Caractérisation des propriétés acoustiques de revêtements poreux par mesures in situ - Application au colmatage des chaussées - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Characterization of the acoustic properties of porous surfaces by in situ measurements - Application to the clogging of porous road surfaces

Caractérisation des propriétés acoustiques de revêtements poreux par mesures in situ - Application au colmatage des chaussées

Résumé

Porous road surfaces have interesting properties for road safety and noise reduction. However, these properties can change signi ficantly over time, due to weather conditions and clogging, until they are the same as usual road surfaces. The aim of this PhD work is to set up the scientifi c tools needed for the in situ evaluation of the parameters related to the microstructure of the porous road surface by a non-destructive acoustic method. The methods for measuring in situ the surface impedance and the absorption coeffi cient are investigated. Three of these methods are compared on a polymeric foam and a pervious bituminous concrete. Moreover, propagation and dissipation phenomena in this porous medium are described ; it leads to the models relating the acoustic quantities (including the surface impedance and the absorption coeffi cient) to the intrinsic material parameters. Among them, a model is chosen which complies with the physical problem and requires only three parameters. A analysis of the sensitivity of this model to its parameters is performed, leading to the development of a guided model inversion procedure. From the quantities measured in situ, this procedure allows to estimate each parameter in turn in targeted frequency ranges regarding their in fluence on the outputs of the model. This procedure is validated on samples of porous road surface and gives relevant results on in situ measurements. Lastly, the elaborated tools are applied to the clogging issue. The experimental set-up allows to highlight the e ffect of clogging on the acoustical quantities and on the parameters related to the material microstructure.
Les revêtements de chaussée poreux possèdent des propriétés intéressantes du point de vue de la sécurité routière autant que de celui du bruit dans l'environnement. Cependant, leurs propriétés peuvent évoluer fortement au cours du temps, jusqu'à devenir équivalentes à celles des revêtements classiques, sous l'e ffet des conditions climatiques et du colmatage. L'objectif de ce travail de thèse est de mettre en place les outils nécessaires à l'évaluation in situ des paramètres liés à la microstructure du revêtement poreux par une méthode acoustique non destructive. Ainsi, les méthodes de mesure in situ de l'impédance de surface et du coef ficient d'absorption sont étudiées. Trois de ces méthodes sont comparées successivement sur une mousse polymère, puis sur un Béton Bitumineux Drainant. Par ailleurs, les phénomènes de propagation et de dissipation dans ce type de milieu poreux sont décrits, menant aux modèles qui relient propriétés acoustiques (impédance de surface et coeffi cient d'absorption notamment) aux paramètres intrinsèques du matériau ; parmi ceux-ci, un modèle respectant la physique du problème et nécessitant peu de paramètres est choisi pour la suite des applications. Une analyse de la sensibilité de ce modèle aux paramètres conduit au développement d'une démarche d'inversion guidée du modèle. Elle permet, à partir des grandeurs mesurables in situ, d'estimer les paramètres un par un sur des gammes de fréquences adaptées à leur in fluence. Cette démarche est validée sur des carottes de revêtement poreux et présente des résultats satisfaisants sur les mesures réalisées in situ. En fin, les outils développés sont appliqués à la problématique du colmatage. Le protocole expérimental permet de mettre en lumière l'eff et du colmatage sur les grandeurs acoustiques et sur les paramètres liés à la microstructure du matériau.
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Dates et versions

tel-00954944 , version 1 (03-03-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00954944 , version 1

Citer

Gaëlle Benoit. Caractérisation des propriétés acoustiques de revêtements poreux par mesures in situ - Application au colmatage des chaussées. Acoustique [physics.class-ph]. Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat, 2013. Français. ⟨NNT : 2013-ENTP-0009⟩. ⟨tel-00954944⟩

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