Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen könnte man meinen, dass die durch Autos verursachte Lärmbelastung bald ein Problem der Vergangenheit sein wird. Doch 80 % des Lärms eines Autos entstehen durch den Kontakt mit der Fahrbahn, wobei ein schlechter Straßenzustand diese Lärmbelastung sowohl im Innenraum als auch außerhalb des Fahrzeugs exponentiell erhöht. Ausgehend von dieser Erkenntnis hat Thomas Antoine, Expert Leader Noise & Vibration Technology bei der Renault Group, das Programm „Apache“ entwickelt, das darauf abzielt, den Zustand der Straßen zu kartieren, um die Stellen zu identifizieren, an denen eine Sanierung am dringendsten erforderlich ist – natürlich im Hinblick auf die Lärmbelastung, aber auch in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und öffentliche Gesundheit. Thomas Antoine und Fadila Hrird, Masterstudentin im Fach Angewandte Geomatik für Stadtplanung und Risikomanagement an der CY Cergy Paris Université, erklären uns, wie diese Technologie funktioniert, stellen ihre Arbeitsmethodik vor und beschreiben die zahlreichen erwarteten Vorteile.
Von Gonzague REQUILLART
Für Thomas Antoine, seit 2018 Experte im Bereich „Leader Noise & Vibration Technology“ bei der Renault Group, ist die Feststellung eindeutig: Lärmbelästigung ist ein gesellschaftliches und ökologisches Problem von größter Bedeutung, das er mit seiner Arbeit und seinem Fachwissen bekämpfen will. Die Zahlen sprechen für sich: Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation klagen 20 Millionen Europäer über Lärm, und 8 Millionen leiden unter Schlafstörungen. Die Ademe, die Agentur für ökologischen Wandel, verweist ihrerseits auf die sozialen Kosten des Straßenlärms in Frankreich, die für das Jahr 2021 auf 80 Milliarden Euro pro Jahr geschätzt werden.
Um die Lärmbelastung im Fahrzeuginneren (insbesondere Fahr- und Windgeräusche) zu bekämpfen, setzen Automobilhersteller zunehmend auf eine Technologie, die bei Kopfhörern weit verbreitet ist: die aktive Geräuschkontrolle. Diese aktive Geräuschkontrolle wird durch Schallsensoren aktiviert, die rund um das Fahrzeug angebracht sind und die Straße „abhören“, um die von ihr verursachten Geräuschschwankungen zu erfassen. Steigt der Lärmpegel an, senden die Sensoren eine Schallwelle in den Innenraum, die das Klangspektrum im Fahrzeug glättet, um den von den Insassen wahrgenommenen Lärm auszugleichen und die Fahrt deutlich angenehmer zu gestalten. Ein Hersteller wie die Renault Group könnte es dabei belassen, doch die ihm so wichtige Innovationskultur spornt seine Ingenieure dazu an, noch einen Schritt weiter zu gehen.
Der Apache-Sensor ist ein Beweis für unseren Erfindergeist. Das Problem des Umgebungslärms hängt nicht nur davon ab, welches Auto und welche Reifen man fährt. Es geht um das Zusammenspiel des Autos mit seiner Umgebung.
Das Apache-Programm, oder wie man den Zustand von Straßen kartografiert
Als Thomas Antoine sich mit Sensoren zur aktiven Steuerung beschäftigte, fragte er sich, ob es nicht möglich wäre, die von ihnen erzeugten Signale auf andere Weise zu nutzen. So entstand die Idee für das Programm „Apache“. Apache, kurz für „Auskultation des akustischen Profils von Fahrbahnen und ihrer Energieeffizienz“, ist ein Gerät, das die Straße wie die Nadel eines Plattenspielers analysiert und es ermöglicht, Karten zum akustischen Zustand des Straßennetzes zu erstellen. Diese Daten werden anschließend zusammengestellt, um eine sehr genaue Analyse der Stellen zu liefern, an denen eine Straße besonders beschädigt und daher laut ist. „Diese Technologie verbessert nicht nur die Akustik im Innenraum unserer Fahrzeuge, sondern ermöglicht es den Kommunen auch, fundierte Entscheidungen hinsichtlich ihrer Budgets für die Straßensanierung zu treffen. Im Grunde profitiert also jeder davon“, erklärt Thomas Antoine .
Um umfassendere Karten zu erstellen, wandte sich Thomas an Fadila Hrird, eine Geomatikerin, die im Rahmen ihres Studiums an der CY Cergy Paris Université ein duales Praktikum bei der Renault Group absolvierte. Fadila nutzt eine spezielle Software, um Karten mit verschiedenen Informationsebenen zu erstellen, beispielsweise zur Nähe zu sensiblen Orten (Schulen, Krankenhäuser, Seniorenheime usw.), um die Auswirkungen einer Straße auf die Anwohner zu ermitteln.
Dank dieser Sensoren erhalten wir eine enorme Datenmenge, doch nun gilt es, diese in nützliche Informationen umzuwandeln. Damit diese Karten mit der Straßennutzung in Zusammenhang gebracht werden können, benötigen wir Daten zum Verkehrsaufkommen, und genau hier erweist sich unsere Partnerschaft mit Bruitparif als sehr nützlich.
Partnerschaft mit BruitParif – der Schlüssel zu einem umfassenden Serviceangebot
Schon zu Beginn des Projekts erkannte Thomas Antoine, dass diese detaillierte Analyse des Straßenzustands für Städte und Kommunen, für die die Sanierungsstrategie eine zentrale Herausforderung und einen wesentlichen Teil ihres Budgets ausmacht, eine wertvolle Hilfe sein könnte. So können sie die zu sanierenden Straßenabschnitte sehr genau bestimmen. Doch damit diese Analyse vollständig ist, fehlte ein wesentliches Element: das Verkehrsaufkommen. Diese Angabe ist entscheidend, da sie Aufschluss darüber gibt, wie schnell sich der Zustand einer Straße verschlechtert und in welchem Umfang sie Lärmbelästigung verursacht.
So nahm Thomas Antoine Kontakt zu Bruitparif auf, der Lärmbeobachtungsstelle für die Region Île-de-France, die gerade dabei war, weitere Informationen über den akustischen Zustand der Straßen zu sammeln. Bruitparif schloss sich dem Projekt rasch an, stellte die erforderlichen Daten zur Verfügung und ermöglichte ein Testprogramm im Gebiet von Saint-Quentin-en-Yvelines. Das Projekt war ein Erfolg und wird heute auf die gesamte Île-de-France ausgeweitet: Rund dreißig mit dem Apache-Gerät ausgestattete Fahrzeuge sind auf den Straßen der Region unterwegs. Das Projekt hat inzwischen Interessensbekundungen von mehreren Städten in Frankreich und im Ausland erhalten. Das Apache-Programm ist eine von der Renault Group patentierte Innovation und wurde vom Nationalen Lärrat mit einem „Décibel d’Or“ ausgezeichnet – eine Auszeichnung, die seit der Vel Satis von Renault im Jahr 2001 keinem Automobilhersteller mehr verliehen worden war!
Der Zusammenhang zwischen Lärm und Energieverbrauch – die entscheidende Kennzahl
Die eingehenden Analysen von Thomas und Fadila haben bestätigt, dass tatsächlich ein direkter Zusammenhang zwischen Lärm undCO₂-Emissionen bzw.der Reichweite von Elektrofahrzeugen besteht. Das Apache-Programm kann somit die Kosten und die ökologischen Einsparungen im Zusammenhang mit der Sanierung von Straßen genau beziffern und sogar berechnen, in wie vielen Tagen sich die Kosten für die Sanierungsarbeiten durch einen Rückgang der Emissionen amortisieren. Bruitparif hat so ermittelt, dass 1 Euro, der in die Straße investiert wird, 17 bis 20 Euro an Einsparungen bei den sozialen Kosten des Lärms entspricht. Um ein konkretes Beispiel zu nennen: Die Sanierung der Pariser Ringautobahn, der meistbefahrenen Straße Europas, würde den Lärmpegel um etwa das Vierfache senken und sich aufgrund einer jährlichen CO₂-Einsparung von 16.000 Tonnen nach 3,5 Jahren als klimaneutral erweisen. Für Thomas Antoine ist dieses Projekt ein Grund zum Stolz und ein echter Wendepunkt in seiner beruflichen Laufbahn. Durch die Beschäftigung mit für die Automobilbranche unkonventionellen Bereichen lassen sich neue Wertschöpfungsketten für die Renault Group schaffen. Fadila Hrird, die eine neue Generation von Ingenieuren repräsentiert, die erkannt hat, dass Technologie konkrete Lösungen für Umweltprobleme bieten kann, freut sich nun auf neue Anwendungender künstlichen Intelligenz, um immer größere Datenmengen zu verarbeiten, was Projekten wie Apache noch mehr Relevanz verleihen wird.
