Le bruit des avions est la pollution sonore produite par les aéronefs pendant les différentes phases d’un vol. Le terme est principalement utilisé pour le bruit externe provenant des avions. Un moteur à réaction est l’un des objets artificiels les plus bruyants et le bruit de l’avion peut être si violent que même quelques secondes de séjour à proximité d’un avion, en particulier au départ, peuvent entraîner une perte auditive. La pression acoustique à 25 m d’un avion à réaction qui décolle est d’env. 150 dBA (décibel -A), suffisant pour faire éclater les tambours. En plus du bruit du moteur, les ondes de choc se manifesteront sous la forme d’indices violents si un avion maintient un taux de débordement, ce qui n’est pas applicable aux avions civils d’aujourd’hui. Mais un avion produit un bruit aérodynamique important bien avant qu’il atteigne sa vitesse de croisière. Le bruit et les vibrations internes des avions et des hélicoptères sont souvent gênants et, dans certains cas, si forts qu’ils peuvent entraîner une perte auditive.
La production sonore est divisée en trois catégories:
Rotation mécanique du bruit des pièces du moteur, surtout lorsque les pales du ventilateur atteignent des vitesses supersoniques.
Bruit aérodynamique provenant du flux d’air autour des surfaces de l’avion, en particulier lors d’un vol à basse vitesse.
Bruit des systèmes de pressurisation et de conditionnement des systèmes d’aéronef, du poste de pilotage et de la cabine, et des groupes auxiliaires de puissance.
Les conséquences sur la santé comprennent les troubles du sommeil, la déficience auditive et les maladies cardiaques, ainsi que les accidents du travail causés par le stress. La mémoire et le rappel peuvent également être affectés. Les gouvernements ont mis en place des contrôles étendus qui s’appliquent aux concepteurs, aux constructeurs et aux exploitants d’aéronefs, ce qui permet d’améliorer les procédures et de réduire la pollution.
Mécanismes de production sonore
Le bruit des aéronefs est la pollution sonore produite par un aéronef ou ses composants, que ce soit au sol alors qu’il est stationné, comme les groupes auxiliaires de puissance, au moment du décollage, sous l’hélice et , survoler en route ou à l’atterrissage. Un aéronef en mouvement, y compris le turboréacteur ou l’hélice, provoque la compression et la raréfaction de l’air, ce qui produit un mouvement des molécules d’air. Ce mouvement se propage dans l’air sous forme d’ondes de pression. Si ces ondes de pression sont suffisamment fortes et dans le spectre de fréquences audibles, une sensation d’ouïe se produit. Différents types d’aéronefs ont des niveaux de bruit et des fréquences différents. Le bruit provient de trois sources principales:
Moteur et autres bruits mécaniques
Bruit aérodynamique
Bruit des systèmes d’avion
Moteur et autres bruits mécaniques
Une grande partie du bruit dans les aéronefs à hélice provient également des hélices et de l’aérodynamique. Le bruit de l’hélicoptère est un bruit aérodynamique induit par les rotors principaux et de queue et par le bruit induit mécaniquement par la boîte de vitesses principale et diverses chaînes de transmission. Les sources mécaniques produisent des pics de forte intensité à bande étroite liés à la vitesse de rotation et au mouvement des pièces en mouvement. Dans la modélisation informatique, le bruit d’un avion en mouvement peut être traité comme une source de ligne.
Bruit d’avion des réacteurs
Les moteurs à turbine à gaz des aéronefs sont responsables d’une grande partie du bruit de l’avion pendant le décollage et la montée, tels que le bruit généré par la scie circulaire lorsque les pales du ventilateur atteignent des vitesses supersoniques. Cependant, avec les progrès des technologies de réduction du bruit, la cellule est généralement plus bruyante lors de l’atterrissage.
La majorité du bruit du moteur est dû au bruit des jets, bien que les turboréacteurs à taux de dilution élevé aient un bruit de ventilateur considérable. Le jet à grande vitesse sortant de l’arrière du moteur présente une instabilité inhérente à la couche de cisaillement (si elle n’est pas suffisamment épaisse) et s’enroule dans les tourbillons annulaires. Cela se décompose plus tard en turbulence. Le SPL associé au bruit du moteur est proportionnel à la vitesse du jet (à une puissance élevée). Par conséquent, même des réductions modestes de la vitesse d’échappement produiront une réduction importante du bruit de jet.
La génération de son pendant le fonctionnement d’un turboréacteur est principalement due à l’écoulement autour des pales, à la combustion dans la chambre de combustion et au frottement des pièces mécaniques; En outre, l’émission sonore provient des écoulements turbulents générés derrière les moteurs. Le ventilateur, le compresseur et la turbine sont des roues à palettes, en particulier le compresseur et la turbine sont généralement conçus en plusieurs étapes et présentent donc une variété de roues à palettes. La théorie de base de la génération du son en champ d’écoulement a été développée en 1952 par le mathématicien britannique Michael James Lighthill, qui a transformé les équations de Navier-Stokes en une équation aux vagues. La solution de cette équation, qui peut être écrite sous la forme d’un potentiel retardé, décrit le son rayonné d’une roue à aubes en forme théorique. L’aéroacoustique traite de la formation complexe de bruits causés par les courants d’air dans le moteur.
Explosion sonore
Si un avion vole de manière supersonique, une onde de choc sera créée sur le fuselage et l’arrière de l’aéronef. Ces ondes de choc se sont propagées sous la forme du cône de Mach et sont arrivées peu après avoir survolé un observateur. Pour les petits aéronefs et les altitudes plus élevées, ces ondes de choc sont perçues par une personne comme un coup, dans les gros avions ou à basse altitude, comme deux chocs immédiatement consécutifs. Contrairement à la croyance populaire, le boom sonore ne se produit pas seulement au moment où le mur du son est brisé, mais il se produit en permanence et est exposé à tous les endroits survolés à des vitesses supersoniques. L’explosion supersonique d’un avion volant à une altitude de cent mètres peut produire un niveau de pression sonore pouvant atteindre 130 dB (A), ce qui équivaut à peu près à celui des coups de feu tirés de près.
Bruit d’avion dû à la circulation d’air à l’extérieur des moteurs
Lors du démarrage d’un avion, les moteurs fonctionnent à pleine charge et émettent des niveaux de pression acoustique élevés. l’émission sonore d’autres composants est marginale par rapport à celle-ci. A l’approche d’un avion (et dans les nouvelles stratégies de vol dans certaines phases du lancement, voir ci-dessous), les moteurs fonctionnent à charge partielle. Dans ce cas, l’émission sonore par d’autres facteurs représente une part assez importante des émissions totales. Les principaux facteurs sont les bruits d’écoulement de la propulsion à haute levée (en particulier les lattes et les volets) et le châssis.
À une ouverture sous le profil aérodynamique, le port d’égalisation de la pression du réservoir de la famille Airbus A320 produit un son élevé lorsque l’air déborde (ce qui est similaire au soufflage d’une bouteille en verre). Une plaque de métal peut détourner l’air et atténuer le phénomène de 4 dB.
Emission sonore due au bruit du moteur
Les avions de petite taille, tels que les avions légers, ne sont pas équipés de moteurs, mais propulsent généralement leurs hélices avec un moteur à pistons. En raison des vitesses maximales et des dimensions géométriques nettement inférieures de ces avions, les émissions sonores des courants d’air sont généralement négligeables. Lorsque le moteur est éteint et dans les airs (comme dans les planeurs), ce type d’aéronef ne produit pratiquement aucun son perceptible au sol – contrairement aux avions de ligne et militaires qui émettent des bruits forts même lorsque les moteurs sont éteints théoriquement. Les niveaux de pression acoustique, parfois considérables, générés par les petits aéronefs, sont donc dus uniquement au bruit du moteur et aux débits d’air provoqués par l’hélice.
Bruit aérodynamique
Le bruit aérodynamique provient du flux d’air autour du fuselage de l’avion et des surfaces de contrôle. Ce type de bruit augmente avec la vitesse de l’avion et aussi à basse altitude en raison de la densité de l’air. Les avions à réaction créent un bruit intense dû à l’aérodynamisme. Les avions militaires à basse vitesse et à grande vitesse produisent un bruit aérodynamique particulièrement fort.
La forme du nez, du pare-brise ou de la canopée d’un avion affecte le son produit. Une grande partie du bruit d’un avion à hélice est d’origine aérodynamique en raison du flux d’air autour des pales. Les rotors principaux et de queue de l’hélicoptère génèrent également un bruit aérodynamique. Ce type de bruit aérodynamique est principalement à basse fréquence déterminé par la vitesse du rotor.
Généralement, le bruit est généré lorsque le flux passe par un objet sur l’aéronef, par exemple les ailes ou le train d’atterrissage. Il existe deux types principaux de bruit de cellule:
Bluff Body Noise – le tourbillon alternatif se déplaçant de chaque côté d’un corps de bluff crée des zones de basse pression (au cœur des tourbillons de hangar) qui se manifestent par des ondes de pression (ou des sons). L’écoulement séparé autour du corps de la falaise est très instable et le flux « s’enroule » en tourbillons annulaires, qui se décomposent ensuite en turbulence.
Bruit de bord – lorsque l’écoulement turbulent traverse l’extrémité d’un objet ou des lacunes dans une structure (écarts de dégagement importants du dispositif de levage), les fluctuations de pression associées sont audibles lorsque le son se propage à partir du bord de l’objet (radialement vers le bas).
Bruit des systèmes d’avion
Les systèmes de pressurisation et de conditionnement du poste de pilotage et de la cabine contribuent souvent beaucoup aux cabines des avions civils et militaires. Cependant, l’une des sources les plus importantes de bruit de cabine des avions à réaction commerciaux, autres que les moteurs, est le groupe auxiliaire de puissance (APU), un générateur embarqué utilisé dans les avions pour démarrer les moteurs principaux, généralement à air comprimé. fournir de l’électricité pendant que l’avion est au sol. D’autres systèmes aéronautiques internes peuvent également contribuer, tels que des équipements électroniques spécialisés dans certains avions militaires.
Effets sur la santé
Les moteurs d’avion sont la principale source de bruit et peuvent dépasser 140 décibels (dB) au décollage. En vol, les principales sources de bruit sont les moteurs et la turbulence à grande vitesse sur le fuselage.
Les niveaux sonores élevés ont des conséquences sur la santé. Un lieu de travail élevé ou un autre bruit peut entraîner une déficience auditive, une hypertension, une cardiopathie ischémique, une gêne, des troubles du sommeil et une diminution des performances scolaires. Bien que certaines pertes auditives surviennent naturellement avec l’âge, dans de nombreux pays développés, l’impact du bruit est suffisant pour nuire à l’audition au cours de la vie. Des niveaux de bruit élevés peuvent créer du stress, augmenter les taux d’accidents sur le lieu de travail et stimuler l’agressivité et d’autres comportements antisociaux. Le bruit de l’aéroport a été lié à l’hypertension artérielle.
Maladies cardiovasculaires
Le bruit des avions a des effets sur le système cardiovasculaire et se manifeste par des maladies du système. La relation entre le bruit des avions et les maladies cardiovasculaires a été démontrée dans plusieurs études de cas.
Selon un rapport de l’Organisation mondiale de la santé sur la santé, 1,8% des crises cardiaques en Europe sont causées par un bruit de trafic supérieur à 60 dB. La part du bruit des avions dans ce bruit de circulation reste ouverte. Dans une autre étude, la relation entre le bruit des avions et l’hypertension artérielle chez 2 693 sujets de la grande région de Stockholm a été examinée et a conclu qu’à partir d’un niveau sonore continu de 55 dB (A) et d’un niveau maximal de 72 dB (A) Un risque de maladie significativement plus élevé est présent. Dans le cadre de cette étude, les auteurs ont également pu démontrer que la pression artérielle augmente même pendant le sommeil avec des niveaux de bruit accrus sans que les personnes habituées au bruit des avions se réveillent.
Les troubles mentaux
Les troubles mentaux survenant peuvent avoir différentes causes, dont certaines ne sont pas explorées. Des facteurs significatifs de survenue de tels troubles, à savoir l’acouphène subjectif (bruit auditif persistant), l’hyperacousie (hypersensibilité pathologique au son) et, plus rarement, la phonophobie (trouble phobique impliquant des sons ou des sons spécifiques) sont des réactions au stress. Ce stress peut certainement être provoqué par le bruit des avions de longue durée. Rien qu’en Allemagne, environ une personne sur dix déclare des symptômes d’acouphènes et 500 000 personnes souffrent d’hyperacousie.
Étude environnementale allemande
Une analyse statistique à grande échelle des effets sur la santé du bruit des avions a été entreprise à la fin des années 2000 par Bernhard Greiser pour le bureau central allemand de l’environnement, Umweltbundesamt. Les données sur la santé de plus d’un million d’habitants de l’aéroport de Cologne ont été analysées afin de déterminer les effets sur la santé liés au bruit des avions. Les résultats ont ensuite été corrigés pour tenir compte d’autres influences du bruit dans les zones résidentielles et pour les facteurs socioéconomiques afin de réduire l’inclinaison possible des données.
L’étude allemande a conclu que le bruit des avions nuisait nettement à la santé. Par exemple, un niveau de pression acoustique diurne moyen de 60 décibels augmentant les maladies coronariennes de 61% chez les hommes et de 80% chez les femmes. Autre indicateur, une pression acoustique nocturne moyenne de 55 décibels a augmenté le risque de crise cardiaque de 66% chez les hommes et de 139% chez les femmes. Des effets sur la santé statistiquement significatifs ont cependant commencé dès le niveau de pression acoustique moyen de 40 décibels.
Conseil FAA
La Federal Aviation Administration (FAA) réglemente le niveau de bruit maximal que chaque avion civil peut émettre en exigeant que les aéronefs respectent certaines normes de certification acoustique. Ces normes désignent les modifications des exigences relatives au niveau de bruit maximal par désignation «d’étape». Les normes de bruit américaines sont définies dans le Code of Federal Regulations (CFR), Titre 14, Partie 36 – Normes sonores: certification de type et de navigabilité des aéronefs (14 CFR Part 36). La FAA affirme qu’un niveau sonore moyen maximal de 65 dB par jour et nuit est incompatible avec les communautés résidentielles. Les communautés dans les zones touchées peuvent être éligibles à des mesures d’atténuation telles que l’insonorisation.
Bruit de cabine
Le bruit des avions affecte également les personnes à l’intérieur de l’aéronef: l’équipage et les passagers. Le bruit de cabine peut être étudié pour prendre en compte l’exposition professionnelle et la santé et la sécurité des pilotes et des agents de bord. En 1998, 64 pilotes de lignes aériennes commerciales ont été interrogés sur la perte d’audition et les acouphènes. En 1999, le NIOSH a mené plusieurs enquêtes sur le bruit et plusieurs évaluations des risques pour la santé, et a constaté que les niveaux de bruit dépassaient la limite d’exposition recommandée de 85 décibels pondérés A comme moyenne pondérée sur 8 heures. En 2006, les niveaux de bruit à l’intérieur d’un Airbus A321 pendant la croisière ont été rapportés à environ 78 dB (A) et pendant le roulage lorsque les moteurs de l’avion produisent une poussée minimale, les niveaux sonores de la cabine ont été enregistrés à 65 dB (A). En 2008, une étude menée par des équipages de compagnies aériennes suédoises a révélé des niveaux sonores moyens compris entre 78 et 84 dB (A) avec une exposition maximale pondérée A de 114 dB, mais aucun changement de seuil auditif majeur. En 2018, une étude des niveaux sonores mesurés sur 200 vols représentant six groupes d’aéronefs a révélé un niveau de bruit de 83,5 dB (A) avec des niveaux atteignant 110 dB (A) sur certains vols, mais seulement 4,5%. de 85 dB (A).
Effets cognitifs
Il a été démontré que le bruit simulé des avions à 65 dB (A) affecte négativement la mémoire des individus et le rappel des informations auditives. Dans une étude comparant l’effet du bruit des avions sur l’effet de l’alcool sur les performances cognitives, on a constaté que le bruit simulé des avions à 65 dB (A) avait le même effet sur la capacité des individus à se rappeler Niveau de concentration (BAC) de 0,10. Un taux d’alcoolémie de 0,10 est le double de la limite légale requise pour conduire un véhicule à moteur dans de nombreux pays développés tels que l’Australie.
Voyage aérien et faune
Le bruit des avions peut aussi être gênant et dangereux pour la faune. Par exemple, les éleveurs de fourrures ont constaté que les animaux avaient mangé des chiots nouveau-nés dont les avions ou les hélicoptères avaient passé lors de leur passage. Le problème a également été pertinent en rapport avec des exercices militaires avec des vols à basse altitude au-dessus des parcs nationaux ou des réserves naturelles pendant la saison de reproduction et de reproduction au printemps.
Mesures visant à réduire le bruit des avions
Diverses mesures ont été prises pour réduire le bruit des avions. Les procédures sont généralement subdivisées en mesures de réduction des émissions et de réduction des immissions (souvent également dans la lutte contre le bruit active et passive). Alors que les mesures de réduction des émissions visent à réduire le bruit directement à la source, c’est-à-dire les avions ou les hélicoptères, l’objectif des méthodes de réduction des immissions est de minimiser l’impact sur la population, les animaux et l’environnement. Ce dernier peut être atteint par diverses mesures telles que l’isolation phonique ou l’augmentation de la distance jusqu’à l’aéronef.
Mesures de réduction des émissions
Grâce à diverses mesures de conception, les émissions sonores des moteurs, des hélices et des rotors ont été considérablement réduites au cours des dernières décennies. Dans les turboréacteurs, cela s’ajoute à d’autres changements, principalement en se détournant d’Einstrom et donc de l’utilisation accrue des turboréacteurs à double flux; Avec les avions à hélices et les hélicoptères, il est possible de réduire les niveaux de pression acoustique en modifiant la géométrie des pales, ce qui permet de réduire la vitesse des rotors. En imposant des redevances et en interdisant les avions particulièrement bruyants, tels qu’ils sont mis en œuvre aux États-Unis et dans l’Union européenne, les compagnies aériennes et, indirectement, les constructeurs d’aéronefs
Développement dans les moteurs à réaction
Les avancées dans le développement des réacteurs ont notamment permis de réduire de manière significative le bruit émis par les moteurs de l’aviation civile par rapport aux moteurs utilisés depuis les années 1950.
Une partie importante de la réduction des émissions sonores concerne la mise en œuvre du flux secondaire dans les moteurs à réaction, à savoir le développement de moteurs à réaction à partir de moteurs à un jet et de turboréacteurs. Alors que dans les premières générations de moteurs on n’utilisait pas ou très peu de courant latéral, les moteurs modernes produisent une grande partie de 80% de la poussée totale par la voie latérale, la distribution de masse d’air dans le courant latéral dans le courant principal (« taux de dilution ») en partie dans la proportion de 12: 1. Le moteur PW1124G, qui sera installé entre autres sur l’Airbus 320neo, réduit le niveau de pression acoustique de 15 dB (A) selon le constructeur, et le moteur PW1521G développé par Bombardier même à 20 dB (A).
Pour certains moteurs, il est possible d’installer des silencieux. Les avions plus anciens avec un taux de dilution plus faible peuvent – souvent seulement par la suite – être équipés de kits silencieux, qui réduisent, entre autres, les différences de vitesse entre le flux principal rapide et l’air ambiant. Les inconvénients des kits de silence sont les pertes de puissance du moteur. Les «buses de chevrons» intégrées aux moteurs du Boeing 787 suivent un principe similaire: un bord de fuite en forme de zigzag du moteur est destiné à mieux mélanger le flux secondaire avec l’air ambiant, réduisant ainsi les émissions sonores.
Une autre mesure constructive consiste à utiliser de nouvelles buses d’échappement, qui mélangent les gaz d’échappement avec l’air ambiant, ce qui réduit les émissions sonores. Même dans les moteurs modernes, la distance entre le stator et la turbine du compresseur entraîne une réduction du son. D’autres moyens de réduire les émissions sonores sont la modification de la géométrie des roues à aubes du moteur ou l’utilisation de matériaux absorbant le bruit au niveau des entrées d’air du moteur.
Une autre façon de réduire les émissions sonores des moteurs est l’absence d’utilisation d’inverseurs de poussée plus puissants. L’inverseur de poussée peut être activé lors de l’atterrissage immédiatement après l’atterrissage de l’avion. En raison de la déviation du jet moteur, la poussée des moteurs est avancée, de sorte que l’avion est décéléré. Dans l’aviation civile, toutefois, les avions ne sont généralement autorisés à s’approcher des pistes que dans les aéroports où un atterrissage en toute sécurité peut être garanti sans inversion de poussée. Ainsi, l’inversion de la poussée totale est de plus en plus évitée, car elle est liée au démarrage à court terme des turbines à des performances élevées avec des émissions sonores importantes.
Turboprops et hélicoptères
Dans les turbopropulseurs, le son émis est largement dû aux hélices des moteurs. En modifiant la géométrie des pales, les hélices pourraient être rendues plus efficaces, ce qui explique pourquoi les vitesses de fonctionnement des hélices peuvent être réduites. La réduction de la vitesse réduit le bruit des avions et permet aux moteurs de fonctionner à une puissance inférieure, réduisant encore le bruit. Un effet similaire s’applique aux hélicoptères: en modifiant la géométrie de la pale du rotor, l’hélicoptère peut être utilisé à une vitesse inférieure dans les extrémités des pales, ce qui pourrait réduire les émissions.
Procédure d’approche
La charge des résidents de l’aéroport dépend largement du choix de la méthode d’approche des avions, car, en fonction de la méthode choisie, un nombre différent de personnes présentant différents niveaux de pression acoustique est chargé. En plus de la méthode d’approche standard (approche standard), dans laquelle la configuration finale de l’aéronef pour l’atterrissage (volets étendus et train d’atterrissage étendu) est atteinte assez tôt, diverses autres méthodes sont actuellement testées et explorées. Dans certains cas, un soulagement considérable peut être observé pour les résidents de l’aéroport.
Une approche d’approche alternative importante est l’approche LP / LD (Low Power / Low Drag Approach), développée à l’aéroport de Francfort, avec les volets d’atterrissage et surtout le train d’atterrissage beaucoup plus tard – le LP / LD est le châssis seulement cinq miles (NM) avant d’atteindre la piste prolongeaient, au contraire, la procédure d’approche standard déjà douze NM avant.
Une autre méthode est l’approche de descente continue, dans laquelle les phases de vol horizontales pendant la descente doivent être largement évitées. Cela permet aux moteurs de tourner au ralenti, tandis que la procédure d’approche standard nécessite une puissance moteur plus élevée en raison des phases horizontales intermédiaires. L’approche de descente continue peut donc entraîner des nuisances sonores, notamment dans la plage de 55 à 18 km devant la piste. Le désavantage de Gleitanflugverfahrens est qu’il est plus difficile à réaliser avec un trafic croissant, car dans les avions de croisière, un vol horizontal est inévitable, donc aux heures de pointe dans de nombreux aéroports, pas ou seulement partiellement – par exemple la nuit ou à faible trafic – peuvent être utilisés, les plus grands aéroports utilisant la procédure sont les aéroports de Francfort et de Cologne / Bonn; De plus, la procédure sera testée dans d’autres aéroports. Dans la phase finale de l’atterrissage, l’avion est placé dans la balise du système d’atterrissage aux instruments et maintient donc un taux de descente fixe, ce qui explique pourquoi, à environ 18 km d’avant la piste, Gleitanflugverfahren ne plus faisable.
Une méthode plus ancienne, qui suit un principe similaire à l’approche de descente continue, est l’approche en deux segments (approche à deux segments), dans laquelle, dans le premier segment, un angle d’approche raide est sélectionné. valeur spécifiée. La réduction de la pollution sonore des avions se produit notamment par les zones survolées à plus haute altitude; Les inconvénients sont, en raison du taux de chute plus élevé, des problèmes de sécurité et de moins de confort pour les passagers.
Angle d’approche
Par défaut, les avions coulent à un angle de 3 °, ce qui est la norme OACI. Si cet angle est augmenté, il faut donc couler l’avion. En approche finale avec un taux de descente plus élevé, l’endroit où l’approche finale est lancée s’est déplacé en conséquence plus près de la piste. En conséquence, les aéronefs survolent une certaine zone autour de la piste, ce qui réduit la pollution sonore. Des angles d’approche autres que 3 degrés ne sont possibles que dans le mode de vol toutes saisons CAT I. Dans le cas des opérations aériennes tous temps CAT II et III, selon l’approche PANS-OPS de l’OACI (Doc 8168), une approche obligatoire à 3 degrés l’angle doit être observé.
Procédure de départ
Aussi dans le contexte du départ peut être réduit en choisissant la procédure de départ, l’émission de bruit. Tout d’abord, les moteurs doivent fonctionner à haute puissance au démarrage afin d’atteindre une vitesse suffisante pour un démarrage en toute sécurité et un décrochage à éviter. Cependant, une fois qu’une altitude sûre et une vitesse suffisamment élevée pour une condition de vol stable sont atteintes, la puissance des moteurs peut être arrêtée.
La méthode de réduction du bruit, mise au point aux États-Unis en 1978, prévoit de réduire la poussée au décollage de 300 mètres au-dessus du sol, poursuivant ainsi la descente avec un angle de montée réduit. Lorsque vous atteignez une vitesse de 250 nœuds (460 km / h), le taux de montée augmente à nouveau. En premier lieu, cette méthode permet d’économiser beaucoup de kérosène, mais la faible altitude de seulement 300 mètres au-dessus du sol entraîne des niveaux de bruit élevés pour les habitants de la zone survolée.
Une procédure de départ élaborée par l’Association du transport aérien international (IATA) recommande de monter à 1500 pieds (450 mètres) avec une puissance maximale, puis d’arrêter la puissance du moteur et de la relever à une altitude de 3 000 pieds (900 mètres). Cette procédure de départ soulage les résidents de l’aéroport, mais entraîne une augmentation de la consommation de carburant. Ainsi, 14 profils différents ont été développés pour différents modèles d’aéronef afin de prendre en compte les caractéristiques de l’aéronef.
Itinéraires de vol
En principe, lors de la détermination des itinéraires de vol, des tentatives sont faites pour éviter de survoler les zones métropolitaines et de concevoir les itinéraires de vol de manière à ce que les zones écrémées soient de préférence survolées. Cela soulève la question de savoir dans quelle mesure l’avantage d’une communauté plus vaste (bien commun) au détriment des habitants des zones à faible densité de population est justifiable. Le choix de l’itinéraire de vol normalisé dans le cadre de la planification de l’espace aérien ainsi que les déviations à court terme par rapport à cet itinéraire de vol, généralement par le contrôleur de la circulation aérienne, dépendent de facteurs nombreux et parfois complexes. L’évitement du bruit des avions joue un rôle important, mais est fondamentalement subordonné à la sécurité des vols.
Introduction de zones de protection contre le bruit
Les zones de protection contre le bruit sont des zones situées autour d’un aéroport, qui sont soumises à des réglementations et à des exigences spéciales en matière de protection contre le bruit. En Allemagne, ils sont basés sur le FluLärmG; le calcul de la conception des zones de protection contre le bruit ainsi que les conditions individuelles émises sont effectués par des modèles mathématiques. Vous trouverez une brève description des zones de protection contre le bruit définies par la société allemande FluLärmG et la situation dans d’autres pays dans la section relative à la situation juridique.
Bâtiments de protection contre le bruit
Il existe de nombreuses manières de construire des bâtiments anti-bruit et de protéger ainsi les résidents de l’aéroport contre le bruit des avions. Certains bâtiments de protection contre le bruit sont utilisés directement à l’aéroport, de sorte que les essais de moteurs nécessaires sont effectués dans les grands aéroports des halls de protection contre le bruit, ce qui réduit considérablement le bruit émis dans l’environnement par l’isolation acoustique. Même les murs d’insonorisation peuvent atténuer le bruit émis par un aéroport – mais cela ne concerne que très peu le bruit des avions qui décollent et atterrissent, car ils se situent très rapidement au-dessus des murs antibruit et le bruit des avions affecte les résidents de l’aéroport sans encombre.
Une mesure importante des résidents à proximité de l’aéroport est l’utilisation de systèmes de ventilation insonorisés et de fenêtres insonorisées, qui réduisent le bruit atteignant l’intérieur de l’appartement grâce à l’étanchéité accrue et à l’utilisation de vitres spéciales d’épaisseur différente. Les fenêtres insonorisées sont divisées en six classes, la classe la plus élevée pouvant absorber plus de 50 dB (A) de son.
Interdiction de vol de nuit
La question des interdictions de vol de nuit est une autre mesure qui sert notamment à protéger le sommeil de la population. Cependant, les interdictions de nuit n’empêchent généralement pas, comme leur nom l’indique, tous les vols de nuit, mais restreignent plutôt les décollages et les atterrissages d’aéronefs dans les aéroports la nuit. Dans l’allemand FluLärmG, une interdiction de vol de nuit n’est pas prévue, mais il existe dans tous les aéroports allemands des autorisations d’exploitation pour le décollage et l’atterrissage pendant la nuit. La période de validité des interdictions de vol de nuit est réglée individuellement pour chaque aéroport, ainsi que la mise en œuvre exacte. Par exemple, malgré l’interdiction des vols de nuit, les décollages et les atterrissages nocturnes sont autorisés à certaines fins des vols tels que les vols postaux ou les vols de sauvetage ou les modèles d’avion de certaines catégories de bruit dans la plupart des aéroports.
Programmes d’atténuation du bruit
Aux États-Unis, depuis que le bruit de l’aviation est devenu un problème public à la fin des années 1960, les gouvernements ont mis en place des contrôles législatifs. Les concepteurs d’aéronefs, les constructeurs et les exploitants ont mis au point des appareils plus silencieux et de meilleures procédures d’exploitation. Les turboréacteurs à double dérivation modernes, par exemple, sont plus silencieux que les turboréacteurs et les turboréacteurs à faible contournement des années 1960. Premièrement, la certification des aéronefs de la FAA a permis d’atteindre les réductions de bruit classées dans la catégorie des avions de la phase 3; qui a été mis à niveau à la certification acoustique « Stage 4 », ce qui a permis de créer des avions plus silencieux. Cela a entraîné une diminution des expositions au bruit en dépit de la croissance du trafic et de la popularité.
Systèmes de navigation par satellite
Une série d’essais ont été entrepris à l’aéroport d’Heathrow, à Londres, entre décembre 2013 et novembre 2014, dans le cadre de la «stratégie future de l’espace aérien» du Royaume-Uni et du projet européen de modernisation du «ciel unique européen». Les essais ont démontré que l’utilisation de systèmes de navigation par satellite permettait de réduire le bruit dans un plus grand nombre de communautés environnantes, même si cela entraînait une augmentation inattendue des nuisances sonores (61 650) en raison des trajectoires de vol concentrées. L’étude a révélé que les angles de décollage et d’atterrissage plus raides réduisaient le bruit des avions et permettaient de réduire le bruit en utilisant des trajectoires de vol plus précises, permettant ainsi de contrôler l’empreinte sonore des aéronefs au départ. Le soulagement du bruit pourrait être amélioré en changeant les trajectoires de vol, par exemple en utilisant une trajectoire de vol le matin et une autre l’après-midi.
Les progrès technologiques
Conception du moteur
Les turboréacteurs à grande vitesse à passage direct modernes sont non seulement plus économes en carburant, mais également beaucoup plus silencieux que les turboréacteurs anciens et les turboréacteurs à faible contournement. Sur les nouveaux moteurs, les chevrons réduisant le bruit réduisent encore le bruit du moteur, tandis que sur les moteurs plus anciens, les utilisateurs de kits silencieux sont utilisés pour atténuer leur bruit excessif.
Emplacement du moteur
La capacité de réduire le bruit peut être limitée si les moteurs restent sous les ailes de l’avion. La NASA s’attend à un niveau cumulé de 20 à 30 dB en dessous des limites de la phase 4 d’ici 2026-2031, mais la réduction du bruit dans les limites des aéroports nécessite une réduction d’au moins 40 à 50 dB. Le train d’atterrissage, les lattes d’ailes et les volets d’ailes produisent également du bruit et peuvent devoir être protégés du sol par de nouvelles configurations. La NASA a constaté que les nacelles à voilure supérieure et à fuselage intermédiaire pouvaient réduire le bruit de 30 à 40 dB, voire de 40 à 50 dB pour le corps d’aile hybride, ce qui pourrait être essentiel pour les rotors ouverts.
D’ici 2020, les technologies d’hélicoptères en cours de développement, ainsi que les nouvelles procédures, pourraient réduire les niveaux de bruit de 10 dB et les empreintes sonores de 50%, mais des progrès supplémentaires sont nécessaires pour préserver ou étendre les héliports. Les UAS de livraison de colis devront caractériser leur bruit, établir des limites et réduire leur impact.