Pour les riverains des voies ferrées, il est souvent gênant - et pour les spécialistes qui souhaitent les aider, il s’agit d’un défi si complexe qu’il devrait y avoir un pluriel de "bruits ferroviaires". Bruit de roulement des roues en acier sur des rails rugueux ou plus lisses, sons de freinage à différentes fréquences, bruit des moteurs, bruits aérodynamiques... - tout cela atténué ou influencé par les murs antibruit, les talus, la nature du sol sous les voies et aussi par l’environnement dans lequel les ondes sonores se propagent.
Les chercheurs autour du chef de groupe Reto Pieren du département "Acoustique / Réduction du bruit" savent par expérience pratique et théorique à quel point ces conséquences acoustiques du trafic ferroviaire sont complexes. Depuis des années, ils explorent le phénomène à l’aide de mesures, de simulations et de validations : Des connaissances qui ont débouché sur le projet européen de deux ans "SILVARSTAR" avec de nombreux partenaires (voir encadré). Les résultats ont été présentés par Pieren lors du congrès "forum acusticum" à Turin : une simulation acoustique du bruit ferroviaire de différentes natures - audible et perceptible à l’aide de la réalité virtuelle.
Hinter diesen Möglichkeiten stecken komplexe Algorithmen in einem physik-basierten Rechenmodell, das akustische Signale nicht aus archivierten Tondateien erzeugt, sondern allesamt einzeln berechnet und erzeugt - für hunderte Geräuschquellen und Einflussfaktoren, je nach Komplexität des Szenarios. Das stellte das Empa-Team auch vor Herausforderungen. Die grosse Vielfalt von Einflüssen ermöglicht zwar realitätsnahe Simulationen. Doch sie erforderte zugleich, das Geflecht der Algorithmen sinnvoll auf das Wesentliche zu reduzieren - auch mit Blick auf die nötige Rechenzeit: Bis zu drei Stunden benötigt ein moderner PC für eine Vorbeifahrt eines 500-Meter-Güterzugs, damit dessen Lärmemissionen unter verschiedenen Bedingungen hörbar gemacht werden können.
De nombreux facteurs, encore plus de variations
L’objectif était finalement de créer un outil que les profanes pourraient également utiliser. Par exemple, des politiciens des transports qui souhaitent évaluer l’impact d’un futur tracé ferroviaire. Un exemple (voir la vidéo ci-dessous), disponible sur le site Internet de l’Empa consacré à SILVARSTAR, montre comment ils vivent de tels passages virtuels : pour une seule ligne, il est possible de comparer plusieurs scénarios, par exemple avec des types de trains allant du train de marchandises à l’ICE en passant par un train régional, avec des parois antibruit hautes ou basses, des types de roues et d’amortisseurs spécifiques qui ont également une influence audible sur le bruit ferroviaire, et bien d’autres facteurs. Et comme l’environnement joue également un rôle, les utilisateurs peuvent choisir entre "ville" ou "campagne" ou choisir une position de plain-pied ou surélevée, par exemple sur un balcon.Comparaison de scénarios de bruit en vidéo :
Réactions positives lors des démonstrations
Mais l’effort en vaut la peine, comme l’a montré la validation du système. Les graphiques des courbes de bruit synthétisées sont très proches des valeurs comparatives mesurées et se recoupent même en partie. Des impressions subjectives ont été fournies par des démonstrations lors de salons de la technique des transports comme "InnoTrans" l’année dernière à Berlin : les visiteurs ont attesté de la grande crédibilité de la simulation et ont montré un grand intérêt pour l’utilisation du "jeu de bruit ferroviaire" virtuel.Pour les personnes intéressées, le téléchargement des outils, y compris le contrat de licence à des fins non commerciales, est possible sur le site Internet SILVARSTAR de l’Empa. "Les premières utilisations de la simulation commencent déjà", déclare le chercheur Reto Pieren, "nous sommes très satisfaits des résultats et attendons de nombreuses applications à l’avenir".
