Partie Spécifique AC - Partie C · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - AC 2025

PARTIE C: le bruit généré par les éoliennes respecte-t-il la réglementation ?

Au-delà de la pollution visuelle perçue par certains riverains, le bruit engendré par les éoliennes peut avoir un effet néfaste sur la santé.

La réglementation est basée, entre autres, sur la notion d'émergence, qui est définie comme étant la différence entre le niveau de bruit ambiant (comportant le bruit avec éoliennes) et le niveau de bruit résiduel (en l'absence du bruit des éoliennes), appelé également bruit de fond.

L'indicateur d'émergence E s'exprime ainsi:

$$E = \text{Leq}_{\text{éol}} - \text{Leq}_{\text{rési}}$$

$\text{Leq}_{\text{éol}}$: niveau de bruit ambiant pendant la période de fonctionnement des éoliennes.

$\text{Leq}_{\text{rési}}$: niveau de bruit résiduel (bruit de fond) pendant la période où les éoliennes ne fonctionnent pas.

Dans cette partie, nous allons vérifier si la règlementation sur le phénomène de l'émergence est respectée.

La source du bruit d'une éolienne se situe au sommet du mât, donc suffisamment éloignée du sol pour considérer que l'onde sonore ne rencontre aucun obstacle quelle que soit la direction.

Question C.1

Calculer la distance ($D$) entre la source du bruit d'une éolienne et un point situé à 500 m du pied d'une éolienne (hauteur du mât = 89 m).

Le niveau de puissance acoustique totale d'une éolienne est $L_w = 102\text{ dB(A)}$.

Rappel: le niveau de puissance acoustique traduit la puissance acoustique nécessaire au niveau de la source sonore pour générer des ondes sonores.

Le niveau sonore du bruit $L_p$ (dB(A)) dépend du niveau de puissance $L_w$ (dB(A)), de la distance de la source $d$ (m) et du facteur de directivité $Q$ (sans unité) de la source du bruit. On donne la relation de propagation du bruit en champ libre:

$$L_p = L_w + 10\cdot \log\left(\frac{Q}{4\pi d^2}\right)$$

Question C.2

Calculer le niveau sonore $L_p$ à une distance ($d$) de 4 m. Exprimer la valeur entière arrondie au plus près.

Question C.3

En champ libre, le niveau sonore diminue de 6 dB(A) chaque fois que la distance entre la source sonore et le point considéré est doublée.

Compléter les niveaux acoustiques pour les distances comprises entre 1 m et 516 m. Vérifier qu'aucune habitation ne subira un niveau sonore dû aux éoliennes supérieur à 45 dB(A).

Distance entre la source sonore et le point considéré en mètre

Niveau acoustique en dB(A)

1

91

2

4

8

16

32

61

64

55

128

256

43

516

Les valeurs calculées précédemment ont permis de valider la phase d'avant-projet, précédant la construction de la ferme éolienne. La règlementation impose de faire des mesures après l'implantations des générateurs.

Le bruit résiduel a été relevé avant l'implantation et le bruit ambiant (avec le fonctionnement des éoliennes) a été mesuré au niveau des habitations les plus proches. Les niveaux sonores dépendent, entre autres, de la vitesse du vent.

Les habitations sont dans une Zone à Émergence Réglementée (ZER). La règlementation impose que dans une ZER, l'émergence globale à ne pas dépasser de jour et de nuit est de:

5 dB(A) pour la période 7h – 22h (période diurne)

3 dB(A) pour la période 22h – 7h (période nocturne)

Question C.4

Compléter les tableaux en calculant l'émergence manquante pour les périodes diurne (jour) et nocturne (nuit).

Bilan diurne

Vit. vent

Type de bruit

Habitation la plus proche

Bruit en dB(A)

$3\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

43,4

Bruit ambiant

44,3

Émergence

0,9

$5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

44,5

Bruit ambiant

46,8

Émergence

$7\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

47,9

Bruit ambiant

49,1

Émergence

$9\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

51,4

Bruit ambiant

52,2

Émergence

0,8

Bilan nocturne

Vit. vent

Type de bruit

Habitation la plus proche

Bruit en dB(A)

$3\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

42,4

Bruit ambiant

43,2

Émergence

$5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

41,7

Bruit ambiant

43,5

Émergence

1,8

$7\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

45,7

Bruit ambiant

46,8

Émergence

$9\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Bruit résiduel

47,1

Bruit ambiant

47,6

Émergence

0,5

Question C.5

Conclure sur le respect de la règlementation sur le bruit.

Question C.6

Pour rappel, deux projets étaient à l'étude avant la création. Sur un des deux projets, la règlementation sur le bruit n'était pas respectée.

Proposer une solution pouvant être mise en œuvre pour ne pas dépasser les limites règlementaires du phénomène d'émergence pour le projet non-conforme.