tr><td>f (Hz)</td><td>100</td><td>125</td><td>160</td><td>200</td><td>250</td><td>315</td><td>400</td><td>500</td><td>630</td><td>800</td><td>1250</td><td>1600</td><td>1000</td><td>2000</td><td>2500</td><td>3150</td><td>4000</td><td>5000</td><td>Global(A)</td></tr><tr><td>C (dB)</td><td>0</td><td>0,1</td><td>0,1</td><td>0</td><td>-0,1</td><td>-0,1</td><td>0,1</td><td>0,9</td><td>0,5</td><td>1,1</td><td>0,5</td><td>0,9</td><td>0,1</td><td>-0,9</td><td>-0,6</td><td>0</td><td>2,7</td><td>2,4</td><td>0,6</td></tr></table>

NB : Pour les IBF, la correction à appliquer est inférieure ou égale à 0,1 dB.

## Calcul de la vitesse de vent standardisée

La vitesse de vent standardisée (vitesse de vent ramenée de façon conventionnelle à 10 m de haut) est obtenue à partir de la iitesse de vent mesurée au niveau de la nacelle à l'aide de la relation suivante (ISO 61400-11) :
$$V_S = V_H \frac{\ln\left(\frac{z_{ref}}{z_{0ref}}\right)}{\ln\left(\frac{H}{z_{0ref}}\right)}$$

où

- $V_H$ est la vitesse mesurée au niveau de la nacelle située à la hauteur $H$ ;

- $z_{ref}$ est la hauteur de référence de 10 m ;

- $z_{0ref}$ est la longueur de rugosité de référence de 0,05 m.

## Calcul de la puissance acoustique apparente de l'éolienne

La puissance acoustique apparente de l'éolienne $L_w$ est obtenue en corrigeant le niveau sonore $L_{eq}$ mesuré au niveau du point $A_{eol}$ de l'atténuation due à la protection anti-vent, de l'effet de baffle de la plaque, de la divergence géométrique et de l'atténuation atmosphérique, suivant la relation :

$$L_w(f) = L_{eq}(f) + C_{BAV}(f) - 6 + 10\log(4\pi R^2) + \alpha(f)R$$

où

- $f$ est la fréquence nominale de tiers d'octave

- $C_{BAV}$ est la correction due à la protection anti-vent (voir ci-dessus)

- $R = \sqrt{H^2 + d^2}$ est la distance oblique entre le centre du rotor et le microphone (H : hauteur de la nacelle, d : distance au sol entre le microphone et l'éolienne)

- $\alpha$ est le coefficient d'atténuation atmosphérique fourni par la norme ISO 9613-1.

NB : pour les IBF, et les distances considérées pour le calcul de la puissance apparente les corrections $C_{BAV}$ et $\alpha R$ sont inférieures à 0,5 dB.

## Matériel de mesure utilisé

Les sonomètres et les microphones utilisés sont de classe I au sens des normes NF EN 60804 ou NF EN 61-672-1 et ont une gamme d'utilisation en accord avec la gamme de basse fréquence étudiée (de 1 Hz à 12,5 Hz minimum).

<table><thead><tr><td></td><td>Enregistreur</td><td>Commentaires</td></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>eol</sub></td><td>Sonomètre B&K 2250 + microphones/préamplificateurs B&K 4189 / B&K ZC-0032</td><td>Enregistrement tiers d'octave [12,5 Hz - 10 kHz]</td></tr><tr><td>A<sub>500</sub></td><td>Sonomètre Rion NL62</td><td>Enregistrement tiers octaves [1 Hz - 10 kHz] + Global dBA</td></tr><tr><td>A<sub>int</sub></td><td rowspan="2">Enregistreur 2 voies Sinus Toughbook + microphones/préamplificateurs B&K 4189 / B&K 2671</td><td rowspan="2">Enregistrement tiers octaves [1 Hz - 10 kHz] + Global dBA</td></tr><tr><td>A<sub>ext</sub></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><td></td><td>Anémomètre à ultrasons 3D</td><td>Enregistreur</td><td>Commentaires</td></tr></thead><tbody><tr><td>M</td><td>Young 81 000</td><td>Datalogger Avisaro Logger Box 2.0 M21133</td><td>- Vitesse et direction du vent échantillonnée à 20 Hz<br/>- Vitesse et direction du vent moyennées sur 10 min.</td></tr></tbody></table>
Annexe 8 : Analyse des articles se rapportant à la VAD

En 1980, l'équipe d'Alves Pereira et Castelo Branco a défini la VAD à partir d'une étude portant sur 10 patients (pilotes, techniciens, chauffeurs) travaillant dans l'aéronautique et ayant subi une opération à cœur ouvert. Des biopsies ont été étudiées au microscope et par microscopie électronique. Aucune étude statistique n'a été réalisée, le nombre de coupes observées n'est pas indiqué et il n'y a pas de groupe de témoins appariés ayant subi une opération de ce type. L'épaisseur du péricarde variant entre 1,03 et 2,23 mm correspond macroscopiquement, selon les auteurs, à une néoformation de deux nouvelles couches tissulaires. Des cellules mésothéliales<fnref n="95" /> en provenance de la monocouche mésothéliale, la plus externe, accolée aux parois du péricarde, ainsi que d'autres cellules (desmosomes<fnref n="96" />) pénètrent dans cette paroi, témoignant d'une phagocytose. Les auteurs observent de nombreux débris cellulaires au voisinage des deux nouvelles couches de fibrilles élastiques d'élastine avec un nombre important de macrophages dans la couche interne. Au niveau central, la couche cellulaire de collagène est épaissie, avec un remaniement de l'architecture extracellulaire<fnref n="97" />. Celui-ci est visualisé par des extensions cytoplasmiques de fibroblastes suivant les faisceaux de fibres de collagène s'entrecroisant avec les fibres d'élastine. Seulement six photos de microscopie électronique sont fournies pour argumenter ces résultats.

Dans un article de 2007, Castelo Branco *et al* reprennent tous les résultats obtenus par des études concernant des pathologies respiratoires, mais toujours avec un biais méthodologique important dû à des descriptions incomplètes des conditions expérimentales (Castelo Branco, Ferreira, et Alves-Pereira 2007). Après 4 années d'exposition professionnelle aux infrasons, des problèmes respiratoires apparaissent mais ils disparaissent pendant les vacances. Pour des expositions plus longues, les auteurs observent des épanchements pleuraux, des insuffisances respiratoires, des fibroses et même des tumeurs. Des résultats d'autopsie chez un pilote âgé et décédé révèlent une fibrose pulmonaire attribuée initialement aux poussières environnementales.

Pour des intensités de 105 à 155 dB pendant 2 heures, avec un bruit blanc de large bande fréquentielle, Ponomarkov observe chez des chiens des hémorragies capillaires comme des plus gros vaisseaux ainsi qu'un remaniement de la matrice extra cellulaire des cellules alvéolaires (Ponomarkov *et al.* 1969).

De même, Fonseca *et al* attribuent le remaniement du cytosquelette gastro-duodénal aux vibrations des basses fréquences en montrant des résultats obtenus avec une exposition continue pendant 1 à 5 semaines chez des rats ne pouvant sortir de leur cage, avec un spectre de fréquence étendu (Fonseca *et al.* 2012). L'intensité de ces sons était comprise entre 60 et 80 dB pour les spectres fréquentiels de 6 à 60 Hz et de 1 000 à 2 500 Hz, et comprise entre 80 et 100 dB

<footnote n="95">⁹⁵ La couche de cellules mésothéliales, plates, forme une membrane qui tapisse la surface interne des cavités de l'organisme.</footnote>

<footnote n="96">⁹⁶ Un desmosome est une structure protéique intercellulaire dont le rôle est de maintenir assemblées deux cellules voisines et d'offrir des points d'ancrage aux filaments intermédiaires des cellules.</footnote>

<footnote n="97">⁹⁷ La matrice extracellulaire (MEC), appelée aussi ciment intercellulaire, est un assemblage de macromolécules (de nature protéique et glucidique) qui lient entre elles des cellules homologues ou hétérologues et les organisent en tissus. Dans les tissus conjonctifs, elle est sécrétée par les fibroblastes. La MEC est impliquée aussi bien dans les contacts directs entre cellules que dans l'action des diverses molécules de signalisation. Les principales macromolécules de la MEC sont des polysaccharides (glycosaminoglycanes et protéoglycanes) et des protéines fibreuses, des protéines de structure (collagènes et élastines) ou d'adhérence (fibronectine et laminine). Elle a aussi un rôle important dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Un simple changement de forme, lié à des modifications de rapport avec l'environnement entraîne des modifications biochimiques et moléculaires des cellules et un changement de leur programme génétique.</footnote>
pour un spectre de 60 à 1 000 Hz. Ne trouvant pas de différences d'atteintes morphologiques entre les rats exposés pendant 1 semaine et ceux exposés plus longtemps, les auteurs en déduisent le rôle des vibrations. Dans la discussion, ils éliminent la participation d'un stress inducteur en faisant référence aux travaux de Nakamura et al. (Nakamura et Inukai 1998) qui montrent une altération de la muqueuse gastrique chez des rats soumis à des vibrations sur le corps entier d'accélération 3 g, avec un mouvement sinusoïdal de 10 Hz, pendant 90 min, même chez les rats après vagotomie dans le but d'éliminer la participation d'un ulcère nerveux.

Plus récemment, Oliveira et al. ont rapporté que le collagène de la paroi vasculaire des glandes parotides proliférait parallèlement aux temps d'exposition (Oliveira et al. 2013). Là encore, les rats sont exposés de façon continue, 24 heures sur 24, de 1 à 13 semaines, à des intensités supérieures à 90 dB et un spectre fréquentiel de 50 à 500 Hz. Cependant, il faut noter que l'on ne peut pas modéliser l'exposition des sons émis par les éoliennes en utilisant des expositions continues pendant 1 semaine ou plus, avec des intensités élevées ou des vibrations corps entiers.

Un autre groupe (Kâsin et al. 2012) n'a pas pu reproduire les résultats décrits dans le paragraphe précédent. Kasin et al. ont cherché à mettre en évidence l'augmentation de l'épaisseur du péricarde et la formation d'une fibrose pulmonaire chez 27 pilotes d'hélicoptères ayant plus de 4 000 heures de vol, et exposés à des intensités supérieures à 90 dB et des fréquences inférieures à 100 Hz. Les vibrations émises par un hélicoptère sont de 0,3 à 0,5 m.s⁻². La fréquence fondamentale des pales est de 17 Hz. Les auteurs ont recruté un groupe contrôle de 27 personnes vivant dans un environnement calme et les ont appariées sur l'âge. Tous ces sujets n'avaient aucune pathologie et ne fumaient pas. Ils ont réalisé sur chacun d'eux un scanner (64 coupes de 2 mm d'épaisseur, dans des orientations similaires) couplé à un électrocardiogramme. Les coupes du péricarde et du poumon ont été analysées par deux radiologues différents, en double aveugle. Les tests statistiques (coefficients de corrélation de Pearson et d'incertitude de Bland Altman) ont été calculés. Quel que soit le plan oblique de la coupe du péricarde, aucune différence statistique n'a été relevée concernant l'épaisseur du péricarde mesuré à 1,38 versus 1,37 mm (SD = 0,54 versus 0,33 mm) respectivement chez les pilotes et le groupe témoin. Ces résultats sont en accord avec ceux trouvés par d'autres auteurs chez des sujets témoins. Une fibrose pulmonaire de type I a été décelée chez un seul pilote, tous les autres résultats étant normaux. Cette étude de très bonne qualité ne valide pas le rôle des sons basses fréquences et des vibrations dans ces pathologies et contredit l'existence de la VAD.

Dans une autre étude de 2009, Kasin et al. ont comparé les taux sanguins de 40 biomarqueurs (molécules solubles de l'adhésion cellulaire, cytokines, facteurs d'activation du complément, récepteurs lymphocytaires, marqueurs de l'hypertension, de l'hémostase, etc.) (Kâsin et al. 2009). Les prélèvements ont été effectués à 8 h et juste après un vol de 3,5 heures en hélicoptère, d'une part chez 6 pilotes (Gr. A), d'autre part chez 6 volontaires sains non exposés depuis plus de 4 semaines (Gr. B). Les vibrations enregistrées dans les 3 axes orthogonaux pour des fréquences de 1,25 Hz à 100 Hz sont comprises entre 0,21 et 0,39 m.s⁻². Les sons enregistrés de 94,7 dBA couvrent une bande de fréquence large entre 0,5 et 20 000 HZ. Pour s'abstraire de la variabilité journalière des paramètres biologiques, les sujets témoins ont été prélevés de nouveau aux mêmes heures, plusieurs semaines après le vol. Les valeurs mesurées sont comparables dans le groupe contrôle et chez les pilotes d'hélicoptère. Avant et après exposition, on retrouve dans les deux groupes une augmentation de la protéine adhésion soluble VCAM-1, augmentation qui est retrouvée chez des sujets sains après des exercices physiques d'endurance pendant 1 h. Les auteurs confirment donc l'absence de variation des paramètres systémiques qui seraient dues aux vibrations et sons produits dans les hélicoptères. L'absence de différence significative infirme la validité de la VAD.

Les travaux de Silva et al. de 1999 et 2002 sont intéressants à commenter (Silva et al. 1999, Silva et al. 2002). Ils étudient l'effet des vibrations et/ou du bruit dans différentes populations travaillant dans l'aéronautique. Ces populations sont exposées au bruit et à plus ou moins de vibrations (Silva et al. 1999). Le groupe contrôle est représenté par des militaires au sol de la même base. Le groupe 1 est exposé à des vibrations localisées (bras) et au bruit de haute intensité de la machine
utilisée, dont le spectre s'étend jusqu'aux hautes fréquences. Les groupes 2 à 4 sont exposés à des vibrations corps entier et des bruits de hautes intensités correspondant à un enrichissement en basses fréquences. Sur des prélèvements de sang périphérique, les auteurs ont isolé les lymphocytes et mesuré le nombre d'échanges de segments de chromatide sœur (test de génotoxicité). Les groupes 2 à G présentent un nombre d'échanges sur les chromosomes statistiquement plus élevé que les sujets contrôles. En 2002, pour valider le rôle des vibrations, Silva *et al*. ont exposé des souris à des sons de fréquence inférieure à 500 Hz (I dB à 100 +/- 10), pendant 300 heures (NV1) ou 600 heures (NV2), à raison de 8 heures par jour. Les groupes NV1 et NV2 étaient, de plus, soumis à des vibrations corps entier, de fréquence 12,06 Hz, d'amplitude 2 mm et d'accélération 11,4 m.s⁻² (1,16 g). Les auteurs ont étudié les lymphocytes prélevés dans la rate de ces animaux. Ils ont mesuré le nombre d'échanges de chromatides sœurs des chromosomes et l'index de réplication. Ils ont montré que l'exposition au bruit seul est sans effet, ne montrant aucune différence avec le groupe contrôle. Par contre, le retard dans la progression du cycle cellulaire (index de réplication) et l'augmentation du nombre d'échanges sont statistiquement différents dans les groupes NV1 et NV2 par rapport au groupe contrôle, comme par rapport aux groupes exposés au bruit seul. Bien que le nombre d'animaux ne soit que de 7 par groupe (5 groupes au total), cette étude suggère que ce ne sont pas les infrasons et basses fréquences sonores mais les vibrations de forte accélération (1,16 g) qui sont responsables des modifications au niveau cellulaire. Ces modifications cellulaires pourraient être à l'origine des modifications structurales observées par les équipes impliquant les IBF et les vibrations dans la VAD. Cependant, si l'effet des vibrations d'accélération élevée dans les modifications de la matrice extra cellulaire reste à confirmer, les vibrations émises par les éoliennes et transmises par le sol n'atteignent pas ces niveaux.
anses

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