Réduire la pollution sonore en déformant les ondes

L’exposition au bruit de la circulation est un phénomène qui gagne en ampleur partout en Europe et qui a des conséquences sur la santé de millions de citoyens.

Une innovation qui « déforme » les ondes sonores pour les détourner des habitations, des écoles et des lieux de travail pourrait constituer une solution.

Le trafic routier en Europe est devenu de plus en plus dense au fil des ans, contribuant à la pollution de l’air, à un risque accru d’accidents et à des niveaux de bruit plus élevés. En fait, la circulation routière est la source de bruit dans l’environnement la plus répandue dans l’UE.

« Plus de 100 millions d’Européens sont exposés à des niveaux nocifs », fait remarquer Bart Willems, coordinateur du projet WHISSPER et rattaché à 4Silence, aux Pays-Bas.

« Il est connu que l’exposition à long terme augmente le stress et perturbe le sommeil. » Des études ont même révélé que le bruit excessif de la circulation peut contribuer aux maladies cardiovasculaires et aux problèmes d’apprentissage chez les enfants.

Les autorités sont conscientes de la nécessité de remédier à ce problème, et environ 5,43 milliards d’euros sont alloués à des mesures d’atténuation chaque année. Il est généralement question soit de bloquer le bruit à l’aide d’un mur ou d’un écran antibruit, soit de l’absorber à l’aide d’un asphalte poreux.

« Ces solutions n’ont connu que des améliorations marginales au fil des ans », explique Bart Willems. « Et elles ont tendance à être insuffisantes ou peu attrayantes. »

Réduction du bruit innovante

Le projet WHISSPER s’est attaché à commercialiser une approche innovante qui permet de relever ce défi. Au lieu de chercher à absorber ou à bloquer le bruit de la circulation, son objectif est plutôt de dévier le bruit vers le haut par diffraction. Pour ce faire, 4Silence a mis au point des murs et des sections de béton au niveau du sol qui présentent une série de rainures de différentes tailles.

« Cette innovation repose sur le principe de déflexion des ondes sonores, qui se produit lorsque celles-ci interagissent avec d’autres ondes sonores », explique Bart Willems. « Les ondes sonores des voitures en circulation se dirigent droit vers les rainures, où elles commencent à résonner. »

Cette résonance entraîne une résistance dans l’air, qui entrave la propagation des ondes sonores horizontales. Le son se déplace comme l’eau : il cherche le chemin où il rencontre le moins de résistance. Les ondes sonores perturbantes essaient donc d’« esquiver » la résonance qui se crée dans les rainures en se propageant vers le haut, ce qui engendre une zone plus silencieuse le long de la route. Ces innovations peuvent également être installées le long des lignes de chemin de fer.

Diffracter les ondes sonores

Deux prototypes de produits qui reposent sur ce concept ont été mis au point depuis lors : WHISstone, un diffracteur en béton, placé directement à côté de la route au niveau du sol ; et WHISwall, un mur antibruit d’un mètre de haut qui permet d’obtenir les mêmes résultats qu’un mur antibruit ordinaire de trois mètres de haut.

Des démonstrations pilotes, essentielles pour assurer la viabilité commerciale et l’acceptation du produit, ont été menées en Belgique, au Danemark, en Allemagne et aux Pays-Bas. Les niveaux de bruit ont été mesurés par des organismes agréés. Les tests ont révélé d’importantes réductions de bruit pouvant atteindre 40 %.

Démonstration de la viabilité opérationnelle

Malgré un certain retard imputable à la pandémie de COVID, le projet WHISSPER a atteint ses objectifs. « Les prototypes se sont montrés très efficaces et faciles à installer et à entretenir », ajoute Bart Willems.

« Nous voulions, dans le cadre du projet WHISSPER, concentrer nos efforts sur l’optimisation de ces solutions avant de les tester dans différents environnements opérationnels. »

Pour ce faire, les méthodes de production de WHISstone et de WHISwall sont passées à l’échelle supérieure, ce qui a permis à la société de répondre à la demande prévue.

Des campagnes commerciales ont également été menées en Allemagne, en Belgique, au Danemark, en France, aux Pays-Bas et au Royaume-Uni afin de mieux faire connaître la technologie et d’évaluer son potentiel d’adoption par le marché. « Le projet WHISSPER nous a déjà permis de révolutionner le monde de la réduction du bruit », précise Bart Willems.