Acoustique

Le bruit industriel peut être responsable d’une perte auditive pour les employés travaillant dans les ateliers. Ces pertes peuvent, in fine, être reconnues comme surdité professionnelle. Afin de mieux contrôler les niveaux de bruit dans les locaux industriels, il est nécessaire de s’intéresser aux phénomènes d’interaction entre le champ sonore et les murs du local, qui peuvent avoir un relief régulier ou irrégulier. Dans ce travail, nous nous intéressons aux murs qui contiennent des irrégularités géométriques et nous nous concentrons en particulier sur la prédiction de la pression sonore du champ diffusé par des formes parallélépipédiques rectangulaires. Un modèle théorique a été développé à cet effet. Il consiste à superposer les différents champs acoustiques diffractés par les minces plaques rectangulaires rigides qui constituent la forme parallélépipédique. Pour ce faire, une combinaison de la méthode des sources de l’image et du modèle théorique du potentiel de Kobayashi (KP) a été mise en œuvre. Le modèle théorique est comparé aux résultats de la simulation numérique et aux résultats expérimentaux obtenus dans la salle semi-anéchoïque de l’INRS. Différentes configurations géométriques sont étudiées en changeant les tailles et l’espacement entre les volumes. Ainsi, notre modèle a été bien validé sur des réseaux élémentaires pour une large bande de fréquences.

En raison du nombre croissant de personnes appareillées, les problèmes de leur accès et de leur maintien dans l’emploi sont devenus aujourd’hui prioritaires. Une fois intégrés dans la vie active, les déficients auditifs rencontrent des difficultés dans l’accès à l’information, dans la communication avec les collègues et la hiérarchie et des problèmes de sécurité. Une surdité peut compromettre la réalisation efficace des tâches et la sécurité du travailleur parce qu’elle engendre des difficultés à percevoir des signaux sonores, à comprendre la parole en présence de bruit et à bien localiser la provenance des sons dans l’espace.

Les personnes malentendantes porteuses d’aides auditives sont malgré tout confrontées au problème de l’intelligibilité, de l’audibilité, de la protection contre le bruit. Pourtant, privilégier le port de l’appareil de correction auditive reste sûrement une solution car il existe des options de traitement implémentés dans les aides auditives qui permettent d’améliorer l’intelligibilité et l’audibilité. L’objectif est de ne pas isoler le patient de son environnement sonore en lui permettant de communiquer avec les autres salariés et de percevoir les signaux avertisseurs de danger.

Cette étude vise à proposer des solutions et des recommandations acoustiques pour le local combinées à des propositions d’options de traitement audioprothétique existantes dans les aides auditives en vue du maintien de ces personnes dans leur activité professionnelle. Plus précisément, il s’agit d’étudier l’amélioration ou la dégradation de l’audibilité et/ou de l’intelligibilité apportée par les aides auditives chez les malentendants appareillés dans leur environnement acoustique professionnel. La protection auditive de ces personnes au travers de leurs appareils est étudiée conjointement.

Pour cela, il existe des indicateurs acoustiques représentatifs de l’intelligibilité et de l’audibilité comme l’indice de clarté, le Speech Intelligibility Index, l’indice de spatialisation, de latéralisation, le coefficient de corrélation interaural, … Il s’agit ici d’étudier la variation de ces indices au point d’écoute binaural pour des personnes malentendantes appareillées, placées au poste de travail, en fonction des conditions acoustiques (locaux industriels réverbérants, bureaux aménagés, …) et des options de traitement du signal disponibles dans les aides auditives. Ces indicateurs peuvent être déterminés par simulation à partir des réponses impulsionnelles spatiales qui caractérisent de manière simple le local, l’atelier de travail.

L’écoute dans le bruit constituant la plainte majeure des personnes malentendantes appareillées, les fabricants d’aides auditives ont ces dernières décennies développé et perfectionné des options de traitement du signal comme la directivité microphonique ou la réduction du bruit. L’objectif de cette étude est d’investiguer l’efficacité de ces options sur l’intelligibilité de la parole à l’aide de l’indicateur Rapport Signal sur Bruit (RSB), pour différents types de bruits masquant, différents fabricants d’aides auditives et différents niveaux sonores. La plateforme de simulation auditive est utilisée pour reproduire les conditions d’audiométrie vocale en champ libre dans le bruit et accéder aux signaux sonores en sortie des aides auditives placées sur les oreilles de la tête artificielle. Le RSB en sortie d’aides auditives est estimé à l’aide de la méthode d’Hagerman et Olofsson (2004) basée sur la diffusion de bruit en opposition de phase pour séparer la parole du bruit, ici utilisée dans ses limites de validité. Les valeurs du RSB en fonction de la fréquence pour les différents bruits testés permettent de discuter les contraintes et les stratégies algorithmiques des fabricants. Enfin, l’écoute des signaux analysés permet de confronter les valeurs chiffrées à notre point de vue subjectif en termes d’intelligibilité et de confort d’écoute.

L’étude consiste à développer un modèle mécanique par éléments finis des différentes structures qui composent l’oreille dans son ensemble : le but étant de simuler la propagation d’une onde reçue à l’entrée du conduit auditif jusqu’à la cochlée.
Oreille externe : le pavillon, le conduit auditif et le tympan,
Oreille moyenne : les osselets et la cavité de l’oreille moyenne,
Oreille interne : la cochlée.
Cette modélisation permet d’optimiser la mise en place d’une aide auditive et plus particulièrement son écouteur dans le conduit externe afin d’améliorer le confort acoustique du patient appareillé : emplacement par rapport au tympan et mode de rayonnement de l’écouteur.
Cette modélisation permettra aussi d’évaluer l’efficacité des Protecteurs Individuels Contre le Bruit (PICB). Les résultats ainsi obtenus par modélisation, peuvent être confrontés avec les fiches techniques des fabricants.

De nombreuses personnes sont exposées au bruit qui peut être continue ou de courte durée (bruit impulsionnel). Ce dernier peut présenter un niveau très élevé et de brusques variations (transitoires) de pressions acoustiques. Ces deux caractéristiques peuvent provoquer des effets intra auditifs plus ou moins réparables (perforation du tympan, dégradation irréversible des cellules ciliées). Il y a plusieurs formes et origines du bruit impulsionnel (détonation d’arme à feu, choc acoustique, déflagration, …). L’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet néfaste de ce type de bruit sur le système auditif, oreilles nues ou équipées d’aides auditives, en fonction de la forme et le niveau du bruit impulsionnel. Un dispositif expérimental composé d’une tête artificielle et un système de génération de bruit impulsionnel par l’éclatement des membranes sous pression a été mise en place afin d’acquérir le signal impulsionnel perçu par le système auditif. Il est possible d’étudier ainsi l’efficacité des réducteurs de bruit impulsionnel implémentés dans les aides auditives et à termes, l’impact destructeur sur les cellules ciliées.