Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen könnte man meinen, dass das Problem der durch Autos verursachten Lärmbelästigung bald gelöst sein wird. Doch 80 % des Lärms eines Autos entstehen durch den Kontakt mit der Fahrbahn, wobei ein schlechter Straßenzustand diese Lärmbelästigung 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 darin besteht, den Zustand der Straßen zu kartieren, um die Stellen zu identifizieren, an denen eine Sanierung am dringendsten erforderlich ist. Dies gilt natürlich in Bezug auf die Lärmbelastung, aber auch in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und öffentliche Gesundheit. Thomas Antoine und Fadila Hrird, Masterstudentin im Bereich 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 Noise & Vibration Technology bei der Renault Group, steht fest: 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: Laut der Weltgesundheitsorganisation klagen 20 Millionen Europäer über Lärm und 8 Millionen schlafen schlecht. Die Ademe, die Agentur für ökologischen Wandel, verweist hingegen auf die sozialen Kosten des Straßenlärms in Frankreich, die für 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 Geräuschunterdrückung. Diese aktive Geräuschunterdrückung 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, senden die Sensoren eine Schallwelle in den Innenraum, die das Klangspektrum im Fahrzeug glättet, um die Geräusche, die die Passagiere hören, auszugleichen und die Fahrt an Bord deutlich angenehmer zu gestalten. Ein Hersteller wie die Renault Group könnte es dabei belassen, doch die Innovationskultur, die ihm am Herzen liegt, treibt 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 für die aktive Straßenregelung beschäftigte, fragte er sich, ob es nicht möglich wäre, die von ihnen erzeugten Signale anderweitig zu nutzen. So entstand die Idee für das Programm Apache. Apache, kurz für „Auscultation du Profil Acoustique des Chaussées et de leur Efficacité énergétique“ (Untersuchung des akustischen Profils von Straßenbelägen 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. „Es handelt sich um eine Technologie, die nicht nur die Akustik im Inneren unserer Fahrzeuge verbessert, sondern es den Kommunen auch ermöglicht, 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 ein spezielles Programm, um Karten mit verschiedenen Informationsebenen zu erstellen, beispielsweise zur Nähe zu sensiblen Orten (Schulen, Krankenhäuser, Seniorenheime usw.), um zu ermitteln, welche Auswirkungen eine Straße auf die Anwohner haben kann.
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 Gemeinden, 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 war, fehlte ein wesentliches Element: das Verkehrsaufkommen. Diese Angabe ist entscheidend, da sie Aufschluss darüber gibt, wie schnell sich eine Straße abnutzt und in welchem Maße sie Lärmbelästigung verursacht.
So nahm Thomas Antoine Kontakt zu Bruitparif auf, der Lärmbeobachtungsstelle für die Region Île-de-France, die gerade auf der Suche nach weiteren Informationen zum akustischen Zustand der Straßen war. Bruitparif schloss sich dem Projekt schnell 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, wobei rund dreißig mit dem Apache-Gerät ausgestattete Fahrzeuge die Straßen der Region befahren. 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 Lärmschutzrat mit einem „Décibel d’Or“ ausgezeichnet – eine Auszeichnung, die seit dem Renault Vel Satis 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 berechnet, dass 1 Euro, der in die Straße investiert wird, 17 bis 20 Euro an Einsparungen bei den sozialen Kosten des Lärms bedeutet. 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 Einsparung von 16.000 Tonnen CO₂ nach 3,5 Jahren als CO₂-neutral erweisen. Für Thomas Antoine ist dieses Projekt eine Quelle des Stolzes und ein echter Wendepunkt in seinem Berufsleben. Durch die Beschäftigung mit nicht-traditionellen Bereichen der Automobilbranche ist es möglich, neue Wertschöpfungsketten für die Renault Group zu schaffen. Fadila Hrird hingegen, die eine neue Generation von Ingenieuren repräsentiert, die verstanden 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.
