Le système de mesure de bruit installé permet la détection, l’identification et l’analyse des bruits causés par les avions à l’arrivée et au départ de l’aéroport de Luxembourg. Le système a été fourni par la firme Lochard qui a installé en tout 120 systèmes à travers le monde entier, dont 59 en Europe.

Architecture du système

L’architecture se compose principalement :

1. du système de mesure de bruit et
2. des périphéries nécessaires à l’analyse des bruits mesurés.
   

Les composantes du système de mesure

Le système de mesure de bruit comporte :

• 5 stations de mesures fixes appelées EMU (Environmental Monitoring Unit)
• un système de traitement central comportant:
  • un serveur de communication Comms (Communication Server)
  • un serveur Gems (Global Environmental Monitoring System)
    
• trois stations de travail pour la maintenance, la consultation et la visualisation des données.

Ce système permet la mesure des bruits d’avions selon des critères définis, mais ne permet pas encore d’attribuer ces mesures à un mouvement d’avion précis. Pour ce faire, d’autres informations, décrites ci-après, doivent être consultées.

Les composantes de la périphérie

Les données récoltées par le système de mesure ne sont pas suffisantes pour traiter les informations de bruit. Pour pouvoir associer ces mesures à des mouvements d’avions existants, il faut connecter le système à des informations aéronautiques disponibles dans d’autres équipements aéroportuaires, à savoir :

• une connexion au système RADAR
• une connexion au système de traitement des plans de vol des avions
• une connexion au système d’horloge GPS

Description des composantes du système de mesure

EMU - station de mesure de bruit

Un EMU se compose

• d'un microphone digital pour la mesure du bruit,
• d'une unité locale pour la sauvegarde des données et
• d’un modem pour l'envoi des données vers le système de traitement central.

Lors de l’installation du système, il était donc impératif de choisir des sites équipés d’une alimentation électrique et d’une liaison de transmission de données.

 

Emplacement des stations de mesure

Emplacement des 5 EMUs

L’unité microphonique

Chaque unité microphonique est placée à l’extrémité d’un mât et comporte un microphone numérique, une boule anti-vent et une protection anti-oiseaux ainsi qu’un parafoudre.

Le signal capté par le microphone est transmis vers l’unité locale de l’EMU après avoir subi une conversion analogique-numérique.

L’unité garantit des qualités omnidirectionnelles en réception.

Pour garantir l’exactitude des données captées, l’unité est dotée d’un système de calibrage qui s’effectue automatiquement deux fois par jour.

(à gauche : unité microphonique montée sur mât)

Pour maintenir la qualité des mesures, un calibrage manuel à l’aide d’une source standard à haute précision est effectué tous les 4 mois par les agents du service radiotechnique.

Procédure manuelle de calibrage d’une unité microphonique

Unité locale

Les événements détectés par le microphone sont envoyés par modem vers l'unité centrale et sont sauvegardés dans l’unité locale. La capacité de stockage est de 7 jours.

Les 5 unités locales sont synchronisées deux fois par jour à l’horloge GPS du système central.

Le système de traitement central

Toutes les données ainsi rassemblées, soit par le système de mesure soit par les équipements périphériques, sont versées au système de traitement central qui se compose des serveurs :

• Comms  (Communication Server)
• GEMS     (Global Environment Monitoring System)

Le serveur Comms assure l’acquisition :

Le serveur GEMS procède au traitement des données acquises par le serveur Comms afin d’identifier les avions ayant causé des événements de bruit.

Le traitement consiste principalement à :

 

Evénements sonores / de bruit

Un bruit créé par un avion et identifié comme tel est appelé événement sonore ou événement de bruit.

D’une manière générale, on peut distinguer entre trois différents types de bruit, à savoir:

• bruit d’avion,
• bruit de trafic routier et
• bruit de train.

Les différentes courbes de bruit sont caractéristiques pour chaque type de bruit et permettent donc, de par leur signature très spécifique, de se concentrer uniquement sur les événements sonores liés au trafic aérien.

 

Identification d’un événement sonore

Une station de mesure analyse en continu les signaux de bruit perçus par le microphone afin de détecter si le signal est un événement lié à un mouvement d’avion selon l’algorithme de sélection.

Le procédé d’identification d’un événement de bruit repose sur des critères de seuil et d’évolution temporelle.

Le procédé d’identification d’un événement est le suivant:

Critère de seuil

Toute information qui reste en dessous du seuil fixé, est écartée. Après franchissement du premier seuil T1 (front montant) et maintien au-dessus de ce dernier, la qualification de l’événement sonore est validée. A un moment donné le signal franchit un niveau de bruit maximal appelé Lmax avant de redescendre pour franchir le seuil T2 (front descendant).

Après franchissement du seuil T2 et maintien du niveau du signal de bruit en-dessous de ce seuil pendant un certain temps, la qualification de l’événement sonore est terminée.

Critère de la durée

Pour la validation finale d’un événement sonore la durée D, entre le seuil T1 et le seuil T2, doit être supérieure à une durée minimale, sinon l’événement est écarté.

Si tous les critères sont validés, le signal sonore est classé comme événement sonore/de bruit et l’EMU envoie toutes les données y relatives vers le serveur Comms.

Les indications ci-dessus concernant le bruit de fond sont les valeurs de bruit enregistrées pendant le jour et représentatives lorsqu’il n’y a pas de mouvements d’avion.

Les valeurs de seuil représentent des valeurs adaptées à chaque site. Il s’agit en effet d’éviter que la station de mesure, qui ne peut s’occuper que d’une seule analyse à la fois, ne soit occupée à traiter un bruit quelconque pendant qu’un avion passe au-dessus de la station et ne soit pas pris en compte.

Corrélation

La création d’un événement de bruit telle que décrite ci-dessus, ne permet pas encore d’attribuer cet événement à un mouvement d’avion précis. Afin d’identifier avec exactitude un événement de bruit, le système procède à une corrélation des données avec les données disponibles dans les systèmes périphériques.

On distingue deux modes de corrélation :

Les données nécessaires au processus de corrélation, à savoir :

Principe de corrélation

L’algorithme de corrélation recherche, analyse et traite en permanence les informations stockées dans les trois bases de données, afin d’associer par la suite des liens communs entre elles. Cette association s’appelle « corrélation »

Dans les applications logicielles du système de mesure du bruit, quatre types de corrélations sont intégrés, à savoir :

1. Corrélation entre les données RADAR et les plans de vol des avions
   La corrélation entre les données RADAR et celles des plans de vol s’effectue dans le serveur Comms où les données sont associées sur base du code SSR commun. (Secundary Surveillance Radar)
2. Corrélation sur base de la distance ou corrélation entre les données RADAR et les évènements sonores
   La corrélation sur base de la distance se fait en temps non diffusé. Chaque événement sonore validé comme tel par la station de mesure, est corrélé avec la trajectoire RADAR la plus proche à l’instant L_max du bruit détecté.
3. Corrélation sur base du temps
   Si les informations RADAR ne sont pas disponibles pour une raison ou une autre, le système essaie d’établir la corrélation entre les informations des plans de vol et les événements de bruit à l’aide des paramètres date - heure.
4. Corrélation manuelle
   L’opérateur du système de mesure de bruit a la possibilité d’établir des corrélations manuelles après une analyse approfondie des données.
   

Disponibilité des mesures

Considérant que le système est entièrement agencé autour d’une corrélation automatique des événements, plusieurs préalables existent donc pour obtenir des mesures identifiées, à savoir :

• fonctionnement des stations de mesure,
• fonctionnement du traitement central des données,
• fonctionnement su système RADAR,
• fonctionnement du système FDP (traitement des plans de vols)
• attribution d’un indicatif d’appel au mouvement d’avion, p.ex. LGL1234,
• attribution d’un code SSR (code d’identification radar) au mouvement d’avion.