Impact acoustique d'une station d'épuration ; étude d'un bassin d'orage.
Bts enveloppe du bâtiment 2015.

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Partie 1 : Impact acoustique d’une station d’épuration (7 points).
On étudie ici l’impact acoustique en période nocturne d’une station d’épuration sur son voisinage.
En effet, une station d’épuration fonctionnant 24 heures sur 24, il est important d’évaluer son impact sonore sur l’environnement. De tous les systèmes en fonctionnement dans une telle installation, il est communément admis que les surpresseurs sont les principaux responsables des nuisances sonores. Ils sont localisés au point S du plan de la station donné.
Afin de quantifier ces nuisances sonores un technicien a effectué des relevés du niveau de bruit
aux points P1, P2 et P3 comme indiqué sur le plan de la station donné.

Caractéristique du bruit résiduel nocturne sans les surpresseurs.
Fréquence médiane (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau
global ( dB(A)
Point P1 46,0 41,0 41,0 40,0 36,0 27,0 17,0 40,7
Point P2 42,0 41,0 46,0 45,0 37,0 29,0 21,0 44,3
Point P3 41,0 40,0 45,0 43,0 36,0 29,0 20,0 42,9

1.1. Pourquoi pondère-t-on les niveaux acoustiques en dB(A) ?
La sensibilité de l'oreille, c'est à dire sa capacité à entendre, ne sera pas la même selon la hauteur du son parvenant à l'oreille de l'auditeur. D'autre part, un son émis par une source avec un certain niveau sonore ne sera pas perçu par l'oreille avec ce même niveau sonore.

1.2. En calculant le niveau pondéré pour chaque bande d’octave au point P1, remplir entièrement le tableau suivant.
Fréquence médiane (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau
global ( dB(A)
Point P1 46,0 41,0 41,0 40,0 36,0 27,0 17,0
Pondération ( dB(A)) -26,2 -16,1 -8,6 -3,2 0 1,2 1,0
Niveau sonore pondéré dB(A) 19,8 24,9 32,4 36,8 36 28,2 18 40,7

1.3.
 Montrer par un calcul que le niveau de bruit global Ltot= S 10Li/10 , avec Li, le niveau sonore à la fréquence i au point Pi, est bien environ égal à 41 dB.
Les intensités acoustiques de chaque bande d'octave s'ajoutent :
Itotal = S I
où i = 1,2,3,…,6.
Itotal / IP0 = S / I0 ; I / I0 = 10Li/10.
Itotal / I0 = S 10Li/10.
Ltotal = 10 log( Itotal / I0 )=10 log S 10Li/10.
S 10Li/10=101,98 +102,49+103,24+103,68+103,6+102,82+101,87=95,5+309 +1738 +4786+3981 +661 +74 = 11644.
Ltotal =10 log(11644)=40,79 dB.




Niveau de bruit de la station d'épuration.
1.4 Calculer les émergences aux trois points étudiés.
Point Niveau de bruit ambiant dB(A) Emergence (dB(A)) ( bruit engendré par la station)
Equipement en fonctionnement Equipement à l'arrêt
P1 47 41 6
P2 48 45 3
P3 48 43 5
1.5 La station d’épuration respecte-t-elle les normes établies en période nocturne pour
chacun des trois points ? Justifier.
Au points P1 l'émergence est supérieure aux normes admissibles de jour comme de nuit. La station ne respecte pas les normes.
Au points P3 l'émergence est supérieure aux normes admissibles de nuit. La station ne respecte pas les normes concernant la période 22 h à 7 h.
Au points P2 l'émergence est inférieure ou égale aux normes admissibles de nuit comme de jour. La station  respecte  les normes.
1.6 L’emplacement des surpresseurs noté (S) est situé à 50 m du point 1, noté P1. Le riverain, noté R, est à 10 m de P1. Les points S, P1 et R sont alignés.
Déterminer le niveau sonore Ltot (R) chez le riverain si Ltot(P1) = 47 dB(A).

Ltot (R) =Ltot(P1) +20 log(rP1 /rR)
Ltot (R) est le niveau sonore global en dB(A) à la distance rR de la source sonore et Ltot(P1) est le niveau sonore en dB(A) à la distance rP1 de la source.
Ltot (R) =47 +20 log(50 /60)=47-1,6 =45,4 dB(A).
1.7 Sachant que le niveau résiduel au niveau du riverain est de 39 dB, le niveau sonore est-il conforme aux normes établies ?
Emergence en R due au surpresseurs : 45,4-39 = 6,4 dB, valeur supérieure aux normes.











Étude d’un bassin d’orage (6 points)
Les dimensions intérieures du bassin d’orage cylindrique auquel on s’intéresse sont données: D = 35 m ; H = 12,5 m. Ce bassin d’orage est alimenté par une galerie cylindrique de 315 m de long et de 2,20 m de diamètre.
2.1 Montrer que le volume de stockage du bassin d’orage est d’environ 12000 m3.
V = pD2/4 H =3,14*352/4*12,5=1,2 104 m3.
2.2 Le bassin d’orage est vidangé par pompage. Le système de pompage a un débit de D = 300 L/s.
 Calculer le temps T de vidange du bassin.
T= V / D =
1,2 104 /0,3 =4,0 104 s ~11 h  8 min.
La canalisation de vidange a une section de s = 0,38 m2. Vérifier que la vitesse v de l’eau dans la canalisation est d’environ 0,79 m.s-1.
D = 0,3 m3 /s ; v = D / s = 0,3 / 0,38 = 0,79 m / s.
2.3 Dans un document technique, un ingénieur écrit que le fond du bassin d’orage est étudié pour supporter « 13 tonnes d’eau par m2 » maximum (sans tenir compte de la pression atmosphérique).
On suppose que le bassin est complètement rempli.
Données : accélération de la pesanteur g = 9,8 m.s-2.
Masse volumique des eaux pluviales r = 1000 kg.m-3.
- Expliciter en termes de pression ce qu’a voulu dire cet ingénieur.
Poids de 13 tonnes d'eau : 13 000*9,81 = 1,18 105 ~1,2 105 N par m2 soit une pression due à l'eau de 1,2 105 Pa = 1,2 bar.
Calculer la pression due à l’eau au fond du bassin, sans tenir compte de l’indication de l’ingénieur et conclure.
p = rgH =1000*9,81*12,5 =1,22 105 ~1,2 105 Pa.
Le fond du bassin supporte la pression de l’eau.






  

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