Résumé
La nuisance sonore, ou plutôt la gestion de l’environnement
sonore des agglomérations, est soumise à une nouvelle
réglementation issue de la « Directive Bruit Environnemental
» 2002/49/CE. Elle impose à toutes les villes européennes
de plus de 100 000 habitants de réaliser des cartes d’exposition
au bruit, de les porter à connaissance du public, et de définir
des plans d’action en concertation avec le public.
Afin d’anticiper l’échéance avancée
de 2007 pour les villes de plus de 250 000 habitants, le Grand Lyon
est porteur du projet GIpSyNOISE, qui vise à réaliser
un outil SIG permettant de répondre à cette réglementation.
L’outil s’adresse aux techniciens des gestionnaires
des infrastructures : il permet de réaliser des états
de sortie et des rapports d’aide à la décision,
s’appuyant sur des représentations cartographiques
compréhensibles par le public.
GIpSyNOISE est basé sur l’IHM de Arcview 8.3. Le moteur
de calcul sollicité est celui de CadnaA de la société
Datakustik.
Les formats d’entrée des données sont prédéfinis.
Les cartes Grand public seront diffusées via Internet, éventuellement
sous la forme de services Web cartographiques (WMS).
La diffusion de l’outil réalisé dans le cadre
de ce projet européen s’adresse à toutes les
villes européennes de plus de 100 000 habitants, avec les
pré-requis logiciels Arcview8.3 et l’extension Spatial
Analyst, et CadnaA.
Contexte de projet européen
Le bruit est une des préoccupations majeures des citadins.
Quatre-vingt millions de personnes dans l’Union Européenne
soit 22%, sont exposées à plus de 65 dB(A) dans la
journée, pour le seul bruit routier [1]. Ce seuil est considéré
comme inacceptable par beaucoup de pays.
Un français sur deux définit le bruit comme une nuisance
[2]. Dans l’agglomération lyonnaise, les habitants
estiment que le bruit urbain est la « pollution » qui
s’est le plus aggravée an cours des dernières
années.
Le
bruit peut être perçu de façon négative,
comme une nuisance, voire même comme un problème de
santé publique. Actuellement, si les effets du bruit sur
la santé sont clairement prouvés en ce qui concerne
les dommages à l’appareil auditif en cas de très
forte dose, les effets des expositions continues à plus faible
dose sont moins clairement démontrés. Il existe pourtant
des corrélations évidentes où le bruit environnemental
est un agent stresseur, un facteur favorisant certaines pathologies
mentales ou cardiaques en cas de prédispositions. Il entraîne
la diminution des performances, en particulier chez les jeunes enfants
en apprentissage scolaire ; il perturbe le sommeil, interfère
avec la communication, etc …
L’exposition
au bruit peut être aussi perçue comme un facteur d’inégalité
sociale, dans le sens où les populations les moins favorisées
sont souvent les plus exposées.
Par
ailleurs, le bruit peut être perçu de façon
positive. Il joue un rôle sur la valeur touristique et attractive
d’une ville, en fonction de la culture locale ou du quartier
: On peut alors parler d’ambiance sonore, ou bien de paysage
sonore. Il stimule également la vigilance à dose raisonnable.
La
gêne sonore a un coût pour la collectivité, qui
est rarement supporté par celui qui en est la cause. De nombreuses
études ont tenté d’externaliser ce coût,
en utilisant différentes méthodes comme la dépréciation
des logements, le consentement à payer et le coût d’évitement.
Dans l’Union Européenne le coût des dommages
dus au bruit ambiant serait de l’ordre de 13 à 38 Milliards
d’euros par an [3].
Pourtant,
on constate que l’intérêt des élus et
des professionnels va en décroissant, en terme de moyens
alloués, d’études et analyses réalisées.
En
ce qui concerne la réglementation, l’historique français
et européen montre que la considération du bruit va
croissant, en prenant en compte la grandeur physique et la perception
subjective. Jusqu’à présent, le bruit était
considéré par la réglementation française
comme une conséquence d’un autre projet : étude
d’impact, voiries nouvelles et urbanisme. En 2002, la Commission
européenne publie une « Directive Bruit Environnemental
» 2002/49/CE concernant l’évaluation et la gestion
du bruit environnemental. La transcription dans la législation
des états membres est en cours.
Comme
toutes les agglomérations concernées par le bruit
et donc par l’application de la Directive, le Grand Lyon mène
une lutte contre le bruit à plusieurs niveaux, qui s’articule
avec sa politique de développement durable. Le projet LIFE
Environnement a donc été mené par le Grand
Lyon afin de réaliser un outil qui permettra de répondre
aux objectifs réglementaires, d’apporter un outil d’aide
à la décision aux gestionnaires d’infrastructure,
ainsi que d’optimiser au mieux la représentation de
l’environnement sonore qui sera porté à connaissance
du public.
Architecture
technique
Après avoir analysé les besoins des villes partenaires,
et fait un état de l’art des outils existants adaptés
à l’échelle de l’agglomération,
l’outil s’est construit sur la base de :
-
Un « runtime » de simulation acoustique
- Un logiciel SIG
GIpSyNOISE
est donc un outil spécifique basé sur la plateforme
ArcView 8.3, intégrant de façon transparente un cœur
de calcul CadnaA, adapté aux besoins, permettant l’analyse
des données selon la directive européenne.
Le choix du SIG Arcview, distribué par la société
ESRI a été motivé par ses capacités
d’ouverture et de facilité de programmation. Les outils
utilisés pour le développement de l’outil sont
:
-
ArcMap (fonctionnalités standard du SIG)
- Spatial Analyst (calcul des cartes thématiques)
Le
développement GIpSynoise a été réalisé
en Visual Basic, à partir des librairies ArcObject.
Le
choix du logiciel CadnaA, distribué par la société
Datakustik a été motivé par les caractéristiques
suivantes :
-
Logiciel de simulation acoustique par propagation de rayons sonores
depuis un point récepteur
- Calcul du niveau sonore sur un maillage de point (cartographie
horizontale) ;
- Calcul du niveau sonore maximum pour chaque bâtiment (impact
sur la population) ;
- Temps de calcul optimisés à de grands territoires
avec les paramètres de calcul adaptés.
Un
format d’entrée est prédéfini pour les
données suivantes:
-
topographie, bâtiments, propriété surfacique
des sols, barrières acoustiques, populations (îlots
INSEE), usage du sol (résidentiel, industriel, mixte, etc…)
;
- caractéristiques des sources de bruit routier (emplacement
le largeur des voies, nombre de véhicules, vitesses, pourcentage
de poids lourds, type de trafic, revêtement, etc …)
;
- caractéristiques des sources de bruit ferroviaire (emplacement
et structure des voies, caractéristiques des trains, nombre
de trains, freinage, etc…) ;
- caractéristiques de sources de bruit industrielles ;
- caractéristiques de sources de bruit aéroportuaires
(format d’importation).
Les
données en entrée sont donc constituées par
11 fichiers au format Shapefile, qui doivent être découpés
en aires de calcul.
Principales
fonctionnalités
Les fonctionnalités de GIpSyNOISE sont accessibles à
travers une barre d’outil située dans ArcMap. Cette
barre d’outil se présente initialement sous forme d’une
dll. L’utilisateur a donc le loisir d’utiliser toutes
les autres fonctions de ArcMap et Spatial Analyst pour des traitements
complémentaires.
Charger des couches pour constituer un projet
Le territoire concerné par la cartographie doit être
découpé en zones d’étude unitaire : commune,
arrondissement….
Pour
chaque zone d’étude, par exemple une commune, l’aire
nécessaire au calcul est plus grande, pour prendre en compte
les sources influentes situées à l’extérieur
de la commune. Toutes les couches SIG correctement formatées
sont donc découpées manuellement par aire de calcul.
Cette zone d’influence est de 500m en tissu urbain ouvert
et 100m en tissu urbain « fermé ».
Ces zones d’étude seront manipulées dans GIpSyNOISE.
Pour chacune, un projet est constitué avec les informations
contenues dans les 11 couches Shapefile nécessaires. Ainsi,
si le territoire contient 50 communes, les données de départ
seront réparties en 550 fichiers.
Ce travail de découpage en aire de calcul est à faire
avant d’utiliser GIpSyNOISE. Pour une étude plus aboutie
concernant par exemple le trafic sur une voie traversant plusieurs
communes, on peut choisir de constituer une aire de calcul indépendante
des limites administratives.
Pour
chaque aire de calcul, il faut choisir au préalable un mode
de calcul, c'est-à-dire un ensemble de paramètres
: taille de la maille, le nombre de réflexion sur les façades,
et d’autres paramètres optimisés pour l’échelle
de l’agglomération.
La
fenêtre ci-dessous montre comment charger toutes les couches
d’une même aire de calcul, de façon à
constituer un projet.
Réaliser des calculs
Tous les calculs sont réalisés en une seule fois.
Les données nécessaires sont envoyées au moteur
de calcul de bruit CadnaA. Une fois les calculs réalisés,
les résultats sont disponibles sous forme de maillage. L’extension
Spatial Analyst permet alors de faire les interpolations nécessaires
pour obtenir des zones de couleur, et donc une carte de bruit.
Manipuler
les cartes et les tableaux
Pour chaque zone d’étude, la situation initiale (actuelle)
est calculée. Les résultats sont alors représentés
sous diverses formes proposées par l’application GIpSyNOISE
(cartes de bruit, de conflit, de population exposée, de risque,
d’aide à la décision et de tables). Cet état
des lieux initial peut servir de base pour l’information du
public, en 2007, pour les agglomérations de plus de 250 000
habitants.
Voici un exemple de carte et de table calculés par GIpSyNOISE
représentant le bruit sur la période Jour, soit 6h-18h.
Gérer
des scénarios
Il s’agit de rechercher les zones à prendre en considération
: une forte exposition au bruit à traiter, ou bien une zone
calme à préserver.
A
partir des diverses représentations cartographiques (carte
de bruit, de conflit, de population exposées, de risque,
d’aide à la décision…) et tableaux (surfaces
/ bâtiments/populations exposées) issus de GIpSyNOISE,
il s’agit d’identifier les zones d’action prioritaire.
La carte de gêne ci-dessous montre un repérage visuel
des zones où beaucoup de population est gênée
par le bruit le jour, soit entre 6 h et 18h.
Une
fois ces zones à traiter identifiées, des solutions
vont être proposées. Elles feront l’objet d’hypothèses
qu’il faudra simuler, afin de juger de leur efficacité
en terme de réduction du bruit ou de la gêne. La pertinence
de chaque hypothèse, en terme de faisabilité, d’opportunité
ou encore de coûts n’est pas évaluée par
GIpSyNOISE.
Après
avoir fixé un ensemble d’objectifs à atteindre,
il s’agit :
-
d’envisager divers axes de solution en intégrant
les préoccupations non acoustiques relatives au site étudié
: il faut créer autant de scénarii que nécessaire
intégrant ces modifications,
- de fournir les couches de données modifiées,
- de lancer les calculs pour chaque scénario.
Les
couches de données modifiées peuvent être entièrement
modifiées à l’aide d’un autre outil puis
prises en compte dans un scénario. Par exemple, une répartition
du trafic avec des rues à sens unique est envisagée
à l’aide de l’outil de simulation adéquat.
Une nouvelle couche concernant les routes est constituée,
au format requis par GIpSyNOISE. Ce fichier shapefile est alors
intégré au sein d’un scénario GIpSyNOISE,
en remplacement du fichier de route initial.
Divers
axes de solution peuvent être envisagés et simulés,
intégrant les évolutions de trafic à échéance
à moyen terme : suppression de trémie, création
zone 30, mise en œuvre d’enrobé spécifique,
limitation de vitesse, comme le montre le schéma ci dessous
Aider
à la décision
L’analyse des résultats permet de retenir les solutions
efficaces. Ensuite, les comparaisons entre scénario et situation
initiale à partir du menu « Comparison » de GIpSyNOISE
indiqueront les solutions à retenir les plus adéquates
au regard des objectifs envisagés.
Ces solutions vont constituer les plans d’actions qui seront
mis en œuvre, et qui devront être portés à
connaissance du public en 2008 par les agglomérations de
plus de 250 000 habitants.
Préparer la communication auprès du Grand
Public
Une des dernières phases du projet est de définir
quelles sont les représentations les plus pertinentes, les
plus compréhensibles par le grand public. L’application
GIpSyNOISE propose des représentations cartographiques élaborées
selon les recommandations du comité technique, et en particulier
des études de perception de la cartographie par l’INRETS
(Institut national de Recherche sur les Transports et la Sécurité).
Mais chaque ville restera libre de son choix en terme de charte
graphique.
Conclusion
Le projet se terminant à la fin de l’année 2005,
il nous reste un peu de temps pour finaliser et consolider notre
outil. Les travaux restants concernent :
-
l’approfondissement de l’utilisation de l’outil
GIpSyNOISE pour les sources ferroviaires, industrielles et aéroportuaires.
;
-La concaténation des résultats des différentes
aires de calcul, afin d’obtenir une représentation
et une réflexion à l’échelle de l’agglomération
;
-L’exportation des résultats sous forme de tableaux
vers un format Excel, etc …
A
la fin du projet, une évaluation de l‘outil sera faite
par chaque ville partenaire, en terme de facilité d’usage
et de réponse à la réglementation, et des propositions
de nouveaux développements vont donc sans doute voir le jour
à travers ce questionnement.
En effet, pour répondre à la directive « Bruit
environnemental » avec l’outil GIpSyNOISE, un certain
nombre de tâches, qui doivent encore être réalisées
à la main, pourraient être automatisées :
-
le découpage du territoire de l’agglomération
en zones de calcul,
- la réalisation de rapports de synthèse incluant
le descriptif du site et des mesures envisagées : seul
un exemple correspondant aux chapitres demandés par la
Directive « Bruit Environnemental » est présenté
dans la documentation de GIpSyNOISE,
- la gestion des données d’entrée modifiées
pour les besoins du scénario, afin de ne re-calculer que
la zone d’influence de la modification.
Par
ailleurs les besoins d’évolution suivants sont déjà
identifiés :
-
automatiser l’export vers divers formats SIG,
- automatiser la création de cartes diffusables par Internet
(WMS),
- la visualisation en 3D (drappage des cartes de bruit sur les
façades des batiments et équipements),
- le portage vers ArcGIS 9, etc …
Mais
au préalable, le consortium des partenaires du projet doit
définir comment et par qui cet outil sera maintenu. Car,
selon les dispositions européennes, les travaux réalisés
dans la cadre du projet GIpSyNOISE, outils et méthodes, sont
destinés à être diffusés au plus grand
nombre. Il s’agit donc d’envisager la diffusion et l’évolution
d’un outil libre, avec les 2 logiciels professionnels requis.
L’objectif étant de faciliter la réalisation
de la cartographie de bruit réglementaire, et aussi la prise
en compte du bruit en amont des projets d’aménagement
urbain.
Les
Partenaires
Références
[1]
J. Lambert – Le bruit des transports en Europe : exposition
des populations, risques et coûts pour la collectivité
- [En ligne] - Colloque du conseil national du bruit – Décembre
2000 – Disponible sur http://www.inrets.fr/ur/lte/publications/publications-pdf/Lambert-publi/CIDB-2000.pdf
[2] INSEE – Mesurer la qualité de vie dans les grandes
agglomérations - Octobre 2002 - [En ligne] Disponible sur
http://www.insee.fr/fr/ffc/docs_ffc/IP868.pdf
[3] Proposition de directive au parlement européen et du
conseil relative à l’évaluation et à
la gestion du bruit ambiant – [En ligne] -Journal officiel
n° C 337 E du 28/11/2000 p. 0251 - 0263 26 juillet 2000 - Disponible
sur http://europa.eu.int/smartapi/cgi/sga_doc?smartapi!celexplus!prod!DocNumber&lg=fr&type_doc=COMfinal&an_doc=2000&nu_doc=468
|
