Environnement Sonore Urbain - Projets et partenariats

Le projet CENSE (Caractérisation des environnements sonores urbains : vers une approche globale associant données libres, mesures et modélisations) est un projet financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR). L’objectif du projet est d’améliorer la caractérisation des environnements sonores urbains, en combinant les observations in situ et les prévisions numériques de bruit. Le projet s'appuie notamment sur des techniques d'assimilation de données et sur le déploiement d'un réseau mixte de capteurs câblés/sans fil, connectés au serveur via un réseau public de lampadaires (système de communication par lignes électriques).

Le projet CENSE a nourri les réflexions menées au sein de l’axe ESU, et a permis en particulier de consolider la relation existant entre l’Université Gustave Eiffel/UMRAE et le CNRS/LS2N, au travers de la tâche portant sur la production de cartes de bruit perceptives. Cette tâche vise à développer des modèles de paysages sonores reposant sur l'identification automatique des sources de bruit, basés sur des modèles qui n'ont jamais été utilisés pour les mixtures de bruit urbain. Plus d'infos sur http://cense.ifsttar.fr.

Références :

Félix Gontier, Vincent Lostanlen, Mathieu Lagrange, Nicolas Fortin, Catherine Lavandier, and Jean-François Petiot, "Polyphonic training set synthesis improves self-supervised urban sound classification", The Journal of the Acoustical Society of America 149, 4309-4326 (2021) https://doi.org/10.1121/10.0005277.

A. Lesieur, P. Aumond, A. Can, et V. Mallet, « Data assimilation for urban noise maps generated by a meta-model », in Proc. 9th Forum Acusticum, Lyon, France, 2020.

J. Picaut, A. Can, N. Fortin, et J. Ardouin, « Low-cost sensors for noise monitoring networks: a review », in Proc. 9th Forum Acusticum, Lyon, France, 2020.

F. Gontier, P. Aumond, M. Lagrange, C. Lavandier, et J.-F. Petiot, « Towards perceptual soundscape characterization using event detection algorithms », in Proceedings of the Detection and Classification of Acoustic Scenes and Events 2018 Workshop (DCASE2018), Surrey, UK, 2018, p. 14–18.
En savoir plus

Il s’agit d’un projet structurant pour l’IRSTV, qui a permis une collaboration avec deux autres axes : MUE et SOLURB. Ce projet a pour objectif de développer un outil d’aide à la décision, à destination des aménageurs d’espaces verts, permettant d’évaluer la performance et la pertinence de solutions basées sur la nature (NBS) sur un certain nombre d’enjeux urbains. Les partenaires IRSTV du projet ont travaillé sur la pertinence de NBS au regard des différents défis pédoclimatique, hydrologique et de bien-être urbain. La contribution de l’axe ESU dans ce projet a porté sur de nouveaux développements au sein de l’outil logiciel open source « NoiseModelling [AC1] » afin de pouvoir prendre en compte l’effet des surfaces verticales absorbantes (e.g. une façade végétalisée) sur le chemin de propagation de l’onde sonore

Références :

GAUVREAU, B., FORTIN, N. New developpments in the NoiseModelling tool for nature-based solutions (NBS) assessment in an urban context, virtual poster as part of the international e-conference  « Urban Sound Symposium”, 19-21 Avril 2021.

L’objectif de ce travail, au sein du projet I-Site Future MUTANDIS, a été de constituer une chaîne de modélisation open-source pour pouvoir d’une part calculer les expositions au bruit en tenant compte de la mobilité des agents, et d’autre part permettre l’évaluation de solutions de mobilité innovantes à l’échelle de la ville (introduction de véhicules autonomes, péages urbains, reports modaux).

Le modèle de trafic retenu est MATSim, un modèle multi-agents où chaque agent est décrit par un programme d’activité journalière, qui définit ses déplacements. Le modèle acoustique, utilisé pour calculer les émissions du trafic routier et le calcul de propagation du bruit, est Noisemodelling, développé conjointement par l’équipe DECIDE du Lab-STICC (CNRS) et l’UGE/UMRAE (https://noise-planet.org/noisemodelling.html). Les sorties de MATSim contiennent notamment une liste d’évènements décrivant le mouvement des véhicules sur le réseau. Ces données servent d’entrée à Noisemodelling pour calculer des cartes de bruit à l’échelle du 1/4h. Le croisement entre les cartes de bruit produites et la trajectoire des agents permet, pour chaque agent de la simulation, de calculer des chroniques d’exposition au bruit. Cette modélisation s’oppose aux modélisations classiques, où les agents sont affectés sur leur lieux d’habitation.

Les perspectives qui en découlent sont nombreuses : (i) démontrer que les expositions calculées sur le lieu d’habitation n’informent que partiellement sur les expositions réelles, (ii) mettre en évidence les liens entre pratiques de mobilité et exposition au bruit, (iii) étudier l’influence de facteurs sociaux-économiques sur les expositions au bruit, (iv) étudier l’impact de solutions de mobilité sur des indicateurs acoustiques adaptés.

La Figure 1 illustre le fonctionnement du modèle ; elle représente l’exposition journalière de chaque agent, sur son lieu d’habitation. L’exposition est calculée en croisant tous les 1/4h la position de l’agent avec la carte de bruit dynamique. Ainsi, la mobilité de l’agent est prise en compte dans le calcul d’exposition, ce qui constituée une avancée scientifique majeure en acoustique environnementale. La modélisation met par exemple en évidence le fait que certains agents habitant loin du centre sont soumis à une dose journalière élevée (par exemple car ils travaillent en centre-ville) ; inversement certains habitants du centre-ville sont soumis à une dose de bruit faible (si par exemple ils travaillent en dehors de l’agglomération). Les calculs d’exposition statiques classiques mésestiment cela. La figure 1b souligne cela : l’agent considéré a une exposition au bruit plus importante sur son lieu de travail que sur son lieu de résidence. Ainsi, le cadre de modélisation permet d’estimer les oppositions centre-ville / périphérie du point de vue de l’exposition au bruit.

Le projet SYMEXPO (Approche systémique pour l'évaluation de l'impact de la mobilité urbaine sur les expositions aux pollutions environnementales) est un projet financé par l’ANR, qui vise à développer une approche systémique pour évaluer l'impact de la mobilité urbaine sur l'exposition au bruit et aux polluants atmosphériques, basée sur un cadre de modélisation où un citadin est représenté comme un agent mobile évoluant dans un champ de pollution soumis à des variations spatio-temporelles.

Les avancées attendues sont les suivantes :

• Mieux comprendre, à partir de données, quels facteurs de la mobilité individuelle sont associés à des expositions élevées, et quels indicateurs reflètent les effets de ces expositions ;

• Construire des chaînes de modélisation intégrées (bruit et polluants atmosphériques) basées sur des modèles de trafic capturant les effets des politiques de mobilité, à l'échelle métropolitaine et à celle du quartier, calibrées sur le même site d'étude sur Lyon Métropole ;

• Proposer un cadre d'évaluation multicritères des politiques de mobilité prenant en compte la mobilité des agents et intégrant les dimensions de justice environnementale.

En 2019 et 2020, l’axe ESU s’est impliqué dans deux semaines d’étude « hors salle » destiné aux étudiants de première année de la faculté de géographie de l'université de Nantes, portant sur la lecture des paysages sonores de Nantes. Un protocole a été défini entre l’UMRAE et l’Institut de Géographie et d'Aménagement – IGARUN. Chaque année, environ 120 étudiants se sont rendus sur leur terrain par groupe de 5 pendant 3 après-midi. La semaine était divisée en ateliers d'une demi-journée, couvrant l'écoute libre dans un espace prédéfini, la familiarisation avec les concepts d'acoustique physique et perceptive par une intervention par les membres de l'UMRAE, mesures participatives, collecte de données perceptives, et travail en vue d'une restitution orale à la fin de la semaine. Un travail complémentaire avec une artiste/designer a permis aux étudiants de travailler les formes de représentations des environnements sonores. Ce travail a découlé sur une restitution publique, qui a mis en évidence en quoi la richesse et la variété des représentations permet de communiquer sur les environnements sonores urbains auprès du public. En outre, ces deux semaines ont abouti à un ensemble de données particulièrement riche, mis à la disposition de la communauté sur un dépôt public et ouvert. Sur la base des données collectées, il est alors possible de croiser les données physiques, perceptives, morphologiques urbaines et sociales de la ville de Nantes.

Référence

AUMOND, P., GUIU, C., ALLES, C., CAN, A. Participative and interdisciplinary data collection for the study of urban soundscapes, Proceedings of the 49th International Congress and Exhibition on Noise Control Engineering e-congress, 20-23 Aout 2020, Séoul, Corée du Sud