Acoustique

12 Pondération A : dans certains cas, la réglementation se réfère aux niveaux de pression en dB (A) pour tenir compte de cette « sensation de l’oreille ».

5.2.2 Acoustique

Généralités

Le son peut être défini de deux manières :

– d'une manière objective : c'est le phénomène physique d'origine mécanique consistant en une variation de pression (très faible), de vitesse vibratoire ou de densité fluide, qui se propage en modifiant progressivement l'état de chaque élément du milieu considéré, donnant naissance à une onde acoustique (la propagation des ronds dans l'eau suite à un ébranlement de la surface est une bonne représentation de ce phénomène) ; – d'une manière subjective : c'est la sensation procurée par cette onde. Elle est reçue par l'oreille, puis transmise au cerveau et déchiffrée par celui-ci. De toutes les ondes acoustiques, seules certaines peuvent être perçues par l'oreille : il s'agit des ondes dont la fréquence est comprise entre 20 Hertz (Hz) et 20 000 Hz (20 kHz). En-dessous de 20 Hz, on parle d'infrasons, et au-dessus de 20 kHz, on parle d'ultrasons.

Figure 2. Relation entre le niveau sonore et l'effet sur la santé humaine

(source : http://www.bruitparif.fr)

D’une manière générale, les études ont montré que la sensibilité de l’oreille en fonction de la fréquence varie d’une personne à l’autre et dépend notamment de l’âge. L’oreille est beaucoup moins sensible aux basses fréquences, comprises entre 20 et 400 Hz, qu’aux fréquences moyennes et aiguës, qui correspondent à celles de la parole.

L’application à un spectre de bruit d’une correction de niveau en fonction de la fréquence permet de rendre compte de la sensibilité de l’oreille (pondération A¹² ).

On introduit donc dans les appareils de mesure un filtre correcteur de pondération A, dont la sensibilité varie avec la fréquence. Le niveau de bruit est exprimé en décibels A ou dB (A).

Le dB (A) permet d’apprécier effectivement la sensation de bruit ressentie et peut servir d’indicateur de gêne.

La plus petite variation susceptible d’être perçue par l’oreille est de l’ordre de 2 à 3 dB (A).

Etat initial

Ce paragraphe présente la synthèse de l'étude d'impact acoustique réalisée par la société VENATHEC.

L'intégralité de l'étude figure dans le Cahier n°3 - Etude d'impact – Expertise acoustique, Cahier 3.B.1

Le parc éolien sera soumis aux exigences de l’Arrêté du 26 août 2011 relatif aux installations de production d'électricité utilisant l'énergie mécanique du vent.

Les sections de l’arrêté relatives au bruit sont présentées en annexe H de l’étude acoustique.

 Points de mesures

La période de mesure s’étale du 27 avril au 15 mai 2017, soit 19 jours pour chacun des 4 points décrits ci-après, seulement 9 jours pour le point n°4 (panne matérielle). Au point n°5 CD, une mesure de courte durée a été effectuée à proximité de celle-ci, afin de compléter la campagne de mesure.

Cette mesure sera mise en corrélation avec les mesures « longue durée » effectuées sur les autres points, afin de déterminer le niveau de bruit résiduel à retenir dans le cadre de l’étude.

Localisation des points de mesure acoustique

Tableau 36. Caractérisation des points de mesure acoustique

Projet du parc éolien des Puyats, communes de Champfleury et de Plancy-l’Abbaye

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 Niveaux résiduels de bruit

Des mesures de niveaux résiduels en quatre lieux distincts sur une période de 19 jours ont eu lieu, pour des vitesses de vent comprises entre 3 et 10 m/s à Href = 10 m, afin de qualifier l’état initial acoustique de la zone d’étude. .

En complément, afin de permettre une étude la plus complète possible, une mesure dite « courte durée » a été effectuée à l’emplacement n°5 CD. Cette mesure a été corrélée avec les mesures « longue durée » réalisées en simultané.

La campagne de mesure a permis une évaluation des niveaux de bruit en fonction de la vitesse de vent satisfaisante, conformément aux recommandations du projet de norme Pr NFS 31-114, sur les plages de vitesses de vent comprises entre 3 et 10 m/s sur quatre classes homogènes de bruit :

 Classe homogène 1 : Secteur ]120° ; 300°] - SO en période diurne printanière

 Classe homogène 2 : Secteur ]120° ; 300°] - SO en période nocturne printanière

 Classe homogène 3 : Secteur ]300° ; 120°] - NE en période diurne printanière

 Classe homogène 4 : Secteur ]300° ; 120°] - NE en période nocturne printanière

Compte tenu des incertitudes des mesurages calculées, les indicateurs de bruit présentant plus de 10 échantillons semblent pertinents.

Une extrapolation ou un recalage des indicateurs de bruit a été réalisé sur les vitesses de vent non rencontrées pendant la campagne de mesure (ou présentant peu d’occurrence), en fonction des niveaux sonores mesurés aux vitesses de vent inférieures et des caractéristiques du site et prennent en considération une évolution théorique des niveaux sonores avec la vitesse de vent.

Les valeurs des tableaux suivants ont été arrondies à 0,5 dBA près, les valeurs en italique sont issues d’une extrapolation.

Les vitesses de vent mesurées lors de la présente campagne sont jugées satisfaisantes.

Les relevés ont été effectués au printemps, saison où la végétation commence à se développer et l’activité humaine à l’extérieur s’accroit.

En raison d’une végétation abondante et d’une activité humaine accrue, en saison estivale les niveaux résiduels seraient probablement un peu plus élevés, à l’inverse en saison hivernale, les niveaux résiduels seraient relativement plus faibles. Le choix de l’emplacement des points de mesures est néanmoins réalisé en se protégeant au mieux de la végétation environnante de manière à s’affranchir au maximum de son influence.

Tableau 37. Bruit résiduel aux points de mesure selon la période (jour/nuit) et l’orientation des vents

Impacts acoustiques des émergences projet

Pour chaque zone d’habitations ayant fait l’objet de mesurage un point de calcul est positionné au niveau de la façade la plus exposée au parc éolien et des points bis sont ajoutés afin de prendre en compte l’ensemble des habitations les plus impactées.

Localisation des points de calcul et du projet

L‘impact acoustique d’une éolienne a deux origines : le bruit mécanique et le bruit aérodynamique. Le bruit mécanique a progressivement été réduit grâce à des systèmes d’insonorisation performants. Le problème reste donc d’ordre aérodynamique (vent dans les pales et passage des pales devant le mât).

Deux variantes de machine sont évaluées dans ce rapport :

 Vestas V126 – 3,6 MW HtQ (hauteur de moyeu de 87 m avec serrations)

 Senvion 3.4M122 – 3,4MW (hauteur de moyeu de 89 m)

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Afin de réduire le bruit d’ordre aérodynamique, des « peignes » ou « dentelures » (Serrated Trailing Edge : STE) sont ajoutés sur les pales de l’ensemble des éoliennes. Ce système permet de réduire les émissions sonores des machines.

 Variante V126 Sud-ouest

 Variante V126 Nord-est

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 Variante M122 Sud-ouest

 Variante M122 Nord-est

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Les résultats prévisionnels des émergences pour chaque modèle d’éolienne et chaque classe de vent présentés ci-dessus sont obtenus sans restriction de fonctionnement des machines.

Ils présentent un risque de non-respect des impératifs fixés par l’arrêté du 26 aout 2011, jugé :

 faible en période diurne et faible à probable en période nocturne (V126, Secteur SO)

 faible en période diurne et faible à probable en période nocturne (V126, Secteur NE)

 faible en période diurne et faible à probable en période nocturne (3.4M122, Secteur SO)

 faible en période diurne et faible à très probable en période nocturne (3.4M122, Secteur NE) Des plans d’optimisation du fonctionnement du parc ont par conséquent été élaborés, pour les deux directions dominantes (sud-ouest et nord-est) et pour chaque classe de vitesse de vent.

Impact sonore, niveau de bruit sur le périmètre de l’installation

L’arrêté du 26 août 2011 impose un niveau de bruit à ne pas dépasser sur le périmètre de l’installation, en périodes diurne (70 dBA) et nocturne (60 dBA).

Périmètre de mesure : « Périmètre correspondant au plus petit polygone dans lequel sont inscrits les disques de centre chaque aérogénérateur et de rayon R défini comme suit : »

R = 1,2 x (Hauteur de moyeu + Longueur d’un demi-rotor) soit R = 1,2 x (87+63) = 180 mètres

 Pour le modèle V126

 Pour le modèle M122

 Impact pour ces modèles

Pour les deux modèles V126 et M122, les niveaux de bruit calculés sur le périmètre de mesure ne révèlent aucun dépassement des seuils réglementaires définis par l’arrêté du 26 août 2011 (70 dBA en période diurne, 60 dBA en période nocturne).

En effet les niveaux sont globalement estimés à 45 dBA, ainsi même en ajoutant une contribution de l’environnement sonore indépendant des éoliennes (supposant que son impact ne soit pas supérieur à celui des machines) les niveaux seraient d’environ 48 dBA et donc inférieurs au seuil le plus restrictif.

Tonalités marquées

Même si le critère de tonalité marquée est applicable au sein des propriétés des riverains, l’étude des tonalités marquées est directement réalisée à partir des spectres de puissance acoustique fournis par le constructeur de l’éolienne. Il est en effet admis que, malgré les déformations subies par le spectre de l'éolienne notamment par les effets de sol et d'absorption atmosphérique, celles-ci n’entraîneront pas de déformation suffisamment inégale sur des bandes de 1/3 d'octave adjacentes pour provoquer, chez le riverain, une tonalité marquée imputable au bruit des éoliennes.

 Pour le modèle V126

L’analyse du critère de tonalité est effectuée à partir des documents fournis par la société VESTAS pour les machines de type V126-3,6MW, référencé 0057-8207_00 daté du 25 février 2016. Cette analyse est réalisée pour les vitesses de vent de 4 à 11 m/s (à HH) et permet d’étudier les composantes fréquentielles des émissions sonores de machines et ainsi de les comparer aux critères.

 Pour le modèle M122

L’analyse du critère de tonalité est effectuée à partir des documents fournis par la société SENVION pour les machines de type 3.4M122, référencé GI-3,10-wt,PO,00-C-EN-A daté du 24 juillet 2017. Cette analyse est réalisée pour les vitesses de vent de 6 à 12 m/s (à HH) et permet d’étudier les composantes fréquentielles des émissions sonores de machines et ainsi de les comparer aux critères réglementaires.

 Impact pour ces modèles

Pour les deux modèles, à partir de l’analyse des niveaux non pondérés en bandes de tiers d’octave, aucune tonalité marquée n’est détectée, quelle que soit la vitesse de vent. Le risque de non-respect du critère réglementaire est jugé faible.

Mesures

Le résultat des simulations acoustiques conclut à un risque de dépassement des émergences réglementaires. Un plan d’optimisation ou plan de bridage va donc être proposé, dans différentes directions de vent privilégiées et en fonction de la vitesse du vent.

Ce plan de bridage est élaboré à partir de plusieurs modes de bridage permettant une certaine souplesse et limitant ainsi la perte de production. Ils correspondent à des ralentissements graduels de la vitesse de rotation du rotor de l’éolienne permettant de réduire la puissance sonore des éoliennes.

Pour confirmer et affiner ces calculs, il sera nécessaire de réaliser une campagne de mesure de réception en phase de fonctionnement des éoliennes. En fonction des résultats de cette mesure de réception, les plans de bridages pourront être allégés ou renforcés afin de respecter la réglementation en vigueur.

Concrètement, la vitesse de rotation du rotor est réduite par une réorientation des pales, via le pitch (système d’orientation des pales se trouvant au niveau du hub ou nez de l’éolienne) afin de limiter leur prise au vent en jouant sur le profil aérodynamique de la pale. Les modes de bridage correspondent donc à une inclinaison plus ou moins importante des pales. L’intérêt de cette technique est qu’elle permet de ne pas utiliser de frein, qui pourrait lui aussi produire une émission sonore et augmenter l’usure des parties mécaniques.

Afin de réduire le bruit d’ordre aérodynamique, des « peignes » ou « dentelures » (Serrated Trailing Edge : STE) sont aussi ajoutés sur les pales de l’ensemble des éoliennes. Ce système permet de réduire les émissions sonores des machines.

Photo 2. Serration sur une pale

5.2.3 Basses fréquences (infrasons)