Méthodologie de construction

L’objectif central du projet Life Harmonica était de mettre au point un indice synthétique sur l’environnement sonore qui puisse présenter les caractéristiques suivantes :

  • être aisé à comprendre par le public car évoluant sur une échelle allant de 0 à 10 s’affranchissant des décibels  ;
  • être facile à calculer à partir des données de mesure usuellement collectées par les stations de mesure du bruit, à savoir les niveaux LAeq,1s (niveau équivalent pondéré A sur 1s) ;
  • être calculable au pas de temps horaire ;
  • être pertinent dans sa traduction physique en prenant en compte deux composantes majeures impactant l’environnement sonore : le bruit de fond ambiant et les événements sonores qui émergent de ce bruit de fond ;
  • traduire davantage la perception qu’ont les individus de leur environnement sonore, que ne le font les indicateurs actuellement utilisés dans la réglementation française ou européenne concernant le bruit dans l’environnement.

Pour cela, une méthodologie en 3 étapes a été mise en oeuvre pour construire l'indice.

Première étape : sélection des types de paramètres constitutifs de l'indice

Le choix des paramètres constitutifs de l'indice a reposé sur un travail préliminaire d’analyse statistique réalisé sur une base de données de mesures élémentaires (LAeq,1s) issues de 24 sites représentant huit typologies différentes d’exposition au bruit (bruit des transports terrestres, bruit lié au trafic aérien, zone calme) dans des contextes urbanistiques variés (zones urbaines, péri-urbaines et rurales). L’objectif était de privilégier la sélection de paramètres acoustiques restituant à eux seuls une forte part de la variabilité d’un grand nombre d’indicateurs acoustiques.

Une soixantaine de descripteurs énergétiques et événementiels disponibles à travers la littérature ou proposées par les équipes de Bruitparif et d'Acoucité ont ainsi été calculés sur une base horaire à partir de ces données élémentaires pour chacun des sites. La corrélation entre les 60 descripteurs a été étudiée afin d’évaluer les descripteurs liés entre eux (redondance), éliminer ainsi ceux qui mesurent la même chose et définir les familles de descripteurs qui sont décorrélées les unes des autres et qui, de ce fait, fournissent des informations complémentaires. Cette méthode d’analyse statistique s’appelle l’Analyse en Composantes Principales (ACP).

Deux grandes familles de descripteurs physiques indépendants et complémentaires les uns des autres ont pu être définis au moyen de cette analyse ACP, permettant de restituer la majeure partie de l'information :

  • Le bruit de fond
  • Le caractère événementiel du bruit (prise en compte des événements qui se surajoutent au bruit de fond)

A partir de cette analyse, les équipes ont proposé différentes formulations pour l'indice à partir de la sélection de descripteurs permettant de traduire chacune de ces deux dimensions du bruit (bruit de fond et bruit événementiel).

Deuxième étape : prise en compte de l'avis et du ressenti du public

Les principes de formulations d'indice ont ensuite été confrontés au ressenti du public par l’intermédiaire d’entretiens en face à face réalisés auprès de 246 riverains des 8 secteurs sélectionnés pour leur diversité d’exposition au bruit et de la passation de tests en laboratoire (entretiens individuels à l’issue d’écoutes binaurales réactivées pour présenter les 8 sites) auprès de trois panels de publics : grand public, associations et collectivités locales, experts (130 personnes en tout).

Cette phase d’enquête a permis d’évaluer la compréhensibilité, l’acceptabilité et la pertinence des descripteurs sélectionnés et de tenir compte des réponses des personnes dans le travail de construction de l'indice.

Troisième étape : élaboration de la formule de l'indice

La formule de l'indice a ensuite été mise au point à partir du test opérationnel des différents descripteurs sélectionnés sur l'ensemble des données de mesure historisées au sein de l'observatoire Bruitparif, afin de tenir compte de la diversité des situations de bruit que l’on peut rencontrer dans l'environnement. Ces tests ont permis d'éliminer certains descripteurs qui apparaissaient insuffisamment robustes et d'ajuster les coefficients de la formule de l'indice, de manière à caler les bornes de l'échelle de représentation (0 à 10) sur des données physiques. Ce travail a permis d'aboutir à la proposition suivante de formulation d'indice :

Indice Horaire Harmonica = sous-indice bruit de fond (BGN) + sous-indice événementiel (EVT)

L'indice horaire Harmonica se décompose ainsi en deux parties :

  • une composante associée au bruit de fond : sous-indice BGN
BGN = 0.2 x (LA95eq - 30)
avec LA95eq : niveau équivalent du bruit de fond au cours de l'heure considérée, le bruit de fond étant évalué chaque seconde à partir du niveau dépassé pendant 95% du temps au cours des 10 minutes précédentes

  • une composante événementielle qui tient compte de l'énergie acoustique des événements qui émergent du bruit de fond : sous-indice EVT
EVT = 0.25 x (LAeq - LA95eq)
avec LAeq : niveau équivalent du bruit au cours de l'heure considérée.

Nota bene : Jusqu'à la fin du projet Harmonica (31/12/2014), le calcul d'indice est en phase d'expérimentation sur les stations de mesure de Bruitparif et d'Acoucité qui sont déployées respectivement au sein de la région Ile-de-France et de la Communauté urbaine du Grand Lyon, territoires de démonstration du projet Life environnement Harmonica. Des modifications peuvent ainsi être apportées, d'ici la fin du projet, dans le mode de calcul de l'indice. La formule de l'indice Harmonica présentée ci-dessus doit donc être considérée comme non définitive.


Pour aller plus loin

How to characterize environmental noise closer to people's expectations Acoucité, Bruitparif, Internoise, september 2013