De nombreux procédés industriels émettent des infrasons ou des ultrasons (éoliennes, pompes à chaleur, systèmes de nettoyage à ultrasons…). Cependant, le mécanisme de perception des sons hors de la gamme d’audition n'est actuellement pas bien compris. Les fabricants et les exploitants de ces installations émettrices de ce type de sons ont besoin que les règlements sur les émissions de bruit soient bien fondés et ne soient pas inutilement restrictifs : il est donc nécessaire de définir des critères rationnels étayés pour prévenir les risques liés à ces sons.

Afin de pouvoir définir des critères pour limiter l'exposition et protéger la population, il est nécessaire de disposer d'une infrastructure métrologique avec des étalons de référence, des méthodes d'étalonnage et des appareils de mesure appropriés pour quantifier les effets néfastes des ultrasons et infrasons.

OBJECTIFS

Comprendre la perception humaine des sons non-audibles.

Définir la structure métrologique nécessaire pour appliquer des critères de sécurité basés sur des seuils de perception sonore.

Fournir la traçabilité aux étalons nationaux par le développement d’un simulateur d’oreille universel permettant de simuler l’impédance de l’oreille humaine aussi bien pour les adultes que pour les enfants.

RÉSUMÉ ET RÉSULTATS

Ce projet européen comprenait 5 lots de tâches techniques :

1 - Technologie de mesure pour la détermination des réponses cérébrales aux sons inaudibles

2 - Exigences de mesure pour les sons inaudibles

3 - Seuils de réponse cérébrale et seuils d'audibilité pour les sons inaudibles

4 - Conception d'un simulateur d'oreille universel à large bande

5 - Test et validation du simulateur d'oreille universel et détermination des données de référence

Le LNE a participé au quatrième lot tâches qui portait sur le développement d'un outil simulant le comportement acoustique de l’oreille de nouveaux nés, d’enfants et d’adultes. Ceci afin de pouvoir étalonner les audiomètres, ajuster les appareils auditifs (prothèses) et détecter les pertes auditives dès le plus jeune âge.


Dans un premier temps, les travaux ont consistées à établir un cahier des charges en accord avec les besoins des utilisateurs, à développer une méthodologie de conception afin d’en faire ressortir les paramètres clés et à réunir les informations nécessaires à cette conception à travers une large étude bibliographique. Compte tenu des résultats de l’étude bibliographique, cinq groupes d’âge ont pu être établis, à savoir : nouveau-nés, 1-3 mois, 3-6 mois, 3-24 mois, 2-7 ans et adultes.

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Vue en coupe du simulateur d'oreille pour nouveaux nés.
Vue en coupe du simulateur d'oreille pour nouveaux nés. 𝘓'𝘰𝘳𝘪𝘧𝘪𝘤𝘦 𝘴𝘶𝘱𝑒́𝘳𝘪𝘦𝘶𝘳 𝘳𝘦𝘱𝘳𝑒́𝘴𝘦𝘯𝘵𝘦 𝘭𝘦 𝘱𝘭𝘢𝘯 𝘥𝘦 𝘳𝑒́𝘧𝑒́𝘳𝘦𝘯𝘤𝘦 𝘥𝘶 𝘤𝘢𝘯𝘢𝘭 𝘢𝘶𝘥𝘪𝘵𝘪𝘧 𝘦𝘵 𝘶𝘯 𝘮𝘪𝘤𝘳𝘰𝘱𝘩𝘰𝘯𝘦 ¼″ 𝘦𝘴𝘵 𝘯𝘰𝘳𝘮𝘢𝘭𝘦𝘮𝘦𝘯𝘵 𝘱𝘰𝘴𝘪𝘵𝘪𝘰𝘯𝘯𝑒́ 𝘴𝘶𝘳 𝘭𝘢 𝘧𝘢𝘤𝘦 𝘪𝘯𝘧𝑒́𝘳𝘪𝘦𝘶𝘳𝘦 𝘱𝘰𝘶𝘳 𝘭𝘢 𝘮𝘦𝘴𝘶𝘳𝘦 𝘥𝘦𝘴 𝘴𝘪𝘨𝘯𝘢𝘶𝘹 𝘥𝘦 𝘱𝘳𝘦𝘴𝘴𝘪𝘰𝘯 𝘢𝘤𝘰𝘶𝘴𝘵𝘪𝘲𝘶𝘦, 𝘴𝘪𝘮𝘶𝘭𝘢𝘯𝘵 𝘢𝘪𝘯𝘴𝘪 𝘭𝘦 𝘵𝘺𝘮𝘱𝘢𝘯 𝘢𝘶𝘥𝘪𝘵𝘪𝘧.

Suite à l’accomplissement de cette première tâche, le dimensionnement des simulateurs d’oreille pour chacun des cinq groupes d’âge a été effectué Cette tâche a été accomplie par modélisation acoustique aussi bien analytique que numérique.

Pour des raisons de coût, seul le prototype pour le groupe des nouveau-nés a été fabriqué. La qualification des prototypes a été effectuée en parallèle par 4 laboratoires nationaux de métrologie, dont le LNE. Cette qualification a consisté principalement à mesurer l’impédance acoustique de transfert du simulateur (ratio entre le débit d’entrée et la pression acoustique sur le microphone du simulateur) et de la comparer à celle calculée par le LNE dans la phase de conception. Les résultats de cette qualification montrent des mesures en bonne adéquation avec la courbe théorique dans une large gamme de fréquence, exceptée aux hautes fréquences (au-delà de 6 kHz).

 

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Prototypes de simulateurs d'oreille néonatal
Prototypes de simulateurs d’oreille néonatal (photo projet Ears)

IMPACTS SCIENTIFIQUES ET INDUSTRIELS

  • Contribuer à de nouvelles orientations pour la réglementation sur les risques pour la santé posés par les sons non-audibles
  • Fournir des données pour la normalisation dans des seuils auditifs et sur les simulateurs d’oreilles (ISO TC43 WG1 et IEC TC29 WG21)
  • Fournir la traçabilité et des bonnes pratiques pour les utilisateurs (audiologistes)

PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS

BARHAM R., OLSEN E.S., RODRIGUES D., BARRERA-FIGUEROA S., SADIKOGLU E. et KARABÖCE B., “The calibration of a prototype occluded ear simulator designed for neonatal hearing assessment applications”, The Journal of the Acoustical Society of America, 2016, 140, 2, DOI: 10.1121/1.4960517.

RODRIGUES D., LAVERGNE T., OLSEN E.S., FEDTKE T., BARHAM R. et DUROCHER J., “Methodology of Designing an Occluded Ear Simulator”, Acta Acustica, 2015, 101, 5, DOI: 10.3813/AAA.918895.

RODRIGUES D., LAVERGNE T., OLSEN E.S., BARHAM R., FEDTKE T. et DUROCHER J., “Design of a new ear simulator”, Inter-Noise 2015, San Francisco, États-Unis, 9-12 août 2015.

RODRIGUES D., LAVERGNE T., FEDKE T., SANDERMANN OLSEN E., BARHAM R. et DUROCHER J.-., “Methodology of designing an ear simulator”, Internoise 2013, Innsbruck, Autriche, 15-18 septembre 2013.

LAVERGNE T., RODRIGUES D., NEIMANNS V., SANDERMANN OLSEN E. et BARHAM R., “Universal ear simulator: Specifications and artificial ear canal design”, Internoise 2013, Innsbruck, Autriche, 15-18 septembre 2013.

Partenaires

Laboratoires nationaux de métrologie :

  • PTB (coordinateur du projet),
  • NPL,
  • LNE,
  • DFM,
  • Tubitak UME,
  • BKSV-DPLA