Crédit photo en-tête de page : Maxime Huriez

Comment nous améliorons le confort acoustique de vos trains

Lecture, visionnage d’une vidéo, travail ou moment de détente… Parce que le confort de vos voyages passe aussi par un environnement calme, nous mesurons la qualité sonore à bord de vos trains pour l’adapter en fonction de vos activités et répondre au mieux à vos besoins.

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Avec le projet « Acceptabilité du confort acoustique à bord », nous innovons pour améliorer, toujours, la qualité de vos voyages. Après deux ans de recherche, nous avons à présent à disposition des outils pour mesurer la perception de la qualité sonore par le passager en fonction de ses besoins précis, et quel que soit l’espace à bord du train. Explications avec Guillaume Lemaitre, chef de projet à la Direction Technologies, Innovation & Projets Groupe de SNCF.

Comment est né ce projet de recherche sur le confort acoustique à bord ?

L’un des avantages de voyager en train, par rapport à d’autres modes de transport réside dans le fait que le temps passé à bord est utile. Dans un train on peut travailler, se reposer, lire un livre… Encore faut-il que les conditions de confort acoustique le permettent. Voilà pourquoi Voyages SNCF1 et le Centre d’Ingénierie Matériel nous ont demandé de réaliser des études pour mieux comprendre l’effet du bruit à bord sur les activités des voyageurs et pour définir, à partir de cette base, les meilleurs niveaux sonores pour réaliser toutes ces activités.

Qu’entend-t-on lorsqu’on parle de « qualité sonore d'un train » ?

Cette question était au cœur de notre projet. La manière traditionnelle d’aborder la problématique était de demander simplement à des voyageurs : « Écoutez ce bruit et dites-nous si vous le trouvez gênant ou pas ». Mais…Sommes-nous sûrs de savoir réellement à partir de quel moment un bruit commence à avoir un effet sur nous ? L'approche de notre projet est différente. Nous sommes partis du principe qu’un bruit est gênant quand il empêche un voyageur de réaliser une activité : lire, téléphoner, travailler, regarder une vidéo... Nous avons donc mesuré à partir de quel moment l’ambiance sonore commence à perturber les activités de nos clients.

On sait dire : “là il y a tant de décibels, les voyageurs arrivent à lire un livre. Si vous montez de 3 décibels, ils n’en seront plus capables”.

Guillaume Lemaitre, chef de projet à la Direction Technologies, Innovation & Projets Groupe (DTIPG) de SNCF.

Comment ?

Nous avons réalisé une maquette à grandeur réelle d’un espace voyageur de TGV INOUI et placé des volontaires à l’intérieur de cette maquette en faisant varier les ambiances et les niveaux sonores. Il leur a été demandé de réaliser différentes activités pouvant avoir lieu lors d’un voyage en train comme lire un texte ou regarder une vidéo. On a ensuite mesuré objectivement leurs performances lors de ces activités. Cette expérimentation nous a permis d’établir des seuils sonores précis pour différents espaces à bord du train (salle voyageur, voiture bar, etc.) et différentes activités des voyageurs, représentatives de différentes offres commerciales.

Pouvez-vous nous en dire plus sur ces seuils ?

Nous sommes capables de savoir quels niveaux sonores permettent de regarder une vidéo ou de lire un texte confortablement et à quel moment cela commence à avoir des effets sur nos capacités de compréhension ou notre efficacité à travailler. Nous avons également pu mieux comprendre l’impact du nombre de décibels sur la capacité à mener une conversation téléphonique en plateforme, ou des conversations de vive voix à sa place. Il nous sera plus aisé, maintenant, de déterminer les seuils sonores pour ces différents espaces et de travailler avec les constructeurs de nos trains sur les ambiances à bord. Il s’agit donc, plus globalement, d’augmenter la satisfaction de nos clients à bord des trains.

Cela signifie que, jusqu’à présent, il était impossible de mesurer la qualité sonore d’un train ?

Nous disposions de mesures acoustiques, mais nous ne disposions pas d’une telle finesse d’analyse de ces mesures. Jusqu'à présent, nous respections des seuils fournis par l'Union internationale des chemins de fer5 (UIC). Pour schématiser, on était dans une logique « sur la base de l’expérience, il ne faut pas plus que tant de décibels », mais on manquait d’arguments tangibles basés sur le ressenti des clients pour faire comprendre l’importance du respect de ces seuils. À présent, on sait dire : « là il y a tant de décibels, les voyageurs arrivent à lire un livre. Si vous montez de 3 décibels, ils n’en seront plus capables ». Si un constructeur nous propose de dépasser un certain seuil, on peut donc choisir d’accepter ou non dans l’intérêt de nos voyageurs. Et puis, il y a la grande nouveauté de projet…

Laquelle ?

C’est la mise en place de seuils d’acceptabilité précis construits sur la base des activités de nos voyageurs. Grâce à la base de données créée, nous sommes dorénavant capables de spécifier le confort acoustique en fonction des activités mais aussi en fonction de l’espace à bord du train dans lequel nos voyageurs se trouvent.

Guillaume Lemaitre, chef de projet à la Direction Technologies, Innovation & Projets Groupe (DTIPG) de SNCF

Au sein du programme « Expérience & cognition », il mobilise les sciences cognitives2 afin de mieux comprendre les usages, les comportements et les perceptions des clients et agents du Groupe SNCF pour créer un système ferroviaire toujours plus adapté à leurs besoins.

Ce projet d’amélioration du confort acoustique à bord des trains, mené entre février 2019 et juillet 2021, s’inscrit dans cette démarche. Plus de deux ans de travaux ont ainsi mobilisé la DTIPG, le Centre d’ingénierie du Matériel3 (CIM), l’Agence d’Essai Ferroviaire4 (AEF) et un ensemble de sous-traitants spécialisés.

Concrètement, comment cet outil peut-il être utilisé pour améliorer la qualité des voyages ?

Le projet apporte de nouvelles valeurs et de nouvelles possibilités. Concrètement, ces résultats nous permettent déjà d’étudier comment nous pourrions proposer de nouvelles offres de service (p. ex. un espace travail, un espace téléphoniques etc.), en déterminant quelles valeurs seuil ne pas dépasser, et en étudiant quelles solutions techniques (nouveaux matériaux, etc.) pourraient nous permettre d’atteindre ces seuils. Disposer de cet outil est donc un atout à l’heure de l’ouverture à la concurrence.

Votre outil n’est dédié qu’aux seuls TGV ?

C’est un outil qui peut être étendu à tous les matériels roulants : Transilien, comme les trains INTERCITÉS ou TER. D’ailleurs, le CIM3 l'utilise déjà pour travailler sur l’acoustique de trains régionaux Régio2N, AGC. Il pourrait également être utilisé pour d’autres moyens de transport ou, pourquoi pas, pour évaluer le confort de votre open-space !

Comment est-il possible, de manière plus générale, de diminuer le bruit à bord ?

Il faut diminuer les sources de bruit et travailler sur la réduction de la propagation de la source par traitement passif (ajouter des matériaux isolants). Mais attention, cela signifie alourdir le matériel et donc générer plus de consommation et donc de coûts. Mais pour remédier à cela, des solutions innovantes commencent à émerger.

Lesquelles ?

L’utilisation de métamatériaux6, par exemple, qui ont un meilleur rendement poids/qualité acoustique, ou encore des solutions dites « actives », également à l’étude et qui sont basées sur l’utilisation de haut-parleurs venant annihiler le son gênant en créant un contre-bruit.

Comment s’assurer du confort acoustique à bord d’un train

1 Voyages SNCF est l’une des trois activités transporteur de SNCF Voyageurs. Elle a en charge les trains longue distance en France et en Europe (TGV INOUI, OUIGO, INTERCITÉS, Eurostar, TGV Lyria…).

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2 Sciences qui ont pour objet de décrire, d'expliquer, voire simuler les processus de la connaissance. Les sciences cognitives forment une discipline qui associe principalement la psychologie, la linguistique, l'intelligence artificielle et les neurosciences. L'anthropologie, la sociologie et la psychologie sociale tendent à lui être intégrées, de même que la neuropsychologie, la psycholinguistique et la psychophysique. La perception, le langage, le raisonnement, la mémoire, l'action sont parmi ses objets d'étude, qui peuvent être abordés sous différents aspects (mathématique, psychologique, biologique). L'avancée des recherches en ce domaine passe à la fois par des travaux en neurobiologie, par des modélisations et des simulations sur ordinateur, mais aussi par des études sur le rôle de l'environnement social et culturel, sur les analogies entre le cerveau et l'ordinateur, entre l'être humain, l'animal et le robot, etc.

3 Référence internationale pour l’ingénierie ferroviaire, le CIM propose son expertise dans plusieurs domaines techniques ferroviaires en contribuant aux spécifications des trains de demain et en intervenant dans toutes les étapes de la vie d’un matériel ferroviaire. Elle fait partie, avec l’Agence d’Essai ferroviaire (AEF) et les Clusters, des 3 entités sur lesquelles la Direction du Matériel s’appuie pour la maintenance.

4 Grâce à ses installations et à son laboratoire modernes, l’AEF exerce des activités d’essai ferroviaire dans plusieurs domaines : mécanique, électrique, hygiène industrielle et environnement. Elle apporte également son expertise à des clients externes, notamment à l’international.

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5 L’Union internationale des chemins de fer (UIC) est une association internationale représentant au niveau mondial les entreprises ayant une activité dans le domaine du chemin de fer. Sa mission est double :

  • d’une part de coopération entre les entreprises ferroviaires pour renforcer la cohérence d’ensemble du secteur ferroviaire, contribuer à améliorer sa compétitivité et son interopérabilité. À ce titre, l’UIC publie des « fiches » de prescriptions concernant la technique, l’infrastructure ou l’exploitation, ayant un caractère selon le cas, obligatoire, recommandé ou simplement informatif ;
  • d’autre part de promotion du chemin de fer auprès des gouvernements et des organisations internationales. À ce titre, l’UIC représente le secteur du transport ferroviaire auprès de l’Organisation des Nations unies (ONU) avec un statut consultatif, ainsi qu’auprès de nombreuses organisations internationales, dont la Conférence européenne des ministres des Transports (CEMT).

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6 Qu’est-ce qu’un métamatériau ? Ce terme un peu barbare composé du mot matériau et du préfixe méta (qui, en grec ancien, signifie au-delà) désigne des milieux artificiels, en général structurés de manière périodique, dont les propriétés physiques sont pour le moins surprenantes. Source : https://lejournal.cnrs.fr/billets/les-surprenantes-proprietes-des-metamateriaux