Une analyse détaillée des effets du bruit des aéronefs sur les êtres humains est essentielle aux planificateurs aéroportuaires ainsi qu'aux responsables de l'aménagement des terrains au voisinage des aéroports.
La Partie IV traite de la mesure du bruit, des prévisions des niveaux de gêne sonore et des prévisions à court et à long terme de l'ambiance sonore (NEF et NEP respectivement). Elle évalue également les divers types d'utilisation des terrains en fonction du bruit des aéronefs.
4.1.1 Mesure du bruit
Le niveau de pression acoustique produit par un aéronef (ou tout autre source de bruit) peut être mesuré à l'aide d'un sonomètre. Le capteur du sonomètre enregistre brièvement les fluctuations de pression. La pression acoustique est représentée par la moyenne quadratique de la différence entre la pression atmosphérique et la pression instantanée du bruit, la moyenne étant obtenue sur plusieurs cycles périodiques. En mathématique, le paramètre logarithmique « niveau de pression acoustique (SPL) » est utilisé et l'unité de mesure de puissance sonore (du bruit) est le décibel (dB).
Le signal sonore peut être composé de plusieurs fréquences auxquelles l'oreille humaine peut réagir de bien des façons. Afin que la mesure du bruit puisse se rapprocher le plus possible du niveau sonore perçu par l'individu moyen, les sonomètres sont pourvus de dispositifs de pondération calibrés aux fréquences caractéristiques perçues par l'oreille humaine. Certains sonomètres ont des filtres de pondération A, B, C et D et les valeurs en décibel correspondantes sont identifiées respectivement par dB(A), dB(B), dB(C) ou dB(D). Toutefois, la valeur dB(A) est la plus courante. La valeur dB(D) est l'unité de mesure utilisée de préférence pour le bruit des aéronefs, mais la dB(A) est celle que l'on utilise le plus souvent car elle s'est avérée très utile pour déterminer les niveaux sonores d'une grande variété de bruits que l'on entend dans les villes.
L'unité métrique PNdB du « niveau de bruit perçu (PNL) » offre un système de pondération de fréquences qui s'efforce de reproduire la réaction subjective de l'oreille humaine au bruit des aéronefs. Bien qu'il existe peut-être des dispositifs de pondération permettant de mesurer directement les valeurs approximatives du PNL (en dB(D), les valeurs réelles du PNL sont obtenues à l'aide de l'analyse et du traitement des niveaux de pression acoustique sur diverses bandes de tiers d'octave.
On a mis au point une unité de mesure plus précise encore, soit l'EPNdB qui exprime le « niveau effectif de bruit perçu (EPNL) », à l'usage exclusif des mesures du bruit des aéronefs. L'EPNL est fondamentalement similaire au PNL sauf que des facteurs de correction sont ajoutés pour tenir compte du son pur et de la durée du bruit perçu, ceux-ci étant les facteurs qui gênent le plus l'auditeur.
4.1.2 Prévision de la gêne sonore
En plus de la gêne sonore produite par le bruit en soit, l'ensemble des réactions subjectives au bruit dépend du nombre de perturbations et de leur répartition sur une base quotidienne. Ces facteurs doivent être intégrés à toutes prévisions d'ambiance sonore pour qu'elles puissent être appliquées aux communautés situées au voisinage des aéroports. Le système des « prévisions d'ambiance sonore (NEF) » prend en considération tous les facteurs qui sont utilisés par Transports Canada.
Le système NEF révèle l'ensemble du bruit provenant de tous les types d'aéronefs exploités à un aéroport donné, fondé sur les mouvements des aéronefs réels ou prévus par piste et sur l'heure du jour et de la nuit. Le grand nombre d'opérations mathématiques nécessaires à l'élaboration des courbes NEF exige l'usage d'un ordinateur pour que les courbes NEF puissent être mises en application.
4.1.3 Prévisions d'ambiance sonore (NEF)
Le niveau effectif du bruit perçu (EPNL) est l'élément fondamental utilisé pour déterminer le degré de gêne sonore dans les prévisions d'ambiance sonore.
Les courbes NEF sont représentées par l'EPNL (voir 4.1.1) en fonction de la distance pour divers types d'aéronefs et de leurs performances générales. Pour calculer les NEF en un point donné, il faut mesurer l'EPNL de chaque aéronef pour chaque piste ainsi que la distance de l'aéronef et du point en question. On peut ensuite obtenir les valeurs EPNL d'après la courbe EPNL en fonction de la distance. La somme du bruit causé par tous les types d'aéronefs sur toutes les pistes est représentée sous forme anti-logarithmique pour obtenir l'ambiance sonore totale en un point déterminé. Ainsi, les courbes NEF ne sont uniquement que le résultat d'opérations mathématiques qui, en raison de leur grand nombre, doivent être traitées par ordinateur pour faciliter le tracé proprement dit des courbes NEF. 1
1 Référence: A description of the CNR and NEF Systems for Estimating Aircraft Noise Annoyance (Description des CNR et des NEF utilisés pour déterminer le degré de gêne sonore que présentent les aéronefs) (R-71-20, ministère des Transports, Kingston, Beaton et Rohr, 1971).