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Novembre 2009

Rapport final

Projet pilote pour la mise en place des moyens d’atténuation du bruit causé par des motoneigesNo de projet : 999101788

Rapport réalisé pour le Gouvernement du Québec par Michel Pearson, ing. M. Sc.

André L’Espérance, ing. PH.D.

Dave Nadeau, technicien

No de référence Soft dB : 08-06-19-M

Dépôt légal – Juin 2010 Bibliothèque et Archives nationales du Québec

ISBN 978-2-550-59279-2 (PDF)

© Gouvernement du Québec – 2010

Projet pilote : moyens d’atténuation du bruit causé par des motoneiges

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Table des matières1. SOMMAIRE............................................................................................................................................................1 2. INTRODUCTION...................................................................................................................................................6 3. INVENTAIRE DE MOYENS POTENTIELS D’ATTÉNUATION DU BRUIT...............................................7

3.1. REVUE DE LITTÉRATURE ..................................................................................................................................7 3.1.1. Moyens d’atténuation du bruit de motoneige .............................................................................................7 3.1.2. Caractérisation des sources de bruit ........................................................................................................11

3.2. INVENTAIRE DES MOYENS POTENTIELS D’ATTÉNUATION DU BRUIT À CARACTÈRE TEMPORAIRE ....................13 4. ÉVALUATION EXPÉRIMENTALE .................................................................................................................15

4.1. MISE EN PLACE DES MOYENS D’ATTÉNUATION DU BRUIT À CARACTÈRE TEMPORAIRE ...................................15 4.2. ÉVALUATION DES SITES POTENTIELS ..............................................................................................................16 4.3. IDENTIFICATION DES COLLABORATEURS ........................................................................................................16 4.4. LIEUX DE RÉALISATION DES MOYENS D’ATTÉNUATION DU BRUIT ..................................................................17 4.5. LOCALISATION ET DÉTAILS TECHNIQUES SUR L’IMPLANTATION DES MOYENS D’ATTÉNUATION.....................19

4.5.1. Écran de balles de foin à Maniwaki .........................................................................................................19 4.5.2. Remblai de neige à Davidson ...................................................................................................................22 4.5.3. Panneau radar de vitesse à Davidson.......................................................................................................25

4.6. CALENDRIER DE RÉALISATION DU PROJET D’IMPLANTATION ET DES RELEVÉS SONORES ................................26 4.7. PROTOCOLE GÉNÉRAL DE MESURE DU BRUIT SUIVI PAR L’UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL POUR LES ESSAIS CONTRÔLÉS ..................................................................................................................................................................26 4.8. PARAMÈTRES D’ÉVALUATION DES NIVEAUX SONORES ...................................................................................28

5. RÉSULTATS DES RELEVÉS SONORES.........................................................................................................30 5.1. MUR DE NEIGE À DAVIDSON...........................................................................................................................30 5.2. ÉCRAN DE BALLES DE FOIN À MANIWAKI .......................................................................................................34 5.3. MESURES D’APAISEMENT DE LA VITESSE .......................................................................................................36

6. MODÉLISATION DE L’EFFICACITÉ DES MOYENS D’ATTÉNUATION DU BRUIT DE MOTONEIGE.................................................................................................................................................................37

6.1. VALIDATION DES MODÈLES THÉORIQUES À PARTIR DES RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX...................................37 6.2. DESCRIPTION DU MODÈLE ..............................................................................................................................39 6.3. EFFICACITÉ DES ÉCRANS ACOUSTIQUES .........................................................................................................39 6.4. MESURES D’APAISEMENT DE LA CIRCULATION (VITESSE, ACCÉLÉRATION) ....................................................47 6.5. VARIATIONS INHÉRENTES AUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES ..............................................................48

6.5.1. Effet des conditions météorologiques .......................................................................................................48 6.5.2. Effet du type de neige................................................................................................................................51

7. SYNTHÈSE DES RECOMMANDATIONS.......................................................................................................52 7.1. MOYENS D’ABAISSER LE BRUIT DES MOTONEIGES..........................................................................................52 7.2. BILAN DES AVANTAGES, CONTRAINTES ET COÛTS DE RÉALISATION ...............................................................56

7.2.1. Écrans acoustiques ...................................................................................................................................56 7.2.2. Mesures d’apaisement de la circulation (vitesse, accélération) ...............................................................60

7.3. MÉTHODE D’ESTIMATION DES NIVEAUX SONORES AUX RÉSIDENCES ET DES MOYENS D’ATTÉNUATION DU BRUIT 62

7.3.1. Sélection du Lae produit par une motoneige au site ciblé .........................................................................62 7.3.2. Choisir la période d’évaluation pour le bruit ...........................................................................................63 7.3.3. Correction pour le débit ...........................................................................................................................64 7.3.4. Choix de la cible à atteindre.....................................................................................................................65 7.3.5. Choix des moyens d’atténuation ...............................................................................................................65

8. BIBLIOGRAPHIE................................................................................................................................................66


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ANNEXE A. DÉTAILS SUR L’ÉVALUATION DES PUISSANCES ACOUSTIQUES MOYENNES...........67 ANNEXE B. CALCUL DÉTAILLÉ DE LA LONGUEUR D’ÉCRAN OPTIMALE ........................................70 ANNEXE C. CALENDRIER DÉTAILLÉ DE LA RÉALISATION DU PROJET ............................................72 ANNEXE D. PROTOCOLE DÉTAILLÉ DE MESURE DU BRUIT SUIVI PAR L’UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL POUR LES ESSAIS CONTRÔLÉS (SOURCE : TONY LEROUX) ................................................73 ANNEXE E. VALIDATION DÉTAILLÉE DES MODÈLES ACOUSTIQUES À PARTIR DES RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX..............................................................................................................................76 ANNEXE F. MODULE DE CALCUL HARMONOISE ......................................................................................82 ANNEXE G. REVUE DES PARAMÈTRES INFLUENÇANT LA PROPAGATION SONORE.....................83 ANNEXE H. REVUE DES PARAMÈTRES D’ÉVALUATION ACOUSTIQUE ..............................................91 ANNEXE I. EFFET ISOLÉ DE LA HAUTEUR DE L’ÉCRAN ........................................................................93


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INDEX DES FIGURES FIGURE 1 : TEST « PASS-BY » SELON LA NORME SAE J192................................................................................................11 FIGURE 2 : PUISSANCE ACOUSTIQUE D’UNE MOTONEIGE SELON LA CONDITION D’OPÉRATION ..........................................12 FIGURE 3 : CARTE DE BRUIT AVEC L’ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M (VUE EN PLAN) ..................................................................15 FIGURE 4 : CARTE DE BRUIT AVEC L’ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M (VUE ISOMÉTRIQUE EN 3D)...............................................15 FIGURE 5 : LOCALISATION DES DEUX SITES RETENUS EN OUTAOUAIS ...............................................................................18 FIGURE 6 : SCHÉMA GÉNÉRAL DE LA LOCALISATION DU MUR DE BALLES DE FOIN À MANIWAKI.......................................19 FIGURE 7 : SCHÉMA DÉTAILLÉ DE LA LOCALISATION DU MUR DE BALLES DE FOIN À MANIWAKI ......................................20 FIGURE 8 : SENTIER MANIWAKI DIRECTION NORD, CÔTÉ SENTIER.....................................................................................21 FIGURE 9 : ÉCRAN MANIWAKI DIRECTION NORD, CÔTÉ SENTIER .......................................................................................21 FIGURE 10 : SENTIER MANIWAKI DIRECTION SUD, CÔTÉ SENTIER .....................................................................................21 FIGURE 11 : ÉCRAN MANIWAKI DIRECTION SUD, CÔTÉ SENTIER........................................................................................21 FIGURE 12 : ÉCRAN MANIWAKI DIRECTION SUD, CÔTÉ RÉSIDENCES .................................................................................21 FIGURE 13 : SCHÉMA GÉNÉRAL DE LA LOCALISATION DU MUR DE NEIGE À DAVIDSON .....................................................22 FIGURE 14 : SCHÉMA DÉTAILLÉ DE LA LOCALISATION DU MUR DE NEIGE À DAVIDSON.....................................................23 FIGURE 15 : SENTIER DAVIDSON DIRECTION SUD..............................................................................................................23 FIGURE 16 : MUR DE NEIGE DAVIDSON DIRECTION SUD, CÔTÉ RÉSIDENCES ......................................................................23 FIGURE 17 : SENTIER DAVIDSON DIRECTION NORD ...........................................................................................................24 FIGURE 18 : MUR DE NEIGE DAVIDSON DIRECTION NORD, CÔTÉ SENTIER..........................................................................24 FIGURE 19 : MUR DE NEIGE DAVIDSON DIRECTION SUD, CÔTÉ SENTIER ............................................................................24 FIGURE 20 : PANNEAU RADAR D’AFFICHAGE DE VITESSE ..................................................................................................25 FIGURE 21 : LOCALISATION DES POINTS GPS À DAVIDSON...............................................................................................26 FIGURE 22 : LOCALISATION DES POINTS GPS À MANIWAKI ..............................................................................................27 FIGURE 23 : POLARIS CLASSIC TOURING 700 CC MOTEUR 2 TEMPS (2003), UTILISÉE À DAVIDSON...................................28 FIGURE 24 : BOMBARDIER MODÈLE LEGEND 800 CC MOTEUR 4 TEMPS (2007), UTILISÉE À MANIWAKI ............................28 FIGURE 25: LAF MESURÉS À 15 M ET 150 M EN SIMULTANÉ LORS DU PASSAGE D’UNE MOTONEIGE À 60 KM/H...................29 FIGURE 26 : MESURE DU NIVEAU D’EXPOSITION LAE D’UN PHÉNOMÈNE TRANSITOIRE.......................................................29 FIGURE 27 : LAE SANS L’ÉCRAN À DAVIDSON....................................................................................................................32 FIGURE 28 : LAE AVEC L’ÉCRAN À DAVIDSON ....................................................................................................................32 FIGURE 29 : EFFICACITÉ DE L’ÉCRAN À DAVIDSON ...........................................................................................................32 FIGURE 30 : ÉCART TYPE MESURÉ À 60 KM/H À DAVIDSON...............................................................................................32 FIGURE 31 : LAE SANS DE L’ÉCRAN À MANIWAKI ...............................................................................................................35 FIGURE 32 : LAE AVEC L’ÉCRAN À MANIWAKI ...................................................................................................................35 FIGURE 33 : EFFICACITÉ DE L’ÉCRAN À MANIWAKI ..........................................................................................................35 FIGURE 34 : ÉCART TYPE MESURÉ À 60 KM/H À MANIWAKI .............................................................................................35 FIGURE 35 : VALIDATION DES MODÈLES À DAVIDSON – 60 KM/H......................................................................................38 FIGURE 36 : VALIDATION DES MODÈLES À MANIWAKI – 60 KM/H .....................................................................................38 FIGURE 37 : AUCUN ÉCRAN ...............................................................................................................................................40 FIGURE 38 : ÉCRAN DE 125 M À 2,5 M ...............................................................................................................................40 FIGURE 39 : ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M ...............................................................................................................................40 FIGURE 40 : ÉCRAN DE 500 M À 2,5 M ...............................................................................................................................40 FIGURE 41 : SANS ÉCRAN (VUE EN COUPE) ........................................................................................................................41 FIGURE 42 : AVEC ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M (VUE EN COUPE)............................................................................................41 FIGURE 43 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA LONGUEUR, HAUTEUR FIXE DE 1,5 M......................................................44 FIGURE 44 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA LONGUEUR, HAUTEUR FIXE DE 2,5 M......................................................44 FIGURE 45 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA LONGUEUR, HAUTEUR FIXE DE 3,5 M......................................................44 FIGURE 46 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA DISTANCE DE L’ÉCRAN PAR RAPPORT AU CENTRE DU SENTIER ...............45 FIGURE 47 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA DISTANCE DE L’ÉCRAN PAR RAPPORT AU CENTRE DU SENTIER ...............45 FIGURE 48 : EFFICACITÉ D’UN ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M SELON LA VITESSE D’UNE MOTONEIGE .......................................46 FIGURE 49 : LAE EN FONCTION DE LA VITESSE ....................................................................................................................47 FIGURE 50 : VENT FAVORABLE À LA PROPAGATION DU SON..............................................................................................49 FIGURE 51 : VENT DÉFAVORABLE À LA PROPAGATION DU SON .........................................................................................49 FIGURE 52 : VENT NUL, CONDITIONS NEUTRES..................................................................................................................49 FIGURE 53 : EFFET DU VENT SELON LA DISTANCE DES POINTS DE MESURE ........................................................................50 FIGURE 54 : EFFET DE L’ENSOLEILLEMENT (OU CLASSES DE STABILITÉ) SELON LA DISTANCE DES POINTS DE MESURE .....50


iv

FIGURE 55 : NIVEAUX SONORES MAXIMAUX INSTANTANÉS (LAF, MAX) SELON LE TYPE DE NEIGE AU SOL ............................51 FIGURE 56 : LAE POUR DIFFÉRENTES VITESSES ...................................................................................................................62 FIGURE 57 LAEQ, 1H POUR UNE MOTONEIGE ET POUR DIX MOTONEIGES ..........................................................................64 FIGURE 58 : ATTÉNUATION CALCULÉE POUR UN MUR DE 250 M DE LONGUEUR.................................................................70 FIGURE 59 : ATTÉNUATION CALCULÉE POUR UN MUR DE 500 M DE LONGUEUR.................................................................71 FIGURE 60 : VALIDATION DES MODÈLES À DAVIDSON (30 KM/H)......................................................................................77 FIGURE 61 : VALIDATION DES MODÈLES À MANIWAKI (30 KM/H) .....................................................................................77 FIGURE 62 : VALIDATION DES MODÈLES À DAVIDSON (60 KM/H)......................................................................................78 FIGURE 63 : VALIDATION DES MODÈLES À MANIWAKI (60 KM/H) .....................................................................................78 FIGURE 64 : VALIDATION DES MODÈLES À DAVIDSON (80 KM/H)......................................................................................79 FIGURE 65 : VALIDATION DES MODÈLES À MANIWAKI (80 KM/H) .....................................................................................79 FIGURE 66 : NIVEAUX SONORES MAXIMAUX INSTANTANÉS (LAF, MAX) SELON LE TYPE DE NEIGE AU SOL ............................81 FIGURE 67 : EFFET DU TYPE DE SURFACE SUR LA RÉFLEXION DE L’ONDE SONORE.............................................................84 FIGURE 68 : ATTÉNUATION PROVENANT DE LA PROPAGATION AU TRAVERS D’UNE FORÊT................................................85 FIGURE 69 : SCHÉMA D’UNE ONDE ACOUSTIQUE CONTOURNANT UN OBSTACLE................................................................86 FIGURE 70 : SCHÉMATISATION DE LA PROPAGATION AVEC VARIATION TOPOGRAPHIQUE (RÉF. TECHNICAL REPORT

HARMONOISE) .........................................................................................................................................................86 FIGURE 71 : EFFET DE LA VITESSE DU VENT SUR LES ONDES SONORES ..............................................................................87 FIGURE 72 : SCHÉMATISATION DES TRAJETS SONORES PAR VENT PORTANT ......................................................................87 FIGURE 73 : SCHÉMA DES RAYONS SONORES PAR VENT CONTRAIRE..................................................................................88 FIGURE 74 : PROPAGATION SONORE EN PRÉSENCE DE VENT : POUR LES RÉCEPTEURS EN AMONT DE LA SOURCE PAR

RAPPORT AU VENT, LES NIVEAUX DE BRUIT DIMINUENT; EN AVAL, ILS AUGMENTENT..............................................88 FIGURE 75 : PROFILS DE TEMPÉRATURE À DIFFÉRENTS MOMENTS DE LA JOURNÉE ............................................................89 FIGURE 76 : SCHÉMAS DE LA PROPAGATION DES ONDES SONORES POUR UN GRADIENT THERMIQUE POSITIF (LE JOUR) ET

NÉGATIF (LE SOIR)....................................................................................................................................................90 FIGURE 77 : COURBE DE PONDÉRATION A, B, C ET Z (ZÉRO = SANS PONDÉRATION DU SIGNAL ÉLECTRIQUE) ...................91 FIGURE 78 : AUCUN ÉCRAN ...............................................................................................................................................94 FIGURE 79 : ÉCRAN DE 250 M À 1,5 M...............................................................................................................................94 FIGURE 80 : ÉCRAN DE 250 M À 2,5 M...............................................................................................................................94 FIGURE 81 : ÉCRAN DE 250 M À 3,5 M ...............................................................................................................................94 FIGURE 82 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA HAUTEUR DE L’ÉCRAN À UNE LONGUEUR DE 125 M ...............................95 FIGURE 83 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA HAUTEUR DE L’ÉCRAN À UNE LONGUEUR DE 250 M ...............................95 FIGURE 84 : ATTÉNUATION EN FONCTION DE LA HAUTEUR DE L’ÉCRAN À UNE LONGUEUR DE 500 M ...............................95

INDEX DES TABLEAUX TABLEAU SYNTHÈSE S1 MOYENS D’ATTENUATION DU BRUIT CAUSE PAR DESMOTONEIGES………………………….….2

TABLEAU 1 TABLEAU DES RECOMMANDATIONS [ 1 ][ 2 ][ 3 ][ 4 ] [ 7 ][ 8 ][ 9 ]................................................................8 TABLEAU 2 MOYENS D’ATTÉNUATION POTENTIELS À CARACTÈRE TEMPORAIRE..........................................................13 TABLEAU 3 ANALYSE DES RÉSULTATS DE MESURE À DAVIDSON .................................................................................31 TABLEAU 4 DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES DES ESSAIS À DAVIDSON............................................................................33 TABLEAU 5 ANALYSE DES RÉSULTATS DE MESURE À MANIWAKI.................................................................................34 TABLEAU 6 DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES LORS DES ESSAIS À MANIWAKI ..................................................................36 TABLEAU 7 PRINCIPALES OBSERVATIONS SUR L’EFFICACITÉ DES ÉCRANS ACOUSTIQUES.............................................43 TABLEAU 8 PRINCIPALES OBSERVATIONS SUR LA PERFORMANCE DES ÉCRANS ACOUSTIQUES .....................................48 TABLEAU 9 TABLEAU SYNTHÈSE DES PRINCIPALES RECOMMANDATIONS POUR RÉDUIRE LE BRUIT DES MOTONEIGES..53 TABLEAU 10 VENTILATION DES COÛTS POUR LES ÉCRANS ACOUSTIQUES..................................................................57 TABLEAU 11 BILAN DES AVANTAGES ET DES INCONVÉNIENTS DES ÉCRANS .............................................................58 TABLEAU 12 BILAN DES AVANTAGES ET DES INCONVÉNIENTS DES MESURES D’APAISEMENT...................................61 TABLEAU 13 LAEQ,1H POUR DIFFÉRENTS DÉBITS ET VITESSES DES VÉHICULES..............................................................65


Rapport d’étude p. 1

1. SOMMAIRE La motoneige est une activité récréotouristique répandue au Québec. Le bruit est une problématique d’actualité pour les riverains qui vivent à proximité de ces sentiers. Dans cette étude, Soft dB s’est vu confier le mandat d’évaluer des moyens à caractère temporaire servant à réduire ce type bruit.

Pour y arriver, une partie de l’étude a été de répertorier des moyens recensés dans la littérature. De récentes études, telles que celle commandée par le ministère de l’Environnement finlandais en 2007, observent la propagation du bruit environnemental dans divers sites et pour différentes conditions d’utilisation.

Une autre partie du mandat de Soft dB a été de réaliser certains ouvrages et aménagements les plus prometteurs pour la réduction du bruit de motoneige ainsi que de tester leur efficacité tout en respectant le budget alloué pour ce mandat. Dans le cadre de la présente étude, les aménagements suivants ont été réalisés :

- mise en place d’un mur antibruit en neige;

- mise en place d’un mur antibruit en utilisant des balles de foin;

- installation d’un panneau radar de vitesse;

- installation de panneaux d’affichage des limites de vitesse.

En plus de ces aménagements, la méthodologie des essais et des mesures a été élaborée de manière à caractériser certains effets de la vitesse et de la distance sur la propagation du bruit dans l’environnement.

Les résultats pratiques ont d’abord été utilisés pour valider concrètement l’efficacité des moyens d’atténuation du bruit sur le terrain, mais aussi pour élaborer des modèles théoriques de propagation du bruit. Ces modèles ont été utilisés comme outil de référence servant à quantifier l’efficacité des moyens d’atténuation du bruit les plus prometteurs selon plusieurs configurations en faisant varier des paramètres tels que la vitesse de circulation, la distance des sentiers par rapport aux zones sensibles, le dimensionnement des murs antibruit...

Les résultats de cette étude permettent de dresser un portrait des moyens d’atténuation du bruit répertoriés, mesurés et simulés, de leurs principales caractéristiques ainsi que de leur efficacité relative. Les principaux moyens d’atténuation du bruit retenus, présentés au tableau synthèse (tableau S1), consistent à modifier les tracés en respectant des distances minimales avec les sentiers, réduire la vitesse des véhicules en zone sensible, mettre en place des écrans acoustiques dans des cas particuliers et encourager la fabrication et l’utilisation de motoneiges plus silencieuses. Les avantages et inconvénients des différents moyens retenus sont présentés au tableau S1 afin d’aider les gestionnaires de sentier à évaluer les meilleurs moyens à utiliser selon la situation qui leur est propre. De plus, une méthode d’estimation du bruit est proposée à partir des résultats de l’étude pour guider les gestionnaires lors de l’aménagement des sentiers ou lors du choix des écrans acoustiques adaptés aux problématiques de bruit.

Projet pilote : moyens d’atténuation du bruit causé par des motoneiges (Tableau Synthèse S1)


Moyens Descriptions Réduction du bruit (estimée) Type Qualificatif

Avantages

• Une des meilleures solutions pour réduire le bruit des riverains.

• Cette mesure se combine efficacement à d’autres moyens d’atténuation comme la réduction de vitesse en secteurs sensibles.

• Aucun coût supplémentaire. Modification du tracé des

sentiers

Le déplacement d'une partie d'un sentier peut modifier grandement l’impact du bruit chez certains riverains. Dans la planification des sentiers, le facteur le plus important est de garder une distance suffisante avec les zones sensibles au bruit.

Il est préférable d'avoir un obstacle entre les sentiers et les zones sensibles afin d'atténuer le bruit. Une colline, une butte de terre. Sans être aussi efficaces, les zones comprenant beaucoup d'arbres entre le sentier et les zones sensibles aideront également à réduire le bruit.

Jusqu’à 15 dB(A) en

positionnant un tracé à 150 m

d’une résidence plutôt qu’à 15 m

Planification du parcours

Inconvénients • La modification des tracés sur certains sites peut être difficile . Dans ces cas, d’autres moyens d’atténuation tels que l’implantation d’écran acoustique doivent être envisagés.

Avantages • Réduction de la vitesse égale réduction du bruit émis des motoneiges. • Possède un signal d’alarme lumineux lorsque la limite est dépassée. • Sensibilise le motoneigiste sur sa vitesse

Panneau radar

affichant la vitesse des

motoneigistes à chaque passage

Inconvénients

• Lors de nos essais, de jeunes motoneigistes ont testé les capacités de la vitesse de leur véhicule (biais observés).

• Le fait que la vitesse clignote ne semble pas donner le signal au motoneigiste que la vitesse est trop élevée.

• Le projet-pilote n’a pas permis de caractériser adéquatement l’influence de cette mesure sur le comportement d’un nombre statistiquement suffisant de motoneigistes.

• Le coût du panneau radar est important (plus de 15 000 $) (coût à titre indicatif). • Le panneau doit être surveillé pour éviter le vandalisme.

Avantages

• Réduction de la vitesse égale réduction du bruit émis des motoneiges. • Informe le motoneigiste que la zone est limitée en vitesse. En fait, les motoneigistes interrogés ne

semblaient pas bien connaître les limitations de vitesse près des zones résidentielles. • Faible coût.

Réduction de la vitesse

À partir des nombreux résultats de simulation et des résultats de mesures sur le terrain, nous concluons que le fait de réduire la vitesse de circulation des motoneigistes près des résidences permet de réduire le bruit de façon significative.

Le principal défi à cet égard est de trouver des moyens de faire respecter des limites de 30 km/h près des résidences.

Plusieurs moyens proposés dans la littérature devraient être explorés :

- Rétrécissement des voies à proximité des résidences;

- Meilleur affichage des limitations de vitesse;

- Conscientisation et information des motoneigistes face aux problématiques de bruit;

- Surveillance policière accrue.

Jusqu’à 19 dB(A)

Panneaux

d’affichage des limites de vitesse

à 30 km/h à proximité des

sites de Maniwaki et de

Davidson Inconvénients

• Installation et désinstallation à faire au début et à la fin de la saison. • Le projet-pilote n’a pas permis de se prononcer sur l’influence du comportement des

motoneigistes étant donné le manque de données statistiques pouvant servir à analyser cet impact.




Avantages • Faible coût d’installation, se fait avec un équipement assez courant, en l’occurrence une chargeuse. Coût

estimé : 1000 $/écran (250 m x 2.5 m) (coût à titre indicatif) • L’écran fond au printemps.

Remblai de neige

Inconvénients

• Nécessite l’accès à un volume de neige important près de l’écran. Ce volume de neige n’est pas disponible au début de la saison.

• Le site d’implantation doit être accessible pour une chargeuse. • La hauteur est variable au cours de la saison. • Utilisation de la neige de déneigement : celle-ci contient des contaminants tels que des sels de déglaçage et

du sable. À la fonte au printemps, l’aspect esthétique laisse à désirer (couleur brune). Quelques plaintes de citoyens ont été signalées à ce sujet.

• Un souffleur est difficilement utilisable pour monter des écrans hauts et plutôt abrupts. • Certains endroits ou certaines résidences sont susceptibles d’être incommodés par l’accumulation d’eau de

surface provenant de la fonte. Il peut devenir nécessaire de retirer les remblais avant la fonte des neiges pour éviter que les eaux de fonte s’infiltrent dans les bâtiments.

• L’écran doit être refait chaque année. • Des passages pour piétons doivent être aménagés sous forme de chicane si nécessaire. • Des limites de vitesse de 30 km/h doivent être apposées pour limiter les risques d’accident. • Un risque pour la sécurité des piétons est envisageable, car les motoneigistes sont peu audibles très près de

l’écran, endroit où celui-ci offre les meilleures atténuations du bruit.

Avantages • L’écran peut être installé avant la première bordée de neige. • Les balles de foin peuvent être entreposées et réinstallées pour environ 3 à 4 années. • Le foin peut être réutilisé (par exemple, pour la culture du champignon ou pour faire du compost).

Utilisation des écrans

acoustiques

Plusieurs configurations d’écrans acoustiques permettent des réductions du bruit de plus de 7 dB(A).

Cette mesure doit toutefois être utilisée selon certains critères de dimensionnement pour atteindre les objectifs de réduction du bruit.

Les écrans doivent généralement être combinés à des mesures d’apaisement de la vitesse pour présenter des performances intéressantes.

De 1 à 19 dB(A) selon la

configuration

Écran de balles de foin

Inconvénients

• L’accessibilité à des volumes importants de foin de seconde qualité est nécessaire. Il a été difficile de trouver un fournisseur unique pour un seul écran de 200 m. La majorité des fournisseurs locaux contactés gardaient de petites quantités pour leur propre usage.

• Le coût estimé1 est 8 fois plus important que le mur de neige : 8000 $/écran (250 m x 2 m ). • Le foin réutilisé au printemps est impropre à l’alimentation des animaux à moins de le protéger des

intempéries et des gaz d’échappement. • L’écran doit être retiré au printemps. • Un nettoyage du site est requis suite à la désinstallation. • L’aspect esthétique a été critiqué par quelques citoyens. • Les cervidés peuvent être attirés par le foin. Des panneaux d’affichage indiquant la présence possible de

cervidés ont été apposés à une certaine distance avant d’arriver à l’écran pour aviser les motoneigistes. • Des limites de vitesse de 30 km/h doivent être apposées pour restreindre les risques d’accident. • Un risque pour la sécurité des piétons est envisageable, car les motoneigistes sont peu audibles très près de

l’écran, endroit où celui-ci offre les meilleures atténuations du bruit.

1 Coûts payés lors de l’implantation des moyens d’atténuation à l’hiver 2009 par Soft dB. Ces prix sont présentés à titre indicatifs.




Avantages • Assure la quiétude maximale pendant les périodes critiques de la nuit. • Les limites peuvent être établies en concertation entre les riverains et les gestionnaires des

sentiers. Contrôle des

heures d'utilisation de

certains sentiers

Les conditions atmosphériques favorisent la propagation durant la nuit, période où la sensibilité des riverains est elle aussi plus importante. Afin de respecter les niveaux sonores exigés dans les zones sensibles, une heure d'ouverture et de fermeture stricte peut être mise en place dans certains sentiers, pour les secteurs où une telle mesure n’est pas déjà en place.

Maximale lors des périodes de fermeture

Réduction du bruit à la source

Inconvénients • L’application de la mesure et la gestion des pénalités pour les gestes délinquants.

Avantages • Responsabilisation des motoneigistes face à leur impact sur l’environnement. • Conscientisation à la problématique du bruit qui est associée au comportement du motoneigiste.

Information et formation pour

les motoneigistes

Les différents clubs de motoneige sont en mesure de former les motoneigistes à respecter certaines règles et à identifier les zones sensibles au bruit (par exemple, ajouter les zones sensibles sur les cartes des sentiers).

Il est important de donner le plus d'information possible aux usagers des sentiers afin qu'ils aient un comportement favorable à la réduction du niveau de bruit de leurs motoneiges tout en pratiquant avec plaisir leur sport préféré. De plus, il faut sensibiliser les gens face à l'augmentation du bruit que créent les modifications de performance des motoneiges.

Des messages (panneaux d’affichage) peuvent influencer positivement le comportement des motoneigistes, par exemple : CONDUISEZ LENTEMENT ET SILENCIEUSEMENT, DES GENS VIVENT ICI.

Jusqu’à 19 dB(A) en roulant 30 km/h plutôt qu’en accélérant au passage d’une zone sensible

Réduction à la source

Inconvénients • L’effet pouvant être obtenu ne sera pas nécessairement durable dans le temps. • Effet probablement moindre auprès de certains usagers aux comportements « délinquants » ou

« extrêmes » .




Avantages

• La réduction du bruit à la source est la méthode la plus efficace pour diminuer le bruit. Une diminution du bruit du véhicule correspond directement à une réduction du bruit émis dans l’environnement.

• Des technologies plus silencieuses existent déjà pour les chenilles, les moteurs, les silencieux, les admissions d’air, etc.

• Sensibilisation des utilisateurs et des fabricants aux équipements plus silencieux.

• Solution durable.

Politique à long terme

pour le contrôle du

bruit des motoneiges

Le choix de motoneiges plus silencieuses est un facteur important dans la réduction du bruit. Un resserrement de la réglementation pour les niveaux sonores maximaux autorisés par le gouvernement pour la commercialisation devrait être envisagé.

Par exemple, les niveaux sonores moyens observés entre les divers véhicules recensés par l’étude varient de 2 à 12 dB(A). Les écarts les plus marqués sont observés à basse vitesse.

L’affichage ou l’étiquetage des niveaux sonores (ou paramètre équivalent tel que les sones utilisés pour les appareils ménagers) des motoneiges par les fabricants pourraient aussi être bénéfiques à long terme pour aider les consommateurs à se tourner vers les produits plus silencieux.

Veiller à l’application de la Loi sur les véhicules hors route qui interdit toute autre modification du véhicule […] susceptible d'augmenter les émissions de bruit ou le rejet d'hydrocarbures dans l'environnement. Par exemple, afin de permettre l’application de cette loi, les agents de surveillance devraient être équipés d’un sonomètre portatif et munis d’une procédure permettant de vérifier le niveau sonore d’un véhicule stationnaire, ce qui faciliterait le contrôle des systèmes d'échappement modifiés. À cet effet, on retrouve actuellement la norme SAE J2567-2009 qui permet de mesurer le bruit des systèmes d’échappement des motoneiges stationnaires.

De 2 à 12 dB(A) entre les divers

modèles répertoriés dans

l’étude

Réduction du bruit à la source

Inconvénients • Délai moyen à long terme avant l’observation d’un changement pour les riverains.



2. INTRODUCTION L’Institut national de santé publique du Québec (INSPQ) s’est vu confier le mandat de voir à la réalisation d’une étude socioacoustique (ESA) sur le bruit causé par la circulation des motoneiges par un groupe de travail interministériel composé de représentants du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP) du ministère des Transports, du ministère des Affaires municipales et des Régions, du ministère du Tourisme et du ministère de la Santé et des Services sociaux.

L’étude comporte trois volets. Les deux premiers concernent la mesure de bruit des motoneiges comme source sonore ainsi que la perception et les effets du bruit (volets social et santé) et ceux-ci seront pris en charge par l’Université de Montréal. Le troisième volet, qui concerne le présent rapport, porte sur l’identification de moyens atténuant le bruit issu de la circulation des motoneiges ou minimisant sa propagation et sur la réalisation en projet pilote des moyens les plus prometteurs pour démontrer leur efficacité.

Les objectifs généraux du mandat actuel sont d’identifier, de réaliser et d’évaluer la performance de moyens à caractère temporaire pour l’atténuation du bruit causé par la circulation des motoneiges au voisinage de sentiers. Cette évaluation est faite à partir de réalisations concrètes en collaboration avec les clubs de motoneige et à partir de simulations acoustiques effectuées avec des logiciels spécialisés. L’ensemble du travail a été réalisé en collaboration avec l’équipe de recherche de l’Université de Montréal et le comité de suivi de l’Institut national de santé publique du Québec.

Les résultats de cette étude visent à fournir au groupe de travail interministériel des moyens d’atténuation du bruit émis par les motoneiges. Les moyens d’atténuation considérés dans l’étude sont les moyens les plus simples pouvant être à la portée des clubs de motoneige ou des municipalités du Québec.



3. INVENTAIRE DE MOYENS POTENTIELS D’ATTÉNUATION DU BRUIT

3.1. Revue de littérature

3.1.1. Moyens d’atténuation du bruit de motoneige Une revue de littérature a été effectuée afin d’identifier des moyens d’atténuation du bruit de motoneige. Les récentes études finlandaises (2008) [ 1 ] et américaines (2007) [ 2 ] proposent des moyens d’atténuation, ceux-ci sont présentés au Tableau 1. D’autres moyens d’atténuation ont aussi été tirés d’une étude du Motorcycle Industry Council (1992) [ 3 ].



Tableau 1 Tableau des recommandations [ 1 ][ 2 ][ 3 ][ 4 ] [ 7 ][ 8 ][ 9 ]

Recommandations Détails

Modifier le tracé des sentiers

Le déplacement d'une partie d'un sentier peut modifier grandement l’impact du bruit chez certains riverains. Dans la planification des sentiers, le facteur le plus important est de garder une distance suffisante avec les zones sensibles au bruit. Selon les résultats de l’étude finlandaise, une distance de protection de 50 mètres doit être conservée avec le sentier dans des secteurs résidentiels. À cette distance, une moyenne de moins de 55 dB(A) devrait être observée et les niveaux de bruit maximal instantané devraient demeurer sous les 60 dB(A). La zone de protection est plus large pour des secteurs récréatifs où la limite permise est de 45 dB(A) pour atteindre 300 m en terrain découvert.

Il faut également favoriser les zones comprenant beaucoup d'arbres et la présence de murs acoustiques naturels. Il est préférable d'avoir un obstacle entre les sentiers et les zones sensibles afin d'atténuer le bruit.

Réduire les limites de vitesse

En réduisant les limites de vitesse de certains sentiers, le niveau de bruit moyen diminue. En modifiant la limite de vitesse d'un sentier, on vise à obtenir aussi une conduite moins agressive, c'est-à-dire avec moins de moments d'accélération et de décélération. Le niveau de bruit lors d'une accélération est très élevé.

Contrôler les heures d'utilisation de certains sentiers

Les conditions atmosphériques favorisent la propagation du bruit durant la nuit, période où la sensibilité des riverains est elle aussi plus importante. Afin de respecter les niveaux sonores exigés dans les zones sensibles, une heure d'ouverture et de fermeture stricte peut être mise en place dans certains sentiers.

Réduire le niveau de bruit instantané des motoneiges

Les accélérations inutiles créent des niveaux de bruit instantané très élevés. Il faut les éviter le plus possible. Pour ce faire, le sentier doit être conçu en situant les zones d'accélération et de décélération aux endroits les plus appropriés. En contrôlant les vitesses et les règles des entrées et des sorties, on diminue les hauts niveaux de bruit instantané.



Tableau 1 Tableau des recommandations [ 1 ][ 2 ][ 3 ][ 4 ] [ 7 ][ 8 ][ 9 ] (suite)


Réduire le nombre de motoneiges seules ou les petits groupes

Dans l’étude du bruit des motoneiges au parc naturel de Yellowstone [ 2 ], on propose de réduire le nombre de motoneiges seules ou les petits groupes pour réduire l’impact sonore dans le milieu naturel.

Dans l’étude finlandaise[ 1 ], on note aussi que la notion de dérangement au bruit peut être influencée par les attentes des riverains. Par exemple, l’impact du bruit produit par le passage individuel d’une motoneige audible à une maison de campagne isolée peut être considéré comme étant plus fort que l’impact produit par un bruit continu d’une piste de motoneige achalandée dans une agglomération où le bruit résiduel est plus élevé.

Modification sur place des sentiers

Il est possible d'installer des écrans le long de certaines parties des sentiers. Ces écrans peuvent être soit naturels, soit constitués de panneaux absorbants fabriqués spécialement à cet effet. Le choix de l'écran varie selon les enjeux de l'endroit et le résultat désiré. Il est préférable d'installer ces écrans le plus près possible des sentiers et le plus éloigné possible des zones sensibles.

Les sentiers plus étroits sont préférables parce que le bruit se répand moins que sur les sentiers larges. Les sentiers sont en eux-mêmes réfléchissants. Plus un sentier est large, plus sa surface réfléchit le bruit aux alentours.

Information et formation pour les motoneigistes

Les différents clubs de motoneige sont en mesure de former les motoneigistes à respecter certaines règles et à identifier les zones sensibles. Il est important de donner le plus d'information possible aux usagers des sentiers afin qu'ils aient un comportement favorable à la réduction du niveau de bruit de leurs motoneiges tout en pratiquant avec plaisir leur sport préféré. De plus, il faut sensibiliser les gens face à l'augmentation du bruit que créent les modifications de performance des motoneiges.




Tableau 1 Tableau des recommandations [ 1 ][ 2 ][ 3 ][ 4 ] [ 7 ][ 8 ][ 9 ] (suite)


Réduction du bruit émis directement par les motoneiges

Les différents concessionnaires de motoneiges offrent maintenant certains modèles de motoneige moins bruyants. Avec l’achat d’un tel véhicule, il est donc possible pour les motoneigistes de contribuer directement à la réduction du bruit.

Utilisation de motoneiges 4 temps vs 2 temps

Plusieurs études démontrent que les motoneiges équipées d'un moteur à 4 temps sont plus silencieuses, surtout à basse vitesse, que celles ayant un moteur à 2 temps, notamment parce qu’un moteur à 4 temps échelonne son accélération sur plusieurs ratios.

Toutefois, pour un niveau de bruit égal à un moteur 2 temps, généralement le cas lors de la circulation à plus haute vitesse, il semble que les motoneiges ayant des moteurs à 4 temps sont audibles plus loin, car elles génèrent un bruit plus riche en basses fréquences. Ces basses fréquences se propagent mieux dans l’environnement que les hautes fréquences.



3.1.2. Caractérisation des sources de bruit Au Canada et aux États-Unis, les essais et les réglementations sur le bruit des motoneiges sont effectués selon les normes SAE J1161 et SAE J192 et dans des conditions contrôlées à une vitesse constante de 24 km/h et en accélération [ 4 ][ 5 ]. Le site des essais servant à la norme SAE J192 est présenté à la Figure 1.

Figure 1 : Test « pass-by » selon la norme SAE J192

Avec la collaboration de Bombardier Produits Récréatifs (BRP) et de l’ISMA (International Snowmobile Manufacturers Association), nous avons obtenu des données de bruit prises sur des motoneiges durant les deux dernières années par le Keweenaw Research Center (KRC) de la Michigan Technological University dans le cadre d'un projet confié par l'ISMA.

Ces mesures ont été prises selon une procédure dérivée de la norme SAE J1161, la seule exception à la norme est la vitesse du véhicule qui était de 56 km/h au lieu de 24 km/h. Les niveaux sonores maximaux instantanés Las,max (mode « lent ») ont donc été mesurés lors du passage de motoneiges à une distance de 15 m, avec un microphone placé à une hauteur de 1,2 m. Il s'agit de huit véhicules représentant la majorité des segments et tous les fabricants (deux véhicules pour chaque fabricant) en Amérique du Nord.

Les résultats sont une moyenne d’une saison hivernale complète et pour ce qui est des conditions de neige utilisées, celle-ci était damée et durcie. Ces données acoustiques sur les véhicules nord-américains ont été complétées à partir de la littérature [ 1 ] [ 2 ] pour différentes configurations de vitesse contrôlée. Les spectres et les niveaux de puissance sonore calculés sont présentés à la Figure 2. Des détails sur l’évaluation des puissances acoustiques pour chaque condition d’opération sont présentés à l’Annexe A. Sur le graphique ci-dessous, on constate que la puissance maximale est



mesurée lors de la phase d’accélération de la motoneige, qui est près de 8 dB(A) supérieurs au cas à 80 km/h. À la vitesse constante de 30 km/h, la puissance est environ 19 dB(A) moins forte que le cas en accélération.

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

10 100 1000 10000Fréquence [Hz]

Lw [d

B(A

)]

30 km/h

40kmh

56kmh

80kmh

Accélération

Figure 2 : Puissance acoustique d’une motoneige selon la condition d’opération



3.2. Inventaire des moyens potentiels d’atténuation du bruit à caractère temporaire Le Tableau 2 présente les moyens d’atténuation du bruit à caractère temporaire qui ont été considérés dans le cadre de cette étude, la plupart de ces moyens peuvent être mis en place au début de la saison hivernale et retirés au printemps.

Tableau 2 Moyens d’atténuation potentiels à caractère temporaire

Moyen proposé Description

Tester différentes configurations d’écran :

- Matériaux : mur de neige, écrans de bois, mur de balles de foin, etc.

- Dimension : hauteur, longueur.

Les écrans acoustiques demeurent une des mesures d’atténuation les plus répandues dans les cas de bruit routier. La hauteur des écrans est toutefois un facteur important et, en général, cette hauteur doit être d’au moins 3 m pour être efficace. Dans le cas des sentiers de motoneige, il est peu probable que la hauteur de l’écran puisse être si élevée. La proximité des écrans par rapport à la piste peut toutefois compenser une hauteur moins importante.

L’efficacité des écrans est également fonction du contenu spectral de la source. La signature spectrale des motoneiges sera donc un des facteurs à considérer pour évaluer l’efficacité d’écrans acoustiques.

Mesures d’apaisement de la circulation (vitesse, accélération)

- Panneau affichant la limite de vitesse;

- Panneau radar affichant la vitesse des motoneigistes;

- Aménagements destinés à rétrécir le passage du sentier (type goulot d’étranglement);

La vitesse est un paramètre important pour la caractérisation des bruits émis par les véhicules récréatifs.



Tableau 2 Moyens d’atténuation potentiels à caractère temporaire (suite)

Moyen proposé Description

Effet des tracés des sentiers

Il est évident que la distance d’un sentier par rapport aux points récepteurs a un effet direct sur les niveaux sonores. De même, les pentes ou les lignes droites suivant des courbes auront un effet sur l’impact sonore dû aux accélérations des véhicules.

Effet du surfaçage (degré de compression de la neige : fort ou faible, motifs lors du traçage, etc.)

Les surfaceuses permettent d’égaliser et de compacter la neige des sentiers de motoneige. Il est possible que l’état de la surface ait un effet sur les niveaux sonores produits par les motoneiges.



4. ÉVALUATION EXPÉRIMENTALE

4.1. Mise en place des moyens d’atténuation du bruit à caractère temporaire Un des mandats de cette étude est de réaliser des mesures sur des sites habités pour évaluer l’efficacité réelle de certains moyens d’atténuation du bruit de motoneige. Ces expérimentations ont d’abord servi à valider les modèles acoustiques. Les modèles acoustiques ont par la suite servi au calcul et à l’identification de multiples configurations des moyens d’atténuation à caractère temporaire.

ÉCRANS

L’efficacité des écrans acoustiques dépend de plusieurs variables telles que :

- La longueur de l’écran;

- La hauteur de l’écran;

- La distance entre le sentier et l’écran;

- Le contenu fréquentiel de la source (donc de la vitesse).

Différentes configurations d’écran ont d’abord été simulées afin d’identifier les meilleures configurations pour les tests. Ces simulations ont été réalisées à l’aide du logiciel d’acoustique prévisionnel Cadna-A. La configuration d’écran sonore optimal retenue pour les tests à partir de ces calculs est un mur de 2,5 m de hauteur et de 250 m de longueur (voir la carte de bruit à la Figure 3 et à la Figure 4). Ces dimensions ont été jugées optimales, car elles donnent des atténuations significatives et mesurables pour une construction réalisable. Les détails de la modélisation et les résultats sont présentés à l’Annexe B.

Figure 3 : Carte de bruit avec l’écran de

250 m à 2,5 m (vue en plan)

Figure 4 : Carte de bruit avec l’écran de

250 m à 2,5 m (vue isométrique en 3D)



MESURES D’APAISEMENT DE LA CIRCULATION

L’approche choisie pour quantifier les effets de la vitesse de circulation sur le bruit est d’effectuer des essais en conditions contrôlées. Plusieurs vitesses de circulation pouvant être représentatives des comportements des motoneigistes ont été retenues, soit 30 km/h, 40 km/h, 60 km/h, 80 km/h et en accélération.

Un panneau radar d’affichage de vitesse a également été mis en place pour tenter d’influencer le comportement des motoneigistes.

4.2. Évaluation des sites potentiels

Le repérage des sites a été fait à partir des observations faites sur le terrain par l’Université de Montréal. Les critères retenus pour le choix des sites sont :

- Utiliser un sentier linéaire pour les essais; - Permettre d’implanter et de retirer facilement des ouvrages servant à réduire le bruit; - Avoir des points de mesures accessibles pour les relevés acoustiques; - Obtenir une concentration de résidences assez importante pour atteindre un seuil de

20 répondants pour chaque zone de sondage; - Être situé à proximité de Montréal pour faciliter la réalisation des nombreuses

séances de mesures. Selon les précédents critères, les quatre principaux sites potentiels retenus par l’Université de Montréal pour l'implantation des mesures d'atténuation sont :

- Fort-Coulonge, MRC de Pontiac, Club de motoneige Les Pingouins - Maniwaki, MRC de la Vallée-de-la-Gatineau, Club de motoneige Les Ours blancs - Mont-Laurier, MRC d’Antoine-Labelle, Club de motoneige Les Sultans - Labelle-Est, MRC des Laurentides, Club de motoneige de Labelle

4.3. Identification des collaborateurs Les principaux partenaires pour l’exécution du projet sont monsieur Tony Leroux et madame Martine Gendron de l’Université de Montréal. Un travail important de coordination a été réalisé par eux pour implanter les moyens d’atténuation et intégrer les relevés sonores de performance acoustique à travers la campagne de relevés prévue pour la phase 2 de l’ESA (étude socioacoustique).

Les premiers contacts pour amorcer le projet ont été établis avec les personnes ressources des deux tables de concertation régionales pour les véhicules hors route des régions ciblées : Laurentides et Outaouais. Madame Julie Kennedy et monsieur Richard Gaudreault, les deux personnes ressources pour ces régions, nous ont apporté leur soutien pour nous introduire auprès des présidents des clubs de motoneige et des MRC concernées. De plus, elles nous ont livré des informations relatives à la problématique de bruit qui touche leur région respective.

Une fois en contact avec les municipalités, les MRC et les clubs de motoneige, des demandes de ressources humaines et financières ont été faites à chaque organisme pour faciliter l’implantation des moyens d’atténuation, et ce, afin d’assurer le bon déroulement du projet. Le contexte



économique actuel étant difficile, les contributions financières nous ont été refusées pour l’ensemble des municipalités, des MRC et des clubs contactés.

En revanche, le Club de motoneige Les Pingouins de Davidson et le Club de motoneige Les Ours blancs de Maniwaki ont assuré une collaboration très importante en ressources humaines. En effet, ces clubs ont offert dès le début du projet leur soutien à l’implantation probable des mesures d’atténuation dans leurs sentiers et ont participé activement aux séances de mesures qui ont eu lieu avant et après la mise en place des moyens d’atténuation du bruit. Les deux clubs de motoneige ont d’ailleurs fourni gracieusement les motoneiges et les pilotes nécessaires au bon déroulement de nos essais en conditions contrôlées. Nos principaux partenaires dans chacun des clubs sont madame Michelle Blais, vice-présidente du Club Les Ours blancs et l’abbé Nil Guillemette, président du Club Les Pingouins.

Les MRC et les municipalités ont donné leur autorisation pour l’implantation des moyens d’atténuation dans leur secteur. La municipalité de Davidson s’est même impliquée dans la surveillance et l’assistance pour l’implantation du mur de neige dans leur municipalité.

Le centre de services de Campbell’s Bay et la Direction territoriale de l’Outaouais (ministère des Transports) ont participé eux aussi activement au dossier en érigeant un des murs de neige ayant servi à l’étude et en fournissant des panneaux indicateurs pour assurer la sécurité des gens autour du site.

La collaboration de la Sûreté du Québec, des clubs de motoneige et du MTQ nous a permis de tester certaines mesures de réduction de la vitesse. La Sûreté du Québec de Campbell’s Bay a fourni et installé un panneau radar qui affiche la vitesse des véhicules sur le site de Davidson.

4.4. Lieux de réalisation des moyens d’atténuation du bruit Les deux sites retenus pour l’implantation des moyens d’atténuation sont Davidson et Maniwaki, tous deux situés en Outaouais (voir Figure 5). Pour ces deux sites, les clubs de motoneige étaient très motivés pour participer et collaborer aux essais.



Figure 5 : Localisation des deux sites retenus en Outaouais

La première contrainte est le coût d’implantation du mur de balles de foin. Un des objectifs de l’étude était de tester différents matériaux et les balles de foin étaient l’option la moins onéreuse à l’exception du mur de neige. La deuxième contrainte concernait la partie sondage des citoyens couverte par l’Université de Montréal. En fait, chacun des sites devait pouvoir obtenir la participation d'au moins 20 personnes pour rencontrer le nombre acceptable de répondants. Pour cette raison, le site de Labelle-Est a été écarté des premières sélections. La troisième contrainte pour l’implantation était la présence d’une zone tampon assez importante le long des sentiers pour pouvoir mettre en place des écrans acoustiques. D’ailleurs, pour cette raison, le site de Fort-Coulonge a été remplacé par celui de Davidson. Le site de Davidson est une municipalité voisine de Fort-Coulonge, dans la MRC de Pontiac, et couverte par le même club de motoneige : les Pingouins. Pour l’installation d’un mur antibruit en balles de foin, un des critères les plus importants était de trouver un fournisseur situé assez près du site. Nos recherches pour des balles de foin ont été infructueuses pour le site de Mont-Laurier. La plupart des agriculteurs possédaient des quantités limitées de balles de foin. Même pour le site de Maniwaki, celles-ci ont dû être livrées à partir de Gatineau.



4.5. Localisation et détails techniques sur l’implantation des moyens d’atténuation

4.5.1. Écran de balles de foin à Maniwaki Le mur de balles de foin a été implanté à l’est d’un sentier de motoneige dans la ville de Maniwaki. Ce sentier fait partie de l’emprise d’une ancienne voie ferrée et sert de piste cyclable en été. L’accès au site avec un tracteur muni de fourchettes a facilité la livraison et l’implantation du mur dans cette localité. De plus, le Club de motoneige Les Ours blancs avait accès à des équipements lourds pour pouvoir retirer et entreposer l’écran afin de le réutiliser au besoin pour les prochaines saisons de motoneige. Des schémas de la localisation de l’écran implanté sont présentés à la Figure 6 et à la Figure 7. La hauteur de l’écran de 2 m correspond à la hauteur de deux grosses balles de foin rectangulaires de 1 x 1 x 2 m empilées. En raison de la présence de résidences de part et d’autre de l’écran, un passage pour piétons sous forme de chicanes acoustiques a été aménagé en son centre. Des panneaux d’affichage de limite de vitesse à 30 km/h et d’autres indiquant la présence possible de cervidés ont été installés le long de l’écran pour limiter les risques d’accident.

Figure 6 : Schéma général de la localisation du mur de balles de foin à Maniwaki



Figure 7 : Schéma détaillé de la localisation du mur de balles de foin à Maniwaki



Les photos du site de Maniwaki, avant et après l’implantation du mur de balles de foin, sont présentées à la Figure 8, la Figure 9, la Figure 10, la Figure 11 et la Figure 12.

Figure 8 : Sentier Maniwaki direction nord, côté sentier

Figure 9 : Écran Maniwaki direction nord,

côté sentier

Figure 10 : Sentier Maniwaki direction sud,

côté sentier

Figure 11 : Écran Maniwaki direction sud, côté sentier

Figure 12 : Écran Maniwaki direction sud,

côté résidences



4.5.2. Remblai de neige à Davidson

À Davidson, un mur de neige a été mis en place à l’aide d’une chargeuse du ministère des Transports provenant du centre de services de Campbell’s Bay (voir la Figure 13 et la Figure 14). La municipalité de Davidson a aussi participé à l’implantation du mur en indiquant les endroits disponibles pour l’approvisionnement en neige. La présence de conduites d’eau sensibles au gel à proximité du site a constitué un problème. La neige ne pouvait être enlevée de certains secteurs afin d’éviter le bris des conduites.

Figure 13 : Schéma général de la localisation du mur de neige à Davidson



Figure 14 : Schéma détaillé de la localisation du mur de neige à Davidson

Les photos, avant et après l’implantation du mur de neige à Davidson, sont présentées à la Figure 15, la Figure 16, la Figure 17, la Figure 18 et la Figure 19. Sur ce site, il y avait peu d’emprise entre le sentier de motoneige et la route (< 2 m). Le recours à une chargeuse a permis de mettre en place un écran de 2,5 m de haut avec des pentes assez abruptes.

Figure 15 : Sentier Davidson direction sud

Figure 16 : Mur de neige Davidson direction

sud, côté résidences



Figure 17 : Sentier Davidson direction nord


nord, côté sentier


sud, côté sentier



4.5.3. Panneau radar de vitesse à Davidson

Un panneau radar pour afficher la vitesse de circulation des motoneigistes a été installé à l’extrémité nord du mur de neige (voir Figure 20). Une limite de 30 km/h a été programmée dans le panneau pour avertir les motoneigistes lors d’un dépassement de la vitesse permise. Lorsqu’il y a dépassement, le panneau clignote en affichant la vitesse enregistrée au passage du motoneigiste. Cette mesure d’atténuation a été implantée pendant 24 heures en simultané avec les relevés sonores de l’Université de Montréal.

Figure 20 : Panneau radar d’affichage de vitesse



4.6. Calendrier de réalisation du projet d’implantation et des relevés sonores Le projet d’implantation des moyens d’atténuation et des mesures de bruit a été réalisé durant la période allant de novembre 2008 à mars 2009. L’Annexe C présente le calendrier détaillé de l’implantation et des mesures.

4.7. Protocole général de mesure du bruit suivi par l’Université de Montréal pour les essais contrôlés

Des mesures de pression sonore ont été recueillies pour caractériser la propagation du bruit des motoneiges aux abords de deux sentiers choisis pour étudier l’effet d’une infrastructure temporaire d’atténuation du bruit (Maniwaki et Davidson). Pour ces deux sentiers, une série de quatre stations de mesure a été installée perpendiculairement au tracé du sentier à une distance croissante d’éloignement de 15, 30, 100 et 150 m (points GPS 124 à 127 pour Davidson) et de 15, 30, 100 et 185 m (GPS 142 à 148 pour Maniwaki). La série de quatre stations a été installée de façon à se trouver derrière la structure d’atténuation une fois celle-ci construite. Le repérage détaillé des points de mesure pris au GPS sur le site est présenté à la Figure 21 et à la Figure 22 pour les deux sites. Les punaises rouges correspondent aux extrémités du mur antibruit. La description détaillée des points GPS et la méthodologie sont présentées à l’Annexe D.

Figure 21 : Localisation des points GPS à Davidson



Figure 22 : Localisation des points GPS à Maniwaki

Les données ont été recueillies à deux moments distincts : avant et après l’installation de la structure d’atténuation du bruit. À chacun de ces moments, une motoneige a été utilisée pour effectuer des passages à vitesse contrôlée. Des passages aller-retour ont été effectués par un pilote qui veillait à contrôler la vitesse du véhicule à 30, 40, 50, 60 et 80 km/h. Trois passages aller-retour ont été effectués à chacune des vitesses mentionnées et trois passages additionnels, en accélération maximale.

Chaque passage de motoneige a été identifié à partir de l’enregistrement sonore fait à la station la plus proche du sentier (15 m) et isolé pour en faire une analyse distincte, de façon à obtenir les indicateurs Lae et le spectre acoustique moyenné sur la durée du passage de la motoneige. L’analyse a été répétée pour chacune des quatre stations de mesure. Les différences observées entre les mesures prises, avant et après l’installation, permettent d’estimer la valeur d’atténuation du bruit des motoneiges permise par la structure temporaire.

MOTONEIGES UTILISÉES

À Davidson, la motoneige utilisée pendant les essais en conditions contrôlées est celle du président du Club de motoneige local (voir Figure 23), soit une Polaris Classic Touring 700 cc (année 2003) équipée d’un moteur à 2 temps. La même motoneige et le même pilote ont effectué les essais avant et après l’implantation du mur de neige.

À Maniwaki, la vice-présidente du club de motoneige local a fourni la motoneige qui a été utilisée pendant les essais en conditions contrôlées (voir Figure 24) : une Bombardier modèle Legend 800 cc munie d’un moteur à 4 temps (année 2007). La même motoneige et le même pilote ont effectué les essais avant et après l’implantation du mur de neige.



Figure 23 : Polaris Classic Touring 700 cc

moteur 2 temps (2003), utilisée à Davidson

Figure 24 : Bombardier modèle Legend 800 cc moteur 4 temps (2007),

utilisée à Maniwaki

4.8. Paramètres d’évaluation des niveaux sonores Les niveaux sonores varient dans le temps et le choix des paramètres d’évaluation est important. À titre indicatif, la Figure 25 présente les niveaux sonores instantanés (Laf) mesurés à 15 m et 150 m en simultané lors du passage d’une motoneige à 60 km/h. À 15 m, seule une période de 5 secondes est nécessaire pour mesurer une variation de 10 dB(A) avec le niveau instantané maximal (Laf max). En revanche, à 150 m, la cloche que forme la courbe est beaucoup plus large et il faut 43 secondes pour obtenir une variation de 10 dB(A) avec le niveau maximal instantané. En fait, à plus longue distance, l’augmentation et la décroissance des niveaux sonores sont moins importantes, car la variation de la distance par rapport au point d’observation est beaucoup plus faible dans le temps.



30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55Temps (s)

L AF [

dB(A

)]

15m

150m

Figure 25: Laf mesurés à 15 m et 150 m en simultané lors du passage d’une motoneige à

60 km/h Le critère acoustique retenu pour quantifier le bruit de motoneige à chacun des points de mesure est le niveau d’exposition sonore Lae. Il s’agit en quelque sorte de la somme énergétique de tout l’évènement ramené sur une seconde (voir Figure 26). Ainsi, lors de phénomènes transitoires, le Lae tient compte des niveaux sonores mesurés pendant le passage de la motoneige et de la durée de l’évènement mesuré. Lors des essais en conditions contrôlées, la durée moyenne des évènements identifiées par l’université de Montréal a varié environ entre 20 et 33 secondes selon la vitesse de circulation de la motoneige.

Figure 26 : Mesure du niveau d’exposition Lae d’un phénomène transitoire



5. RÉSULTATS DES RELEVÉS SONORES Cette section présente les résultats de mesures obtenues sur les deux sites d’essais. Ces mesures visent tout d’abord à obtenir des résultats quantitatifs du bruit causé par les motoneiges avec et sans moyens d’atténuation du bruit. L’autre objectif est d’utiliser ces résultats expérimentaux pour valider un modèle théorique sur un logiciel d’acoustique prévisionnelle (voir Annexe E).

5.1. Mur de neige à Davidson

Les niveaux d’exposition sonore (Lae) mesurés à Davidson, avant et après la mise en place du mur de neige, sont présentés à la Figure 27 et à la Figure 28. L’atténuation du bruit par l’écran est présentée à la Figure 29. L’analyse détaillée des mesures est présentée au Tableau 3.



Tableau 3 Analyse des résultats de mesure à Davidson

Cas Observations

Lae sans écran

• À 15 m, les niveaux d’exposition Lae varient de 72 à 76 dB(A) selon la vitesse du véhicule.

• En réduisant la vitesse de circulation à 30 km/h, on obtient une réduction du bruit allant jusqu’à 6 dB(A), surtout pour les points situés à une distance inférieure à 100 m.

• À plus de 100 m, peu d’écart des niveaux sont observables en fonction de la vitesse2.

Lae avec écran • La circulation à basse vitesse permet de mesurer les niveaux sonores les plus bas.

Atténuation de l’écran

• L’écran est plus efficace aux points le plus près (jusqu’à 12 dB à moins de 30 m).

• À moins de 30 m, l’atténuation3 de l’écran est d’environ 2 à 3 dB(A) meilleurs à basse vitesse.

Écart type

Sur le terrain, les mesures ont été répétées six fois pour chaque vitesse de circulation. Les écarts statistiques entre chaque relevé démontrent la variation possible des niveaux sonores mesurés pour des conditions quasi identiques.

• Les variations des mesures avant l’implantation de l’écran sont plus importantes (jusqu’à près de 2 dB(A)). La séance de mesures après l’implantation de l’écran est plus stable, mais il y a tout de même un écart d’environ 1 dB(A) sur les mesures.

2 Lors des mesures, les effets météorologiques peuvent être importants lorsque les récepteurs sont situés à plus de

100 m du sentier. 3 La contribution et les différentes hauteurs de source de bruit de la motoneige à grande vitesse peuvent être une des

explications de cette baisse d’efficacité. Une autre étude plus poussée devrait être effectuée pour prouver ces hypothèses, cependant, cette vérification ne fait pas partie des objectifs du mandat actuel.



DAVIDSON [Sans écran]

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h

Figure 27 : Lae sans l’écran à Davidson

DAVIDSON [Avec écran (2.5m)]

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h

Figure 28 : Lae avec l’écran à Davidson

DAVIDSON [Efficacité]

-5

0

5

10

15

20

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)]

30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h

Figure 29 : Efficacité de l’écran à Davidson

DAVIDSON (Écart Type)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Éca

rt Ty

pe M

oyen

[dB(

A)]

Sans Écran Avec Écran

Figure 30 : Écart type mesuré à 60 km/h à Davidson



Les données météorologiques lors des séances de mesure avant et après l’implantation du mur sont présentées au Tableau 4. Dans les deux séances de mesures, le vent était défavorable à la propagation du bruit de la motoneige vers les points récepteurs. L’influence de la météo est plus importante pour les points éloignés, tel qu’il est démontré plus loin à la section 6.5.1.

Tableau 4 Données météorologiques des essais à Davidson

Dates Conditions météorologiques

22 janvier 2009

(sans écran)

Température : -3.6 ºC

Humidité relative : 82.3 %

Direction du vent : 257º (ouest)

Vitesse du vent : 3.6 m/s (13.0 km/h)

30 janvier 2009

(avec écran)







5.2. Écran de balles de foin à Maniwaki

Pour Maniwaki, les Lae et les atténuations mesurés pour l’écran sont présentés à la Figure 31, la Figure 32, la Figure 33 et la Figure 34. Les observations de ces résultats sont présentées au Tableau 5.

Tableau 5 Analyse des résultats de mesure à Maniwaki

Cas Observations

Lae sans écran

• L’accélération est le mode d’opération de la motoneige le plus bruyant.

• Pour la circulation à basse vitesse (30 km/h), les réductions du bruit vont jusqu’à 7 dB(A) pour certains points.

• Les conditions de propagation étant défavorables, aucune mesure de bruit émergente n’a pu être faite à 185 m, le point étant trop éloigné pour que le niveau sonore émerge du bruit ambiant.

Lae avec écran

• Les niveaux sonores Lae mesurés à basse vitesse sont les plus faibles (environ 60 dB(A) à 30 m).

• À 100 m, seule la circulation à 80 km/h a pu être mesurée en raison des conditions de propagation défavorables.

Atténuation de l’écran

• L’écran est très efficace à moins de 30 m, l’atténuation est de 15 à 17 dB(A) pour les vitesses constantes de 30 et de 40 km/h. L’atténuation est plus importante qu’à Davidson4.

• À 30 m, l’atténuation pour les cas d’accélération a été comparable à celle obtenue pour les plus basses vitesses.

• Comme à Davidson, l’atténuation de l’écran est meilleure d’environ 2 à 3 dB(A) à basse vitesse.

Écart type • L’écart type entre les mesures effectuées se situe en dessous de 1 dB(A) pour les deux séances de mesure.

4 Le type de motoneige (4 temps plutôt que 2 temps), le réchauffement du véhicule, l’effet absorbant de l’écran et la

configuration du site sont des hypothèses qui peuvent expliquer ces écarts de performance. Une autre explication pourrait être le fait que le bruit émis par la motoneige soit influencé par la température ambiante. Une étude plus poussée aurait été nécessaire pour quantifier ces phénomènes, cependant, cette vérification ne fait pas partie des objectifs du mandat actuel.



MANIWAKI [Sans écran]

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h Acc

Figure 31 : Lae sans de l’écran à Maniwaki

MANIWAKI [Avec écran (2m)]

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

LAE

[dB(

A)]


Figure 32 : Lae avec l’écran à Maniwaki

MANIWAKI [Efficacité]

-5

0

5

10

15

20

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB

(A)]


Figure 33 : Efficacité de l’écran à Maniwaki

MANIWAKI (Écart Type)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Éca

rt Ty

pe M

oyen

[dB(

A)]

Sans Écran Avec Écran

Figure 34 : Écart type mesuré à 60 km/h à Maniwaki



Les données météorologiques lors des deux relevés sonores sont présentées au Tableau 6. Le vent était plus favorable à la propagation lors des essais de performance le 22 janvier 2009.

Tableau 6 Données météorologiques lors des essais à Maniwaki

Dates Conditions météorologiques

15 janvier 2009

(sans écran)



Direction du vent : 207º (sud-ouest)


22 janvier 2009

(avec écran)





5.3. Mesures d’apaisement de la vitesse PANNEAU RADAR À DAVIDSON

Le panneau radar est un système d’affichage de la vitesse lors du passage du motoneigiste. L’objectif de ce panneau était d’indiquer au conducteur qu’il dépassait la vitesse permise qui était de 30 km/h dans le sentier, seuil de vitesse que nous avions fait programmer pour le panneau.

La mise en place du panneau radar à Davidson a entraîné des effets inattendus. Durant notre période d’essais qui a duré 24 heures, quelques jeunes motoneigistes sont venus tester la fiabilité de leur odomètre en comparant leur vitesse à celle affichée sur le panneau radar. Ces motoneigistes ont alors fait des essais à de très grandes vitesses. Les observations faîtes sur le terrain pour cette mesure d’apaisement de la vitesse n’ont donc pas été concluants.



6. MODÉLISATION DE L’EFFICACITÉ DES MOYENS D’ATTÉNUATION DU BRUIT DE MOTONEIGE

Un des objectifs du projet est de présenter l’efficacité des moyens d’atténuation à des gestionnaires de clubs de motoneige ou autres personnes ayant à mettre en place des moyens d’atténuation du bruit.

6.1. Validation des modèles théoriques à partir des résultats expérimentaux L’outil logiciel Cadna-A a été utilisé pour calculer les niveaux sonores produits par les motoneiges et caractériser l’efficacité des moyens d’atténuation du bruit. Ce logiciel utilise la méthode de calcul Harmonoise, le meilleur outil de calcul à notre connaissance pour la modélisation du bruit dans l’environnement. Ce récent outil mathématique a été développé par la communauté européenne en 2007 pour unifier les méthodes de calculs et avoir une meilleure représentation physique des phénomènes de propagation. De plus amples détails sur ce puissant outil de modélisation sont présentés à l’Annexe F.

Afin de valider la fiabilité du modèle Cadna-A, les deux sites, Maniwaki et Davidson, ont été modélisés et les résultats des calculs sont bien représentés par le modèle.

La Figure 35 compare les niveaux sonores mesurés et calculés pour le cas de Davidson sans et avec l’écran pour une vitesse de 60 km/h. Les écarts sont généralement inférieurs à 2 dB(A). Seul le point à 150 m présente un écart d’environ 5 dB(A) entre la mesure et le modèle. À cette distance, les effets météorologiques et les incertitudes de mesure peuvent facilement expliquer cet écart.

À la Figure 36, on présente un des cas de simulation à 60 km/h pour le site de Maniwaki. Les niveaux sonores modélisés, en tenant compte des effets météorologiques, permettent de bien reproduire les niveaux sonores mesurés sur le site.

N. B. Pour ces deux cas de simulation, le coefficient d’absorption du sol utilisé dans le modèle est de 0,5.



DAVIDSON [60 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

Simulé Sans écran (Harmonoise avec Météo) Simulé Avec écran (Harmonoise avec Météo)

Mesuré Sans Écran Mesuré Avec Écran

Figure 35 : Validation des modèles à Davidson – 60 km/h

MANIWAKI [60 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

Simulé Sans écran (Harmonoise avec Météo) Simulé Avec écran (Harmonoise avec Météo)

Mesuré Sans Écran Mesuré Avec Écran

Figure 36 : Validation des modèles à Maniwaki – 60 km/h



6.2. Description du modèle

Pour l’évaluation de l’efficacité des moyens d’atténuation, un site typique a été modélisé. Ce site consiste en :

- un terrain plat sans obstacle;

- un tracé du sentier de motoneige linéaire et de longueur quasi infinie;

- un sol ayant un coefficient d’absorption de 0.5 (c’est-à-dire similaire à celui déterminé dans les modèles de Davidson et de Maniwaki) où 0 = sol réfléchissant et 1 = sol absorbant;

- des récepteurs situés à 15 m, 30 m, 100 m et 150 m de la piste;

- des écrans sonores réfléchissants installés à 2 m du centre du sentier;

- des puissances de sources calibrées représentatives du bassin de véhicules nord-américains.

Une température de -4 °C et une humidité de 82 % ont été utilisées dans notre modèle et basées sur les conditions moyennes ayant servi à la validation de nos deux cas de référence. Dans le modèle, la classe d’ensoleillement utilisé est S4, c’est-à-dire favorable à la propagation sonore. Le vent dans les modèles est nul, donc sans effet sur la propagation sonore.

6.3. Efficacité des écrans acoustiques La longueur des écrans acoustiques a un rôle important sur la propagation du bruit vers les résidants vivant à proximité d’une piste. Pour bien comprendre l’influence de ce paramètre, quelques cartes de bruit sont présentées de la Figure 37 à la Figure 42. À partir des cartes de bruit, les deux principales observations pour la longueur de l’écran sont :

1) Plus le point à protéger est éloigné de l’écran, plus l’écran doit être long pour obtenir une réduction du bruit significative.

2) L’écran plus long va protéger une zone plus large de résidences.



Figure 37 : Aucun écran

Figure 38 : Écran de 125 m à 2,5 m





Figure 41 : Sans écran (vue en coupe)

Figure 42 : Avec écran de 250 m à 2,5 m (vue en coupe)



La perception que nous avons des niveaux de bruit fait en sorte qu'une réduction de 3 dB(A) du climat sonore est tout juste perceptible, tandis qu'un bruit dont l'intensité est réduite de 10 dB(A) est perçu comme étant deux fois moins fort. Par conséquent, pour que les résidants soient en mesure de percevoir un changement significatif du climat sonore, qui permettrait de justifier l’investissement pour des moyens d’atténuation du bruit, il est important que la réduction soit significative. Inspiré de la politique sur le bruit routier du MTQ, l’un des critères importants qui devrait guider la mise en place d’un écran est l’atteinte d’une réduction sonore minimale de 7 dB(A)5.

Des atténuations d’écran pour différentes dimensions d’écrans, longueurs et hauteurs, sont présentées sous forme graphique à la Figure 43, la Figure 44 et la Figure 45. Les principales observations sur l’efficacité des écrans sont répertoriées au Tableau 7.

5 L’un des critères utilisés par le MTQ pour justifier la mise en place d’un moyen d’atténuation dans l’approche

corrective de sa politique sur le bruit routier [ 7 ] est que l’atténuation obtenue doit être au moins de 7 dB(A).



Tableau 7 Principales observations sur l’efficacité des écrans acoustiques

Observations Descriptions détaillées

Utiliser des écrans longs

Le premier critère de sélection pour obtenir des écrans efficaces est la longueur. Approximativement, si on veut atteindre au moins 7 dB(A) d’efficacité, nous avons estimé que l’écran doit être au moins 4 fois plus long que la distance entre le récepteur à protéger et la voie de circulation.

Longueur minimale6 > 4 fois la distance entre le récepteur

à protéger et la piste de motoneige Équation 1

Par exemple, pour un récepteur à 60 m de la piste, l’écran de 1,5 m doit avoir au moins 250 m de long pour obtenir une atténuation d’au moins 7 dB(A).

Utiliser des écrans hauts

Plus l’écran sera haut, plus il sera efficace. Lorsqu’une longueur adéquate d’écran est déterminée, la hauteur de l’écran est un critère important pour ajuster le niveau d’atténuation visé au récepteur.

Par exemple, si on vise une atténuation de 9 dB(A) à un récepteur à 60 m, on choisira un écran de 250 m de long et de 3,5 m de haut. Le point récepteur devra être aligné près du centre de l’écran.

Les écrans sont plus efficaces à moins de 100 m

En règle générale, les écrans seront efficaces pour les points récepteurs à moins de 100 m de ceux-ci. Lorsque les récepteurs sont plus éloignés, on doit mettre en place des écrans hauts et très longs pour obtenir des niveaux acceptables d’atténuation.

Placer l’écran près du sentier

Dans nos simulations, l’écran est situé à 2 m du centre du sentier de motoneige. Plus un écran sera éloigné de la piste, plus il devra être haut pour compenser l’effet de la distance.

Par exemple, en ce qui a trait aux performances, l’écran de 1,5 m est plus sensible à l’éloignement du sentier (voir Figure 46) que l’écran plus haut à 2,5 m (voir Figure 47).

6 Cette atténuation est observée à partir des résultats de modélisation présentés à la Figure 43, la Figure 44 et la Figure

45 pour des sentiers linéaires et une vitesse de circulation de 60 km/h. Cette règle permet de donner un ordre de grandeur pour le dimensionnement des écrans. Lors de la conception, la dimension des écrans doit être validée en fonction de la hauteur d’écran, de la distance écran-récepteur et source-récepteur, de la vitesse de circulation des motoneiges et des cibles de réduction du bruit visées.



Effet de la longueur de l'écran à 60km/h (Hauteur à 1.5m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)]

Infini 500m 250m 125m 62.5m

Figure 43 : Atténuation en fonction de la longueur, hauteur fixe

de 1,5 m


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB

(A)]

Infini 500m 250m 125m 62.5m


de 2,5 m


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)]

Infini 500m 250m 125m 62.5m


de 3,5 m



Effet de la distance de l'écran par rapport au sentier ( H = 2.5m et 60 Km/h )

2

4

6

8

10

12

14

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)] 2m 4m 8m

Figure 46 : Atténuation en fonction de la distance de l’écran par

rapport au centre du sentier

Effet de la distance de l'écran par rapport au sentier ( H = 1.5m et 60 Km/h )

2

4

6

8

10

12

14

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)] 2m 4m 8m

Figure 47 : Atténuation en fonction de la distance de l’écran par

rapport au centre du sentier



EFFET DE LA VITESSE DE LA MOTONEIGE SUR L’EFFICACITÉ DES ÉCRANS ACOUSTIQUES

Dans les scénarios précédents, une vitesse de 60 km/h a été fixée pour les sources sonores. Des simulations effectuées pour diverses vitesses constantes de véhicules montrent que les effets de la vitesse de la motoneige sont négligeables sur l’atténuation des écrans de nos modèles (voir Figure 48).

La seule exception concerne les accélérations. Les écrans sont légèrement plus efficaces lorsque les véhicules sont en accélération. Le fait que les spectres des sources de bruit en accélération soient différents explique cet écart qui va jusqu’à environ 2 dB(A) à 30 m.

Effet de la vitesse sur l'atténuation p/r au cas de référence à 60km/h (L= 250m et H= 2.5m)

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

515 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB

(A)]

30 km/h 60 km/h 80 km/h Acc

Figure 48 : Efficacité d’un écran de 250 m à 2,5 m selon la vitesse d’une motoneige



6.4. Mesures d’apaisement de la circulation (vitesse, accélération)

À la base, la vitesse de la circulation des motoneiges a un impact majeur sur les niveaux sonores produits. Ainsi, plus la vitesse est grande, ou simplement lors d’une accélération, les impacts sonores près des sentiers sont plus forts. Par exemple, la puissance sonore mesurée à l’accélération est environ 19 dB(A) plus forte que celle à vitesse constante de 30 km/h (voir section 3.1.2). Cette donnée indique que la réduction du bruit passe d’abord par la réduction de la vitesse ou une gestion des endroits propices aux accélérations.

Des niveaux d’exposition au bruit Lae à différentes vitesses sont présentés à la Figure 49. Selon cette figure, si on veut limiter le Lae à 72 dB(A) aux résidences, à 30 km/h on peut circuler à 15 m d’une résidence, alors qu’il faut être à une distance de 150 m de cette même résidence pour pouvoir effectuer une pleine accélération.

LAE en fonction de la vitesse

50

55

60

65

70

75

80

85

90

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h ACC

Figure 49 : Lae en fonction de la vitesse



6.5. Variations inhérentes aux conditions environnementales

6.5.1. Effet des conditions météorologiques

La propagation du bruit dans l’environnement est influencée par la présence des effets météorologiques (voir section détaillée sur la propagation sonore à l’Annexe G). Certains modèles de calculs utilisés dans les logiciels de simulation permettent d’inclure une estimation de ces effets dans les résultats. D’ailleurs, le modèle de calcul Harmonoise permet d’estimer le niveau sonore en tenant compte de ces effets.

Les principaux effets météorologiques sont :

1) Le vent (direction et vitesse);

2) Le gradient thermique dû à l’ensoleillement (variation de la température de l’air en fonction de la hauteur par rapport au sol).

Afin d’illustrer les effets météorologiques, quelques scénarios de propagation ont été modélisés. À la Figure 50, la Figure 51 et la Figure 52, on présente trois cartes de bruit qui illustrent l’effet d’un vent favorable, défavorable et nul. On voit que les niveaux sonores varient fortement entre la condition de vent portant et de vent contraire.

Afin de quantifier les impacts des effets météorologiques sur l’efficacité des écrans acoustiques, des variations des niveaux sonores avec des effets météorologiques favorables, défavorables et neutres sont présentées à la Figure 53 et à la Figure 54. L’analyse des atténuations est présentée au Tableau 8.

Dans certaines conditions favorables à la propagation du bruit, force est de constater que les variations dues aux effets météorologiques sont plus importantes que les atténuations pouvant être apportées par un écran, notamment pour les récepteurs situés à plus de 50 m.

Tableau 8 Principales observations sur la performance des écrans acoustiques

Observations Descriptions détaillées

Effet du vent

(Figure 53)

Plus les récepteurs sont éloignés, plus l’effet est fort. À 150 m, l’effet d’un vent de 4 m/s (15 km/h) peut faire varier de 18 dB(A) les niveaux de bruit en comparant un vent porteur et un vent contraire.

Effet de l’ensoleillement

(Figure 54)

Le cas favorable à la propagation du bruit est généralement la nuit quand il n’y a aucune couverture nuageuse. Le cas défavorable est un cas de jour très ensoleillé, sans couverture nuageuse et sans vent. Le cas neutre est un cas de jour avec un ciel couvert.

À plus de 150 m, les variations maximales des niveaux sonores dues à l’effet de l’ensoleillement sont du même ordre de grandeur que celles observées avec le vent, soit environ 18 dB(A).7

7 Dans le modèle de calcul Harmonoise, peu d’informations sont disponibles actuellement sur les variations possibles

des effets de l’ensoleillement pour des conditions hivernales par rapport à des conditions estivales. L’hypothèse formulée pour la présentation de ces résultats est qu’elles sont similaires pour ces deux périodes.



Figure 50 : Vent favorable à la propagation

du son

Figure 51 : Vent défavorable à la propagation

du son

Figure 52 : Vent nul, conditions neutres



Effet du vent seulement à 60km/h (L= 250m et H= 2.5m)

-15

-10

-5

0

5

1015 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]E

FFE

T [d

B(A

)]

Favorable Neutre Défavorable

Figure 53 : Effet du vent selon la distance des points de mesure

Effet des classes de stabilité à 60km/h (L= 250m et H= 2.5m)

-15

-10

-5

0

5

1015 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

EFF

ET

[dB

(A)]

Favorable Neutre Défavorable

Figure 54 : Effet de l’ensoleillement (ou classes de stabilité) selon la distance des points de

mesure



6.5.2. Effet du type de neige

À partir de la revue de littérature, deux conditions de neige ont été définies : une condition de neige dure et une condition de neige molle [ 1 ]. La neige dure (surface glacée ou compressée) est celle qui est la plus réfléchissante sur le plan acoustique et qui va permettre au son de se propager le plus loin. En revanche, la condition de neige molle est la plus absorbante, elle permet donc de mieux absorber les ondes acoustiques qui sont réfléchies au sol.

Nos modèles théoriques ont été validés avec nos résultats sur le terrain (Maniwaki et Davidson) : des conditions de neige molle, c’est-à-dire absorbante. Ce type de sol a été utilisé tout au long de nos simulations et la variable qui le caractérise dans nos modèles est le coefficient d’absorption qui a été fixé à 0,5. Des détails sur la caractérisation du type de sol sont présentés à l’Annexe E.

L’effet des conditions de neige est plus fort lorsque la distance des récepteurs augmente (voir Figure 55). À plus de 100 m, l’augmentation des niveaux sonores est de plus de 7 dB(A) avec une neige dure. Il n’est évidemment pas possible de contrôler ce paramètre sur le terrain. On peut néanmoins s’attendre à des augmentations des niveaux sonores lorsque l’on a des conditions de neige dure suite à des effets climatiques.

Effet de la neige sur la propagation du bruit

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

8010 110 210 310 410 510 610 710 810 910

Distance [m]

L AFM

AX [d

B(A

)]

Neige molle (Étude Finlande) Neige dure (Étude Finlande)SIM Coeff. 0.5 et Classe de stabilité S3 SIM Coeff. 0 et Classe de stabilité S3

Figure 55 : Niveaux sonores maximaux instantanés (Laf, max) selon le type de neige au sol



7. SYNTHÈSE DES RECOMMANDATIONS

7.1. Moyens d’abaisser le bruit des motoneiges À partir des observations tirées des mesures sur le terrain, de la revue de littérature et des modèles théoriques de propagation du bruit de motoneige dans l’environnement, plusieurs moyens de réduire le bruit des motoneiges sont possibles. Le Tableau 9 présente nos principales recommandations concernant les moyens pour réduire le bruit des motoneiges. Plusieurs de ces moyens d’atténuation du bruit de motoneige sont reliés les uns aux autres et l’application d’un seul de ces moyens ne garantit pas de réduction du bruit suffisante pour éliminer tout problème de gêne. Par exemple, le gain obtenu avec la mise en place d’un écran acoustique peut entièrement être annulé si les motoneigistes ont des comportements excessifs dans les sentiers (vitesse et accélération).



Tableau 9 Tableau synthèse des principales recommandations pour réduire le bruit des motoneiges

Moyens Descriptions

Approximation pour la

réduction du bruit

Modification du tracé des sentiers

Le déplacement d'une partie d'un sentier peut changer grandement l’impact du bruit chez certains riverains. Dans la planification des sentiers, le facteur le plus important est de garder une distance suffisante avec les zones sensibles au bruit.

Il est préférable d'avoir un obstacle entre les sentiers et les zones sensibles afin d'atténuer le bruit. Une colline, une butte de terre. Sans être aussi efficaces, beaucoup d'arbres entre le sentier et les zones sensibles aideront également à réduire le bruit.

Jusqu’à 15 dB(A) en

positionnant un tracé à 150 m

d’une résidence plutôt qu’à

15 m

Réduction de la vitesse

À partir des nombreux résultats de simulation et des résultats de mesures sur le terrain, le fait de réduire la vitesse de circulation des motoneigistes près des résidences permet de réduire le bruit de façon significative.

Le principal défi ici est de trouver des moyens de faire respecter des limites de 30 km/h près des résidences.

Plusieurs moyens proposés dans la littérature devraient être explorés :

- Rétrécissement des voies à proximité des résidences;

- Meilleur affichage des limitations de vitesse;

- Conscientisation et information des motoneigistes aux problématiques de bruit;

- Surveillance policière accrue.

Jusqu’à 19 dB(A)



Tableau 9 Tableau synthèse des principales recommandations pour réduire le bruit des motoneiges (suite)

Moyens Descriptions


réduction du bruit

Utilisation des écrans acoustiques

Plusieurs configurations d’écrans acoustiques peuvent produire des réductions du bruit de plus de 7 dB(A).

Cette mesure doit toutefois être utilisée selon certains critères de dimensionnement pour atteindre les objectifs de réduction du bruit.

Les écrans doivent généralement être combinés à des mesures d’apaisement de la vitesse pour présenter des performances intéressantes.

De 1 à 19 dB(A) selon la

configuration

Voir les détails à la section 6.3

Politique à long terme pour le contrôle du bruit des motoneiges

Le choix de motoneiges plus silencieuses est un facteur important dans la réduction du bruit. Un resserrement de la réglementation pour les niveaux sonores maximaux autorisés par le gouvernement pour la commercialisation devrait être envisagé.

Par exemple, les niveaux sonores moyens observés entre les divers véhicules recensés par l’étude varient de 2 à 12 dB(A). Les écarts les plus marqués sont observés à basse vitesse (voir Tableau A. 3).

L’affichage ou l’étiquetage des niveaux sonores (ou paramètre équivalent tel que les sones utilisés entre autres pour certains appareils ménagers) des motoneiges par les fabricants pourraient aussi être bénéfiques à long terme pour aider les consommateurs à se tourner vers les produits plus silencieux.

Veiller à l’application de la Loi sur les véhicules hors route qui interdit toute autre modification du véhicule […] susceptible d'augmenter les émissions de bruit ou le rejet d'hydrocarbures dans l'environnement. [ 11 ] Par exemple, afin de permettre l’application de cette loi, les agents de surveillance devraient être équipés d’un sonomètre portatif et munis d’une procédure permettant de vérifier le niveau sonore d’un véhicule stationnaire, ce qui faciliterait le contrôle des systèmes d'échappements modifiés [ 6 ]. À cet effet, on retrouve actuellement la norme SAE J2567-2009 qui permet de mesurer le bruit des systèmes d’échappement des motoneiges stationnaires [ 13 ].

De 2 à 12 dB(A) entre les divers modèles répertoriés dans

l’étude



Tableau 9 Tableau synthèse des principales recommandations pour réduire le bruit des motoneiges (suite)

Moyens Descriptions


réduction du bruit

Contrôler les heures d'utilisation de certains sentiers

Les conditions atmosphériques favorisent la propagation du bruit durant la nuit, période où la sensibilité des riverains est elle aussi plus importante. Afin de respecter les niveaux sonores exigés dans les zones sensibles, une heure d'ouverture et de fermeture stricte peut être mise en place dans certains sentiers, pour les secteurs où une telle mesure n’est pas déjà en place.

Maximale lors des périodes de fermetures

Information et formation pour les motoneigistes

Les différents clubs de motoneige sont en mesure de former les motoneigistes à respecter certaines règles et à identifier les zones sensibles au bruit (par exemple, ajouter les zones sensibles sur les cartes des sentiers).

Il est important de donner le plus d'information possible aux usagers des sentiers afin qu'ils aient un comportement favorable à la réduction du niveau de bruit de leurs motoneiges tout en pratiquant avec plaisir leur sport préféré. De plus, il faut sensibiliser les gens face à l'augmentation du bruit que créent les modifications de performance des motoneiges.


Jusqu’à 19 dB(A) en roulant 30 km/h plutôt qu’en accélérant au passage d’une zone sensible.



7.2. Bilan des avantages, contraintes et coûts de réalisation

7.2.1. Écrans acoustiques

La taille des écrans retenue pour les essais terrain est de 250 m x 2m et 2,5 m de hauteur. La mise en place de ces écrans a nécessité la majeure partie des budgets destinés à la réalisation des expérimentations pour le projet. Les coûts d’installation pour des écrans acoustiques en remblai de neige et en balles de foin sont présentés au Tableau 10. Selon ce tableau, le remblai de neige est huit fois moins coûteux pour l’utilisation durant une seule saison. Étant donné que le foin est réutilisable pour trois ou quatre saisons, le coût du matériel peut être amorti sur une plus longue période d’utilisation. L’expérience obtenue suite à la mise en place des deux moyens d’atténuation permet d’identifier plusieurs avantages et contraintes pour chacun des types d’écran. Les principales observations sont présentées au Tableau 11. Selon nos observations, le mur de neige semble être la solution la plus avantageuse en raison du coût plus faible et de la simplicité de mise en place. En ce qui a trait au matériel utilisé pour les écrans antibruit, on a constaté que l’écran de balles de foin se recouvre lui aussi de neige au courant de la saison et présente donc des propriétés acoustiques comparables à celle du mur de neige. Ainsi, afin de mieux protéger les balles de foin des intempéries et des gaz d’échappement, on pourrait utiliser des écrans de balles de foin rondes emballées dans des sacs de plastique et obtenir des performances acoustiques équivalentes à celles du mur de neige.



Tableau 10 Ventilation des coûts pour les écrans acoustiques

Type d’écran Dimensions

Temps mise en

place

Frais Coût total estimé8 Remarques

Remblai de neige

2.5 m x

250 m

12 heures

960 $/installation avec la chargeuse 960 $

Coûts essentiellement liés à la main-d’œuvre. Des coûts supplémentaires peuvent être nécessaires au cas où l’écran devrait être démoli au printemps.


2 m X

250 m

12 heures

4 000 $/200 balles de foin 2 000 $ pour 4 transports 600 $/installation avec le tracteur 1 400 $/récupération du foin à la fin de la saison de motoneige

8 000 $ pour la première saison

Environ

2 000 $9/saison supplémentaire

(max 4 ans)

Des balles de foin de seconde qualité destinées à la culture des champignons ont été utilisées. Les coûts de transport sont élevés.

8 Coûts payés lors de l’implantation des moyens d’atténuation à l’hiver 2009 par Soft dB. Ces prix sont présentés à titre indicatifs. 9 Coût estimé pour l’installation, la désinstallation et l’entreposage chaque saison.



Tableau 11 Bilan des avantages et des inconvénients des écrans Type

d’écran Qualificatif Descriptions

Avantages

• Faible coût d’installation qui se fait avec un équipement assez courant, en l’occurrence une

chargeuse. Coût estimé10 : 1000 $/écran (250 m x 2.5 m) • L’écran fond au printemps.

Remblai de neige

Inconvénients

• Nécessite l’accès à un volume de neige important près de l’écran. Ce volume de neige n’est pas

disponible au début de la saison. • Le site d’implantation doit être accessible pour une chargeuse. • La hauteur est variable au cours de la saison. • Utilisation de la neige de déneigement : celle-ci contient des contaminants tels que des sels de

déglaçage et du sable. À la fonte au printemps, l’aspect esthétique laisse à désirer (couleur brune). Quelques plaintes de citoyens ont été signalées à cet égard.

• Un souffleur est difficilement utilisable pour monter des écrans hauts et plutôt abrupts. • Certains endroits ou certaines résidences peuvent être incommodés par l’accumulation d’eau de

surface provenant de la fonte (une plainte a été déposée à la municipalité à ce sujet pour un des écrans érigés lors du projet). Il peut devenir nécessaire de retirer les remblais avant la fonte des neiges pour éviter que les eaux de fonte s’infiltrent dans les bâtiments.

• L’écran doit être refait chaque année. • Des passages pour piétons doivent être aménagés sous forme de chicane si nécessaire. • Des limites de vitesse de 30 km/h doivent être apposées pour réduire les risques d’accident. • Un risque pour la sécurité des piétons est envisageable, car les motoneigistes sont peu audibles très

près de l’écran, endroit où celui-ci offre les meilleures atténuations du bruit.




Tableau 11 Bilan des avantages et des inconvénients des écrans (suite) Type

d’écran Qualificatif Descriptions

Avantages

• L’écran peut être installé avant la première bordée de neige. • Les balles de foin peuvent être entreposées et réinstallées pour environ trois à quatre années. • Le foin peut être réutilisé (par exemple, pour la culture du champignon ou pour faire du compost).


Inconvénients

• L’accessibilité à des volumes importants de foin de seconde qualité est nécessaire. Il a été difficile de trouver un fournisseur unique pour un seul écran de 200 m. La majorité des fournisseurs locaux contactés gardaient de petites quantités pour leur propre usage.

• Le coût estimé11 est 8 fois plus important que le mur de neige : 8000$/écran (250 m x 2 m ). • Au printemps, le foin pourrait être devenu impropre à l’alimentation des animaux à moins de le

protéger des intempéries et des gaz d’échappement. • L’écran doit être retiré au printemps. • Un nettoyage du site est requis suite à la désinstallation. • L’aspect esthétique a été critiqué par quelques citoyens. • Les cervidés peuvent être attirés par le foin. Des panneaux d’affichage indiquant la présence possible

de cervidés ont été apposés à une certaine distance avant d’arriver à l’écran pour aviser les motoneigistes.

• Des limites de vitesse de 30 km/h doivent être apposées pour restreindre les risques d’accident. • Un risque pour la sécurité des piétons est envisageable, car les motoneigistes sont peu audibles très

près de l’écran, endroit où celui-ci offre les meilleures atténuations du bruit.




7.2.2. Mesures d’apaisement de la circulation (vitesse, accélération) Les deux mesures d’apaisement de la vitesse testées sont présentées au Tableau 12. Aucun coût direct n’a été comptabilisé pour ces deux mesures. Le panneau radar a été installé, ajusté et fourni par la MRC de Pontiac et la Sûreté du Québec de Campbell’s Bay. Pour les panneaux d’affichage concernant la vitesse, les clubs de motoneiges en possédaient déjà quelques-uns et les autres ont été fournis par le centre de services de Campbell’s Bay du ministère des Transports. Les panneaux ont ensuite été installés par les clubs de motoneige.



Tableau 12 Bilan des avantages et des inconvénients des mesures d’apaisement

Moyens Qualificatif Descriptions

Avantages

• Réduction de la vitesse égale réduction du bruit émis des motoneiges.

• Possède un signal d’alarme lumineux lorsque la limite est dépassée.

• Sensibilise le motoneigiste sur sa vitesse

Panneau radar qui affiche la vitesse des motoneigistes à chaque passage

Inconvénients

• Lors de nos essais, de jeunes motoneigistes ont testé les capacités de la vitesse de leurs véhicules (biais observés).

• Le fait que la vitesse clignote lors des dépassements de la limite permise ne semble pas donner le signal au motoneigiste que la vitesse est trop élevée. Le panneau-radar n’a pas été en mesure de limiter la vitesse de circulation.

• Le projet-pilote n’a pas permis de caractériser adéquatement l’influence de cette mesure sur le comportement d’un nombre statistiquement suffisant de motoneigistes.

• Le coût estimé12 du panneau radar est important (plus de 15 000 $).

• Le panneau doit être surveillé afin d’éviter le vandalisme.

Avantages

• Réduction de la vitesse égale réduction du bruit émis des motoneiges.

• Informe le motoneigiste que la zone est limitée en vitesse. En fait, les motoneigistes interrogés ne semblaient pas bien connaître les limitations de vitesse près des zones résidentielles.

• Faible coût.

Panneaux d’affichage des limites de vitesse à 30 km/h à proximité des sites de Maniwaki et de Davidson

Inconvénients

• Installation et désinstallation à faire au début et à la fin de la saison.

• Le projet-pilote n’a pas permis de se prononcer sur l’influence du comportement des motoneigistes étant donné le manque de données statistiques pouvant servir à analyser cet impact.

12 Coûts observés lors de l’implantation des moyens d’atténuation à l’hiver 2009 par Soft dB. Ces prix sont présentés à titre indicatifs.



7.3. Méthode d’estimation des niveaux sonores aux résidences et des moyens d’atténuation du bruit

Afin d’identifier le plus clairement possible les moyens d’atténuer le bruit des motoneiges, une démarche simplifiée est proposée par Soft dB pour définir la problématique de bruit et orienter le choix des moyens d’atténuation.

7.3.1. Sélection du Lae produit par une motoneige au site ciblé À partir du Lw (puissance acoustique moyenne) estimé pour l’ensemble des véhicules nord-américains (voir section 3.1.2), on a modélisé les niveaux d’exposition sonore d’un véhicule nord-américain typique pour trois vitesses d’utilisation (voir Figure 56). La première étape consiste donc à sélectionner le Lae pour le site sensible et pour la vitesse de circulation sur le sentier.

Exemple 1 :

Pour notre exemple, on a sélectionné une motoneige à 30 km/h et un site sensible situé à 30 m du sentier, ce qui nous donne un Lae de 68 dB(A).

Figure 56 : Lae pour différentes vitesses



7.3.2. Choisir la période d’évaluation pour le bruit

Si on se base sur la note d’instruction 98-01 sur le bruit du MDDEP, on pourrait, par exemple, choisir un critère d’évaluation Laeq,1h pour tenir compte de la moyenne des niveaux sonores produits par la motoneige pendant 1 heure.

Il faut alors ramener le niveau Lae (qui est sur 1 seconde) à un niveau Laeq,1h (pour une période de 1 heure). Le calcul du Laeq ramené sur une période de temps est obtenu selon l’équation suivante :

Laeq, 1h = Lae - 10*log(T) Équation 2

Où T est la durée d’évaluation en secondes (s). Exemple 1 (suite) :

Pour notre exemple 1 à 30 km/h et à 30 m, la correction est :

Laeq, 1h = Lae – 10*log (3 600 s)

Laeq, 1h = 68 dB(A) – 35,6 dB(A) Laeq, 1h = 32,4 dB(A)



7.3.3. Correction pour le débit

Tous les résultats Lae discutés jusqu’à maintenant sont la contribution d’une seule motoneige. Il faut ajouter l’effet du débit de motoneiges pour la période d’évaluation. La contribution du débit de motoneiges peut être calculée selon l’Équation 3.

Laeq, 1h (Y motoneiges) = Laeq, 1h (1 motoneige) + 10*log(Y) Équation 3

Où Y est la quantité de motoneiges pour la période T d’évaluation. Exemple 1 (suite) :

Si, pour notre exemple, nous avons un achalandage de 10 motoneiges/heure, le calcul est :

Laeq, 1h (10 motoneiges) =32.4 dB(A) + 10*log(10) Laeq, 1h (10 motoneiges) =32.4 dB(A) + 10 dB(A)

Laeq, 1h = 42,4 dB(A)

Ainsi, les résultats obtenus pour un débit de 10 motoneiges/h à 30 km/h sont présentés à la Figure 57.

LAEQ 1h en fonction du nombre de motoneiges à 30 Km/h

20

25

30

35

40

45

50

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AEQ

1h [

dB(A

)]

1 motoneige à 30 Km/h10 motoneiges à 30 Km/h

Figure 57 Laeq, 1h pour une motoneige et pour dix motoneiges

Afin de simplifier d’avantage la démarche, le Tableau 13 rassemble les Laeq, 1h estimés pour différents débits et vitesses de motoneige. Ce tableau est calculé à partir des données de la Figure 56, de l’Équation 2 et de l’Équation 3.



Tableau 13 Laeq,1h pour différents débits et vitesses des véhicules Distance entre le récepteur et le sentier (en mètres) 15 m 30 m 100 m 150 m

Vitesse véhicule (km/h)

30 60 Acc. 30 60 Acc. 30 60 Acc. 30 60 Acc.

1 36,5 40,5 52,0 32,5 36,5 48,3 24,2 28,2 39,3 21,2 25,2 35,7 5 43,5 47,5 59,0 39,5 43,5 55,3 31,2 35,2 46,3 28,2 32,2 42,7 10 46,5 50,5 62,0 42,5 46,5 58,3 34,2 38,2 49,3 31,2 35,2 45,7 20 49,5 53,5 65,0 45,5 49,5 61,3 37,2 41,2 52,3 34,2 38,2 48,7 40 52,6 56,6 68,1 48,6 52,6 64,4 40,3 44,3 55,4 37,3 41,3 51,8 80 55,6 59,6 71,1 51,6 55,6 67,4 43,3 47,3 58,4 40,3 44,3 54,8

Déb

it

(Véh

icul

es/h

)

160 58,6 62,6 74,1 54,6 58,6 70,4 46,3 50,3 61,4 43,3 47,3 57,8

7.3.4. Choix de la cible à atteindre

Avant de choisir le moyen d’atténuation du bruit, il est important de choisir le niveau sonore maximal que l’on veut autoriser. Par exemple, le niveau maximal autorisé pour les sources fixes par le MDDEP près d’une résidence est de Laeq,1h 40 dB(A) la nuit et de Laeq,1h 45 dB(A) le jour.

Exemple 1 (suite) :

Si on revient à notre exemple, il faudrait réduire le bruit d’environ 2,5 dB(A) à la résidence située à 30 m pour respecter le critère de Laeq,1h 40 dB(A) la nuit qui s’étend entre 19 h et 7 h.

7.3.5. Choix des moyens d’atténuation Quand la cible de réduction est fixée, il faut choisir le meilleur moyen d’atténuation en fonction de la problématique. Lors du choix des moyens d’atténuation, il est important d’essayer de viser au moins 7 dB(A) d’atténuation quand c’est possible afin que les résidants impactés voient une nette amélioration des conditions sonores.

Exemple 1 (suite) SOLUTION A : Éloignement du sentier

Dans notre exemple, on pourrait d’abord penser à faire passer le sentier plus loin, à au moins 50 m, pour atteindre le Laeq,1h 40 dB(A) ou idéalement 80 m (voir Figure 57) si on désire que les résidants voient une nette amélioration.

Exemple 1 (suite) SOLUTION B : Écran acoustique

Si la solution qui semble la plus appropriée est de mettre en place un écran acoustique, il faut se baser sur les performances d’écrans proposées à la section 6.3. Pour le critère de longueur, on peut viser 4 x 30 m (voir l’Équation 1), soit 120 m de long. Pour la hauteur, 1,5 m sera suffisant pour atteindre une atténuation d’environ 7 dB(A) (voir Figure 43).



8. BIBLIOGRAPHIE

[ 1 ] FINLAND. MINISTRY OF ENVIRONNEMENT (2008). The Finish Environnement 33em Snowmobile Noise.

[ 2 ] Burson, Shawn (2007). Natural Soundscape Monitoring in Yellowstone National Park, Décembre 2006-Mars 2007, p. 47.

[ 3 ] Williams, James, Delaney, J.C. (1992). Noise management and sound testing, Motorcycle Industry Council.

[ 4 ] SAE (Révisé mars 2003). Maximum Exterior Sound Level for Snowmobiles. SAE J192.

[ 5 ] SAE (Révisé mars 1983). Operational Sound Level Measurement Procedure for Snow Vehicles. SAE J1161.

[ 6 ] Bombardier Produits Récréatifs. Consultation publique sur les véhicules hors route, Laval, juin 2005. p. 9-11.

[ 7 ] QUÉBEC. MINISTÈRE DES TRANSPORTS (1998). Politique sur le bruit routier, p. 4

[ 8 ] Daily John (2002). Supplemental Over-Snow Vehicle Sound Level Measurements, Yellowstone and Grand Teton National Parks and John D. Rockefeller, Jr. Memorial Parkway, février, p. 7

[ 9 ] Krause, Bernie (2003). Field Anaylsis of Snowmobile Sound Pressure Levels Measured in Yellowstone National Park, 13-14 février, p. 2.

[ 10 ] Menge, Cristopher (2002). Noise Data from Snowmobile Pass-bys : The signifiance of frequency Content, SAE, p. 9.

[ 11 ] QUÉBEC. Loi sur les véhicules hors route, LRQ, chapitre V-1.2, chapitre 2, article 6, 1996, c. 60, a. 6; 2006, c. 12, a. 3.

[ 12 ] Bruel & Kjaer (Révisé juin 1994), Mesures acoustiques, p. 17.

[ 13 ] SAE (2009). Measurement of Exhaust Sound Levels of Stationary Snowmobiles. SAE J2569.



Annexe A. Détails sur l’évaluation des puissances acoustiques moyennes Les données détaillées des puissances acoustiques utilisées sont présentées au Tableau A. 1.

Tableau A. 1 : Lw [dB(A)], Spectre motoneiges à différentes vitesses (étude nord-américaine) Conditions d’opération

FRÉQUENCE [Hz]

Vitesse constante 30 km/h

Vitesse constante

40 kmh

Vitesse constante

56 kmh

Vitesse constante

80 kmh Accélération

31,5 70,5 72,5 77,5 82,5 71,5 63 77,0 79,0 84,0 89,0 84,0 125 82,0 84,0 89,0 94,0 95,0 250 89,0 91,0 96,0 101,0 107,0 500 90,5 92,5 97,5 102,5 109,5

1 000 92,0 94,0 99,0 104,0 112,0 2 000 92,5 95,5 99,5 104,5 110,5 4 000 89,0 91,0 96,0 101,0 110,0 8 000 86,0 88,0 93,0 98,0 107,0

TOTAL 98,3 100,5 105,3 110,3 117,5

Le Tableau A. 2 présente les spectres moyens de puissance provenant de l’étude finlandaise pour une motoneige [ 1 ]. Les tests ont été effectués sur une surface dure selon la norme SAE J192. Les spectres obtenus dans ces études ont servi à compléter les données acoustiques obtenues pour les véhicules nord-américains. D’après ces résultats, les niveaux de puissance des motoneiges nord-américaines utilisées dans la présente étude seraient environ 2 dB(A) plus forts que ceux estimés dans l’étude finlandaise. Cette différence peut s’expliquer par le type de véhicules considérés, la configuration (chenille, échappement, réglages moteur), les conditions atmosphériques, etc.

Tableau A. 2 : Spectre de puissance acoustique de motoneiges à différentes vitesses (étude

finlandaise) Lw dB(A) Spectre motoneiges à différentes vitesses FRÉQUENCE [Hz] 30 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h Acc.

31,5 54 56 61 66 55 63 62 64 69 74 69 125 77 79 84 89 90 250 86 88 93 98 104 500 90 92 97 102 109

1 000 90 92 97 102 110 2 000 91 94 98 103 109 4 000 86 88 93 98 107 8 000 79 81 86 91 100

TOTAL 96 99 103 108 115



Le Tableau A. 3 et le Tableau A. 4 présentent une compilation des données pour les niveaux de pression sonore mesurés (LAF,max et LAE ) à différentes vitesses selon la norme SAE J192. Les données proviennent des études suivantes : The Finnish Environment (2007), Snowmobile Noise et Supplemental Vehicule Sound Measurements (2002), Yellowstone and Grand Teton National Parks.

Tableau A. 3 : Synthèse de données LAF, max des motoneiges LAF, max dB(A) à 15,2 m de distance et 1,2 m de hauteur Étude Source

30 km/h 40 km/h 50 km/h 60 km/h 70 km/h 80 km/h Acc. AttenteChenille

(longueur/largeur) Nb. Temps

64,5 66,9 68,1 71,4 73,5 76,5 80,4 Yamaha RS Vector 2005 63,3 65,7 67,9 70,2 73 76,3 80,4

307/38 4

Lynx 800 2005 67,9 69,2 71,4 71,9 72,6 74,3 82 307/38 2 Yamaha 700 Triple 2000 67 68,9 72,1 71,8 73,2 75,5 81,8 307/38 2

Polaris 600 2003 65,2 68,5 70,7 72,5 73,4 74,7 80,8 307/38 2 Lynx 600 2002 68,8 70,1 71,7 73 73,8 75,1 82,7 307/38 2

Lynx Enduro 600 2002 82,8 307/38 2 Lynx Forest Fox 440 2001 78,4 396/38 2

Ski-Doo GTX 2005 80,3 345/38 2 Ski-Doo 500 1997 78 307/38 2 Ski-Doo 380 1997 76,6 307/38 2 Polaris 800 2004 79,9 365/38 2

Finlandaise

Moyenne 66,5 68,5 70,6 71,9 73,3 75,5 80,7 Arctic Cat 2002 65,8 72 72,3 71,6 42,1 4

Polaris Frontier 2002 65,6 71,2 72,6 74 51,4 4 Polaris Sport Touring 550 2001 71,5 75,2 76,5 79,7 53 2

Yamaha Mountain Max 600 2000 68,8 72,9 73,6 78,8 55,1 2 Polaris Wide Track 500 2001 71,7 74,6 76,8 77,5 58,2 2

Polaris RMK 800 2002 72,8 74,3 - - 2 Polaris RMK 800 SLP Pipe 2001 75,1 77,8 79,7 84,9 70,2 2

Américaine

Moyenne 71,0 74,3 75,9 79,1 62,3 Moyenne 69,4 68,5 70,6 73,3 74,8 75,5 80,0 59,3 Écart type 3,5 1,6 1,9 2,0 2,1 0,9 3,2 9,2

Max 75,1 70,1 72,1 77,8 79,7 76,5 84,9 70,2 Min 63,3 65,7 67,9 70,2 72,3 74,3 71,6 42,1

Tous les véhicules

(Fin. + Am.) Écart 11,8 4,4 4,2 7,6 7,4 2,2 13,3 28,1



Tableau A. 4 : Synthèse de données LAE, max des motoneiges LAE dB(A) à 15,2 m de distance et 1,2 m de hauteur Étude Source 30 km/h 40 km/h 50 km/h 60 km/h 70 km/h 80 km/h Acc. Attente

Chenille (longueur/largeur) Nb. Temps

Finlandaise Moyenne des véhicules 72,1 72,4 73,6 73,9 74,7 76,2 82,2



Annexe B. Calcul détaillé de la longueur d’écran optimale À partir des résultats de calculs avec le logiciel Cadna-A, les dimensions d’écran qui semblaient les plus prometteuses pour les essais sur le terrain étaient de 250 m de longueur et de 2,5 m de hauteur. Les atténuations sonores calculées pour plusieurs configurations de hauteur et de longueur d’écran sont présentées à la Figure 58 et la Figure 59. Selon les résultats des simulations, les atténuations des écrans de 2 m et 2,5 m sont jusqu’à 4 ou 5 dB supérieurs à celles de l’écran de 1 m. Un gain supplémentaire de 2,5 à 3 dB est possible avec les écrans plus longs, mais le coût d’implantation est alors doublé.

Il est à noter que ce dimensionnement d’écran vise la protection d’une série de points récepteurs alignée avec le centre de l’écran. Si par exemple un point récepteur est déplacé à l’extrémité de l’écran, les performances acoustiques seront fortement réduites.

Atténuation Écran 250m (Source 0.4m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Distance [M]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)]

1M 2M 3M 2.5M

Figure 58 : Atténuation calculée pour un mur de 250 m de longueur



Atténuation Écran 500m (Source 0.4m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500Distance [M]

Atté

nuat

ion

[dB

(A)]

1M 2M 3M

Figure 59 : Atténuation calculée pour un mur de 500 m de longueur



Annexe C. Calendrier détaillé de la réalisation du projet Le calendrier du Tableau A. 5 présente les principales dates d’implantation des moyens d’atténuation du bruit et de la prise de mesures.

Tableau A. 5 : Calendrier de l’implantation des moyens d’atténuation et des relevés sonores

Année Dates Réalisations

2008 Fin novembre à début décembre

Demande de soumission pour l’approvisionnement en balles de foin selon différents secteurs.

8 et 9 janvier Relevés sonores avant implantation des moyens d’atténuation (Davidson et Maniwaki).

19 janvier Tombée de la décision de la Ville de Maniwaki pour l’approbation du mur-écran.

20 au 23 janvier Mise en place de l’écran de balles de foin.

22 janvier Reprise des relevés sonores avant implantation des moyens d’atténuation à Davidson.

23 au 29 janvier Mise en place du mur de neige à Davidson.

24 janvier Mesures à Maniwaki.

30 janvier Mise en place du panneau radar à Davidson.

30 au 31 janvier Mesures après l’implantation des écrans à Davidson.

1er février au 31 mars Compilation des données terrain par l’Université de Montréal.

5 mars au 10 avril Analyse des données par Soft dB.

2009

13 mars Démantèlement du mur de balles de foin à Maniwaki.

2008-2009 Fin novembre à mi-mars Gestion et planification de l’implantation et du retrait

des moyens d’atténuation pour les deux sites.



Annexe D. Protocole détaillé de mesure du bruit suivi par l’Université de Montréal pour les essais contrôlés (source : Tony Leroux)

Conformément à la norme ISO-1996-2, l’environnement géographique a été décrit pour chacune des stations et géoréférencé en utilisant un GPS (Global Positioning System). Les données quantitatives atmosphériques (pression, % d’humidité relative) et météorologiques (°T, vitesse et direction des vents) ont été recueillies sur place à l’aide d’une station météorologique portative Oregon Scientific WMR200A dotée d’une connexion sans fil pour le transfert des données vers un ordinateur portable. Conformément à la norme ISO-1996-2, les capteurs de la station météorologique ont été installés sur une perche d’une hauteur de 3 m. L’aspect qualitatif des données météorologiques a également été recueilli. Par ailleurs, l’environnement physique a été décrit pour chacun des sentiers quant à la présence d’obstacles ou d’écrans de réflexion.

Des échantillons sonores ont été recueillis à l'aide d’un système d’acquisition 8 canaux TENOR® (Soft dB). Quatre microphones extérieurs OM416 (BSWA Technology Co.), montés sur un trépied à une hauteur de 1,20 m de la surface de la neige, ont été reliés à un boîtier d’acquisition multivoie. Le boîtier d’acquisition a été relié à un ordinateur portable muni d’un disque dur externe d’une capacité de 1 To permettant le transfert et le stockage des données. Ce système permet d’enregistrer la totalité du signal audio en format .wav (taux d’échantillonnage de 18,6 kHz) de façon à permettre l’analyse du signal a posteriori. L’ordinateur gérant la prise des données a été installé à l’intérieur d’un bâtiment chauffé ou d’un véhicule automobile. Les équipements ont été alimentés électriquement à partir d’une connexion au réseau de distribution local. Dans le véhicule automobile, les équipements ont été installés dans un boîtier de plastique résistant muni d’une ampoule électrique de 50 W de façon à conserver une température constante d’environ 5 °C.

Les mesures de pression sonore ont été recueillies pour caractériser la propagation du bruit des motoneiges aux abords de deux sentiers choisis pour étudier l’effet d’une infrastructure temporaire d’atténuation du bruit (Maniwaki et Davidson). Pour ces deux sentiers, une série de quatre stations de mesures a été installée perpendiculairement au tracé du sentier à une distance croissante d’éloignement de 15, 30, 100 et 150 m (Davidson) et de 15, 30, 100 et 185 m (Maniwaki). La série des quatre stations a été installée de façon à se trouver derrière la structure d’atténuation une fois celle-ci construite.

Les données ont été recueillies à deux moments distincts : avant et après l’installation de la structure temporaire d’atténuation du bruit. À chacun de ces moments, une motoneige a été utilisée pour effectuer des passages à vitesse contrôlée. Des passages aller-retour ont été effectués par un pilote qui veillait à contrôler la vitesse du véhicule à 30, 40, 50, 60 et 80 km/h. Pour chacun des passages, le point de départ de la motoneige se situait à environ 15 m du début de la structure temporaire d’atténuation. Au point de départ, le pilote d’essai accélérait jusqu’à atteindre la vitesse cible, laquelle était maintenue jusqu’à ce que la motoneige ait franchi toute la distance entre le point de départ et une distance de plus de 15 m au-delà de la structure temporaire d’atténuation. Trois passages aller-retour ont été effectués à chacune des vitesses mentionnées. Trois passages additionnels ont été réalisés en accélération maximale. Pour cette condition, la motoneige était positionnée au point de départ et le pilote passant d’une vitesse nulle à la vitesse maximale permise par le véhicule (plus de 110 km/h). L’accélérateur était relâché au moment où le véhicule avait dépassé la fin de la structure temporaire d’atténuation.

Chaque passage de motoneige a été identifié à partir de l’enregistrement sonore, en mode de réponse rapide (« Fast ») fait à la station la plus proche du sentier (15 m) et isolé pour en faire une



analyse distincte de façon à obtenir les indicateurs Lae, La max, La min, les indices statistiques L10e, L50e et L90e (à partir du mode de réponse rapide LAF) et le spectre acoustique moyenné sur la durée du passage de la motoneige. L’analyse a été répétée pour chacune des quatre stations de mesures.



DONNÉES GPS POUR LES SITES D’ESSAIS

Tableau A. 6 : Points GPS à Davidson

ID Code – Distance Nature Latitude Longitude Altitude

123 référence sentier Sentier N45 52.250 W76 46.008 144 m

124 15 m du sentier Derrière écran N45 52.246 W76 46.020 108 m




Tableau A. 7 : Points GPS à Maniwaki

ID Code – Distance Nature Latitude Longitude Altitude

137 référence sentier Sentier N46 22.401 W75 58.609 177 m







Annexe E. Validation détaillée des modèles acoustiques à partir des résultats expérimentaux

MÉTHODE DE CALCUL

Le logiciel Cadna-A a été utilisé pour simuler les niveaux sonores produits par les motoneiges et caractériser l’efficacité des moyens d’atténuation du bruit. Afin de valider la fiabilité du modèle Cadna-A, des simulations ont été effectuées pour les deux sites de Maniwaki et Davidson afin de comparer les résultats expérimentaux et théoriques.

Dans le logiciel Cadna-A, deux méthodes de calculs sont proposées afin de simuler la propagation du bruit dans l’environnement. Le méthode de calcul par défaut est basée sur la norme ISO 9613. Cette méthode tient compte des facteurs suivants lors de la modélisation :

- L’absorption des sols;

- Les réflexions aux sols;

- La diffraction.

La deuxième méthode de calcul utilisée est Harmonoise. Ce modèle plus complet est le fruit d’un travail combiné d’une multitude de laboratoires européens afin de mieux représenter physiquement la propagation du son (voir l’encadré à l’Annexe F). En plus des caractéristiques prises en compte dans ISO 9613, cette méthode permet de modéliser les effets sur la propagation du son dus au vent et au gradient thermique.

Ainsi, lors de nos simulations, nous avons comparé les résultats expérimentaux aux deux modèles, ISO 9613 et Harmonoise, afin de choisir la méthode de calcul la plus représentative des résultats sur le terrain.

Dans les calculs, nous avons ajouté des effets météorologiques, en l’occurrence un vent contraire, tel qu’observé lors des mesures sur le terrain afin de mieux reproduire les niveaux, surtout à plus forte distance du sentier. Les résultats complets de validation sont présentés aux figures suivantes.



DAVIDSON [30 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]

Simulé Sans écran (ISO) Simulé Avec écran (ISO)Simulé Sans écran (ISO avec Météo) Simulé Avec écran (ISO avec Météo)Simulé Sans écran (Harmonoise avec Météo) Simulé Avec écran (Harmonoise avec Météo)Mesuré Sans Écran Mesuré Avec Écran

Figure 60 : Validation des modèles à Davidson (30 km/h)

MANIWAKI [30 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

L AE [

dB(A

)]


Figure 61 : Validation des modèles à Maniwaki (30 km/h)



DAVIDSON [60 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]



MANIWAKI [60 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

L AE [

dB(A

)]





DAVIDSON [80 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

L AE [

dB(A

)]



MANIWAKI [80 Km/h]

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Distance [m]

L AE [

dB(A

)]





HAUTEUR DES SOURCES

La hauteur des sources est un élément important dans la modélisation du bruit des motoneiges. Cette variable est d’autant plus complexe qu’elle varie en hauteur en fonction du véhicule, de la vitesse, du type de chenille, de la condition de neige, etc. Des hauteurs typiques pour certaines sources reliées à la motoneige sont présentées au Tableau A. 8. Dans l’étude actuelle, il a été jugé pertinent d’utiliser une hauteur de source moyenne pour l’ensemble des sources acoustiques des motoneiges. Cette approche simplifiée permet de modéliser plus facilement le bruit de motoneige tout en donnant une référence constante pour comparer l’efficacité des moyens d’atténuation. La hauteur choisie pour l’ensemble des sources a été modélisée à 400 mm de hauteur. Cette hauteur a été validée dans nos modèles de simulation.

Tableau A. 8 : Hauteurs typiques des sources de bruit de motoneige

Sources sonores Hauteur (mm)

Échappement 150 à 200

Admission d’air 600 à 800

Chenille 0 à 400

Hauteur moyenne 250 à 466



PARAMÈTRE D’ABSORPTION DU SOL

Afin de caractériser le type de sol lors de nos mesures et de nos observations, nous avons effectué un comparatif de notre modèle avec les observations de ce paramètre dans l’étude finlandaise [ 1 ]. Selon les résultats présentés à la Figure 66, en utilisant les puissances de source européenne dans nos calculs, nous sommes capables de modéliser assez fidèlement l’effet d’absorption des sols par rapport aux résultats expérimentaux de l’étude finlandaise. Nous obtenons les deux conditions de neige en utilisant un coefficient de 0,5 pour la neige molle et de zéro (réfléchissant) pour modéliser la neige dure.

Effet de la neige sur la propagation du bruit

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

8010 110 210 310 410 510 610 710 810 910

Distance [m]

L AFM

AX [d

B(A

)]

Neige molle (Étude Finlande) Neige dure (Étude Finlande)SIM Coeff. 0.5 et Classe de stabilité S3 SIM Coeff. 0 et Classe de stabilité S3

Figure 66 : Niveaux sonores maximaux instantanés (Laf, max) selon le type de neige au sol



Annexe F. Module de calcul Harmonoise LOGICIELS DE PROPAGATION SONORE DISPONIBLES

Actuellement, les logiciels les plus répandus et reconnus sur le plan international sont :

1. CadnaA de Datakustik, reconnu comme un leader international en modélisation acoustique extérieure (http://www.datakustik.com/en/company);

2. LIMA de Brüel & Kjaer, premier fabricant d’équipement acoustique;

3. SoundPlan, développé par une firme allemande et assez répandu aux États-Unis et au Canada (http://www.soundplan.com).

Pendant plusieurs années, ces différents logiciels disponibles se sont distingués sur plusieurs aspects, dont la méthode de calcul utilisée, chacun proposant une ou plusieurs méthodes de calcul basées sur des normes nationales ou internationales telles que la norme ISO 9613-2, Atténuation du son lors de sa propagation à l’air libre Partie 2 : Méthode générale de calcul.

Au début des années 2000, l’importance grandissante de la problématique et des enjeux reliés aux études d’impact acoustique a amené la communauté européenne à standardiser certains éléments, dont la méthode de calcul. Cette standardisation de la méthode de calcul a été effectuée à travers le projet Harmonoise. Dans le cadre de ce projet, un consortium de laboratoires spécialisés en acoustique a eu le mandat de développer la méthode de calcul la plus appropriée possible, basée sur l’état de l’art des recherches dans ce domaine. Les formulations mathématiques développées sont relativement complexes, mais sont du domaine public et disponibles pour tous (voir Technical Report HAR32TR-040922-DGMR20, http://www.imagine-project.org). Ces formulations ont été validées sur un grand nombre de cas (plus de 15 000 expérimentations dans 3 pays sur 3 ans). Ce modèle a fait l’objet de plusieurs publications et est aujourd’hui reconnu par la communauté des spécialistes dans le domaine comme le meilleur outil de simulation.

Le modèle de calcul Harmonoise permet de prendre en compte le recouvrement du sol et la réflexion sur les bâtiments, la diffraction et la topographie ainsi que les effets météorologiques, et ce, tout en considérant le contenu spectral de la source. Les conditions météorologiques spécifiques peuvent être prises en compte en fournissant l’amplitude et la direction du vent ainsi que les conditions de stabilité thermique selon l’heure du jour et la couverture nuageuse.

Depuis 2007, le modèle de calcul Harmonoise a été implanté dans les deux principaux logiciels commerciaux de simulation acoustique extérieure, soit Cadna-A et LIMA.

http://www.datakustik.com/en/company�



Annexe G. Revue des paramètres influençant la propagation sonore Les paramètres influençant la propagation du son à l’extérieur peuvent être divisés en deux catégories : les effets constants dans le temps tels que la distance, le type de sol et la topographie, et les effets qui varient dans le temps tels que les effets atmosphériques. EFFET DE DISTANCE, DU SOL ET DE LA TOPOGRAPHIE

Le niveau sonore généré par une source à un point récepteur est entre autres fonctions :

− De la distance par rapport à la source aussi appelée dispersion géométrique;

− Des réflexions au sol et sur les bâtiments;

− Des effets de diffraction sur les obstacles : bâtiment, écran et topographie.

Ces effets sont aujourd’hui relativement bien connus et différentes formulations ont été proposées pour les quantifier.

EFFET DE DISPERSION GÉOMÉTRIQUE

Lorsque les dimensions de la source de bruit sont petites en comparaison de la distance séparant un point récepteur et la source de bruit, la source de bruit est considérée comme étant une source ponctuelle ou point source. Le niveau sonore diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la source ponctuelle. Cette atténuation est de 6 dB par doublement de distance13. Cette atténuation par la distance fait en sorte que les niveaux de bruit diminuent rapidement dans les premiers mètres proches de la source, mais qu’à 1 km, il faut atteindre un deuxième kilomètre pour réduire de 6 dB.

Lorsqu’il s’agit d’une source ponctuelle en déplacement, on obtient une source linéique qui émet des fronts d’onde cylindriques et concentriques. Dans ce cas, l’atténuation du niveau sonore linéique est de 3 dB par doublement de distance14 pour une source linéaire de longueur infinie.

Tableau A. 9 Variation des niveaux sonores pour l’effet de dispersion géométrique (source ponctuelle vs source linéique)

Distance Niveau dB pour

une source ponctuelle

Niveau dB pour une source

linéique 125 m 90 90 250 m 84 87 500 m 78 86 1 km 72 83 2 km 66 80

13 Cette atténuation, quelquefois appelée dispersion géométrique, vient du fait que l’amplitude de l’onde sonore se disperse dans les trois directions de

l’espace comme la surface d’une sphère. 14 Dans le cas de la source linéique, la dispersion géométrique de l’amplitude de l’onde sonore se disperse dans l’espace comme la surface d’un cylindre.



À l’effet de la dispersion géométrique (ou distance) s’ajoute celle de l’absorption moléculaire dans l’atmosphère (à ne pas confondre avec les effets atmosphériques). Cette absorption est fonction de la distance, de la fréquence de la température et du taux d’humidité. À titre d’exemple, le Tableau A. 10 donne cette atténuation de 0,4 dB/km à 125 Hz, 10 oC, et 70 % d’humidité. Peu significative à courte distance, elle peut le devenir à grande distance. Ce phénomène d’atténuation est bien connu et évalué dans la plupart des modèles.

Tableau A. 10 Absorption moléculaire dans l’atmosphère (tableau tiré de ISO 9613-2, Atténuation du son lors de sa propagation à l’air libre)

EFFET DE RÉFLEXION AU SOL ET SUR LES BÂTIMENTS

L’effet du type de sol peut apporter des variations significatives des niveaux sonores selon que le sol est acoustiquement réfléchissant (telle qu’une étendue d’eau ou de béton) ou plus absorbant (neige, gazon). Le type de sol peut apporter des variations de + 6 à -20 dB.

Figure 67 : Effet du type de surface sur la réflexion de l’onde sonore

Comme illustré à la Figure 67, la réflexion de l’onde sur le sol (ou autre surface réfléchissante) augmente ou diminue le niveau sonore en fonction des propriétés acoustiques de la surface.

Dans les modèles de propagation les plus précis, le type de surface au sol peut être divisé en différentes catégories telles qu’elles sont décrites au Tableau A. 11. Dans ces catégories, on peut également inclure les effets d’atténuation par la végétation lors de la propagation au travers d’une forêt (Figure 68).



Tableau A. 11 : Catégories utilisées pour différencier les types de sol dans les modèles avancés de propagation sonore à l’extérieur

Neige

Sol très spongieux

Gazon fourni, herbe dense

Sol de forêt, pâturage

Terre compactée, surface caillouteuse

Chemin de terre et caillou compacté

Surface dure (asphalte, béton) et étendue d’eau

Figure 68 : Atténuation provenant de la propagation au travers d’une forêt

S R



EFFET DE DIFFRACTION (SUR BÂTIMENT, ÉCRAN ET TOPOGRAPHIE)

Lorsqu’une onde acoustique rencontre un obstacle, une partie de cette onde contourne cet obstacle, ce phénomène est appelé diffraction.

Pour les configurations simples (bâtiment ou écran droit de grandeur finie), le calcul de diffraction est bien connu et pris en considération dans la majorité des logiciels. Dans des configurations typiques avec un bâtiment ou un écran acoustique entre la source et le récepteur, la diffraction apporte des atténuations variant de 0 à -20 dB. Cette atténuation par diffraction peut toutefois être plus importante selon la hauteur de l’obstacle et les distances source-obstacle et obstacle-récepteur. Pour un obstacle tel qu’une montagne, la diffraction peut être beaucoup plus importante.

Figure 69 : Schéma d’une onde acoustique contournant un obstacle

Pour les configurations plus complexes telles que des écrans multiples avec différentes formes pour représenter la topographie d’un terrain accidenté (Figure 70), le calcul est évidemment beaucoup plus complexe. Seuls quelques logiciels permettent aujourd’hui de prendre en compte ces effets de façon relativement représentative.

Figure 70 : Schématisation de la propagation avec variation topographique

(réf. Technical Report Harmonoise)



EFFETS ATMOSPHÉRIQUES

Au-delà d’une centaine de mètres, les niveaux de bruit générés par une source varient selon les conditions atmosphériques et, plus spécifiquement, selon les conditions de vent (amplitude et orientation) et la stratification thermique (température de l’air en fonction de la hauteur).

EFFET DU VENT

Dans le cas du vent, la vitesse de l’air s’ajoute à la vitesse de la propagation de l’onde sonore. La vitesse du vent près du sol étant plus faible qu’en hauteur (Figure 71), dans le cas d’un vent orienté dans l’axe de propagation source-récepteur (cas communément appelé vent « portant »), la vitesse résultante du front d’onde est plus importante en hauteur que près du sol. L’onde sonore est alors courbée vers le bas, le terme technique pour ce changement de direction est la réfraction sonore.

Figure 71 : Effet de la vitesse du vent sur les ondes sonores

Comme illustré à la Figure 71, la vitesse du vent s’ajoute à la vitesse du son et le vent étant plus fort en hauteur, les fronts d’onde sonore sont alors courbés vers le sol.

À moyenne et à grande distance, des rayons sonores qui normalement se propageraient vers la haute atmosphère sont rabattus vers le sol, ce qui augmente le nombre de rayons (c’est-à-dire le nombre d’ondes sonores) arrivant au sol (Figure 72). Il en résulte une augmentation des niveaux de bruit par rapport à ceux obtenus en atmosphère « neutre ».

Figure 72 : Schématisation des trajets sonores par vent portant

Vent



À l’inverse, lorsque le vent souffle du récepteur vers la source (cas du vent « contraire »), le front d’onde près du sol se propage plus rapidement que le front d’onde en hauteur. Les ondes acoustiques sont alors déviées vers le ciel (Figure 73). À partir d’une certaine distance de la source, aucun rayon sonore ne peut directement atteindre les récepteurs au sol. Il se crée une zone d’ombre acoustique où les niveaux de bruit sont significativement réduits par rapport à ceux présents en atmosphère « neutre ».

Figure 73 : Schéma des rayons sonores par vent contraire

Figure 74 : Propagation sonore en présence de vent : pour les récepteurs en amont de la

source par rapport au vent, les niveaux de bruit diminuent; en aval, ils augmentent.

EFFET DE GRADIENT THERMIQUE

Zone d’ombre

Vent contraire



Suivant la force de rayonnement du soleil, la température de l’air varie en fonction de la hauteur par rapport au sol. À titre d’exemple, la Figure 75 présente des profils de température à différents moments de la journée.

Or la vitesse de propagation du son dans l’air est fonction de la température (Vitesse Son (To) = 340* √(1+ToC/257)), si la température au sol est plus importante qu’en hauteur, le front d’onde sonore avance plus vite à la surface du sol. Le front d’onde devient courbé vers le ciel. Ici aussi, il y a réfraction (changement de direction de l’onde sonore).

Figure 75 : Profils de température à différents moments de la journée

Ainsi, le jour, lorsque l’ensoleillement est important et que la température près du sol devient plus élevée, les rayons sonores sont courbés vers le haut et les niveaux de bruit à quelques centaines de mètres de la source sont plus faibles qu’en condition neutre (Figure 76 A).

Le soir et la nuit, la température de l’air en hauteur devient plus élevée que celle près du sol. Ainsi, à cause de la stratification thermique, les ondes sonores peuvent être courbées vers le sol (Figure 76 B) et il y a augmentation des niveaux de bruit. Ce phénomène est couramment appelé inversion thermique.

Il est à noter que, contrairement aux effets du vent, les effets de la température sont indépendants de la direction de propagation. Ainsi, le soir lorsqu’il y a augmentation des niveaux de bruit due à un gradient thermique (ou inversion thermique), celle-ci se fait sentir dans toutes les directions autour de la source.



Figure 76 : Schémas de la propagation des ondes sonores pour un gradient thermique positif

(le jour) et négatif (le soir)

GRADIENT DE CÉLÉRITÉ RÉSULTANT DU VENT ET DE LA TEMPÉRATURE

Dans la pratique, les effets du vent et de la température se combinent pour donner le profil de célérité dans une direction de propagation donnée. Le profil de célérité global résultant de la direction de propagation détermine l’importance de la réfraction et de l’augmentation des niveaux de bruit dans cette direction.

Par définition, le profil de célérité dans une direction donnée a un gradient de célérité positif lorsque les rayons sonores sont courbés vers le sol, créant ainsi une condition de propagation sonore favorable.

Si le gradient de célérité est négatif, les rayons sonores sont courbés vers le ciel, ce qui tend à réduire les niveaux de bruit, créant ainsi une condition de propagation sonore défavorable.

Les variations des niveaux de bruit dues au vent ne sont pas présentes tous les jours, car elles ne prennent évidemment place que lorsqu’il y a du vent. Quant aux variations de bruit dues aux effets thermiques, elles sont plus accentuées en été, puisqu’en hiver la neige a pour effet de réduire les effets de stratification thermique.

A) Jour, gradient thermique négatif

B) Soir, gradient thermique



Annexe H. Revue des paramètres d’évaluation acoustique PONDÉRATION A, C OU Z (ZÉRO) (DBA, DBC OU DBZ)

L’oreille humaine transforme les pressions sonores en sensations auditives. Cette sensibilité est toutefois variable selon la fréquence et le niveau sonore. L’oreille humaine est en effet plus sensible aux fréquences entre 500 à 3 000 Hz (fréquences de la voix humaine). Qui plus est, cette sensibilité varie en fonction de l’amplitude des niveaux sonores. Ainsi, si les niveaux sont faibles (peu de bruit), l’oreille perçoit moins les basses fréquences.

Une évaluation statistique sur un large échantillonnage humain a permis de définir des courbes de pondération A, B et C pour tenir compte de ces variations de sensibilité en fonction de la fréquence et de l’amplitude des niveaux sonores; la courbe A étant plus représentative de la sensibilité au son faible et la courbe C représentant les sons les plus forts (>85 dB).

f (Hz)

Z

B and CA

Figure 77 : Courbe de pondération A, B, C et Z (zéro = sans pondération du signal

électrique)

Ainsi, pour un bruit en basses fréquences (<100 Hz), la pondération A atténue les valeurs d’environ 20 dB par rapport à la pondération C. À 30 Hz, cette différence d’atténuation entre les niveaux dBA et dBC atteint 35 dB.

Pour les bruits d’impact (basses fréquences), le choix de la pondération est donc un paramètre important pour quantifier la gêne perçue. À cet effet, la plupart des experts et les récentes études dans le domaine des bruits reliés aux explosifs suggèrent d’utiliser la pondération C.



LAF ET LAS

Les niveaux de bruit étant un paramètre variable dans le temps, divers indicateurs peuvent être utilisés pour évaluer une situation ou un événement particulier.

Pour mesurer un son variant dans le temps, les sonomètres ont des réponses dites rapide (mode « Fast ») et lente (« Slow »). Le mode « Fast » correspond à une moyenne sur 0,125 seconde et le mode « Slow », à une moyenne sur 1 seconde. On parle de niveau LAF ou LAS pour les valeurs instantanées pondérées A du mode « Fast » ou « Slow », le L référant au « Level », c’est-à-dire au niveau en décibels ou dB. Les appareils numériques modernes comportent généralement une fonction d’enregistrement automatique du niveau maximal et minimal atteint qui sera noté LAFMax et LAFMin. Si la pondération C est utilisée, le paramètre sera LCFMax et LCFMin (selon le contexte, les abréviations Lmax ou Lmin sont également utilisées).

LPEAK (OU LCRETE)

Comme mentionné ci-dessus, le LAFMax est une valeur moyennée sur 1/8 seconde (et 1 seconde pour le LASMax). Les appareils plus spécialisés permettent la mesure du Lpeak (Lcrete) correspondant au niveau le plus élevé de la pression acoustique instantanée, sans la moyenne temporelle. Pour connaître cette valeur, les sonomètres doivent pouvoir évaluer les niveaux toutes les 0,0001 seconde. Cette valeur sera en général significativement plus élevée que le LAFMax (le LAFmax étant un niveau moyen sur 0,125 seconde).

LEQ(T) & LAEQ(T), NIVEAU SONORE ÉQUIVALENT

Le paramètre le plus fréquemment utilisé pour évaluer un niveau de bruit est le niveau sonore moyen pendant une période donnée, nommé Leq(T) où T est la période de mesure, par exemple 1 h. Dans la plupart des problématiques reliées à l’acoustique industrielle et environnementale, les niveaux sont généralement pondérés A. On note ces niveaux LAeq(T). La période de mesure variera de quelques minutes à plusieurs heures selon la problématique et la réglementation.

SEL, LAE OU NIVEAU D’EXPOSITION SONORE

Le SEL, ou niveau d’exposition acoustique, est défini comme étant le niveau constant pendant une seconde et ayant la même quantité d’énergie acoustique que le son original. Mesuré à partir d’un son pondéré « A » le SEL est appelé et noté LAE. Une mesure de SEL est souvent utilisée pour quantifier l’énergie sonore d’un événement simple, tel que le passage d’une voiture ou d’un avion. Comme toutes les mesures de SEL sont normalisées pour un intervalle de temps de 1 seconde, elles permettent de comparer aisément différents évènements sonores [ 12 ].

LW OU NIVEAU DE PUISSANCE ACOUSTIQUE

Le Lw est le niveau d’énergie, en dB, produit par une source sonore pendant un intervalle de temps, généralement exprimé par bandes d’octave. La puissance est exprimée en dB au-dessus de la valeur de référence de 1 picowatt.

Lw = 10 log10 (W/W0)

où W est la puissance émise et W0 est la puissance de référence (10-12 watts)



Annexe I. Effet isolé de la hauteur de l’écran La Figure 78, la Figure 79, la Figure 80 et la Figure 81 présentent des cartes de bruit montrant l’effet de la hauteur des écrans sur la propagation du bruit. La principale observation des cartes de bruit présentées est le déplacement des lignes isophoniques autour des points récepteurs lorsque la hauteur est modifiée.

Les données d’atténuation détaillées sur l’effet de la hauteur de l’écran sont présentées sous forme graphique à la Figure 82, la Figure 83 et la Figure 84. Voici les principales observations de ces résultats :

- L’écran plus haut permet une meilleure atténuation du bruit;

- L’effet de la hauteur sur l’atténuation du bruit est plus important lorsque l’écran est plus long;

- L’effet de la hauteur est plus marqué à courte distance (<30 m). À 100 m et plus, il y a seulement de 0 à 2 dB(A) d’écart entre le plus petit écran et le plus haut.

Contrairement au bruit routier où on retrouve plusieurs hauteurs de sources différentes (autobus, camions, etc.), les motoneiges sont caractérisées par des sources sonores localisées assez basses et regroupées. Dans ces conditions, même un écran relativement bas de 1,5 m peut tout de même donner des réductions de bruit intéressantes.



Figure 78 : Aucun écran






Effet de la hauteur de l'écran à 60km/h (Longueur à 125m)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

nuat

ion

[dB(

A)]

1.5m 2.5m 3.5m

Figure 82 : Atténuation en fonction de la hauteur de l’écran à

une longueur de 125 m


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15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

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A)]

1.5m 2.5m 3.5m




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15 30 45 60 75 90 105 120 135 150Distance [m]

Atté

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[dB(

A)]

1.5m 2.5m 3.5m



Projet pilote pour la mise en place des moyens d ... · Novembre 2009 Rapport final Projet pilote...

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