Impact du bruit de fond dans une cabine audiométrique sur l’audiométrie tonale liminaire

Définition psychoacoustique

  « La psychoacoustique, branche de la psychophysique, a pour objet l’étude expérimentale des relations quantitatives entre les stimuli acoustiques mesurables physiquement et les réponses de l’ensemble du système auditif : sensations et perceptions auditives. La psychoacoustique met en évidence les caractéristiques des vibrations acoustiques qui sont importantes pour l’oreille humaine. La psychoacoustique cherche non seulement en quoi le système auditif transforme le monde des stimuli physiques, mais encore comment le système nerveux opère ces transformations, par quelles sortes de codage, de traitements, par quels types de mécanismes [2].»

Les lignes isosoniques

   Les courbes isosoniques sont définies par la combinaison de sons purs, en termes de fréquence et de niveau de pression acoustique en dB SPL (Sound Pressure Level), qui procurent une sensation d’intensité équivalente. Le niveau de pression acoustique de référence est de 20 µPa. Les premiers travaux ont été menés en 1933 par deux chercheurs, Fletcher et Munson, qui ont établis une relation entre le phénomène acoustique (le décibel physique) et sa perception (le décibel physiologique). Deux autres chercheurs, Robinson et Dadson, ont effectués d’autres travaux sur les courbes isosoniques en 1956 très peu différents de ceux effectués précédemment. Ces différents travaux ont permis d’aboutir à une normalisation mis en place par l’organisme International Organization for Standardization (ISO). La norme concernant les lignes isosoniques normales est la norme internationale « NF ISO 226 Février 2004 » [3]. Les conditions suivantes ont été requises pour dresser ces lignes isosoniques normales :
– les auditeurs sont des sujets otologiquement normaux âgés de 18 ans à 25 ans,
– l’écoute est binaurale,
– les signaux utilisés sont des sons purs,
– la source de bruit est disposée frontalement aux sujets,
– le champ acoustique en l’absence de l’auditeur consiste en une onde plane progressive libre,
– le niveau de pression acoustique est mesuré en la position du centre de la tête de l’auditeur en l’absence de ce dernier. La fréquence du son émis est donc modifiée tout en percevant la même sensation de sonie (quantification de la perception du son). Le niveau de sonie est exprimé en Phones. On distingue ainsi 11 courbes d’iso-sensation, la courbe la plus basse correspondant à la courbe d’isosonie 0 Phone et la courbe la plus haute correspondant à la courbe d’isosonie 100 Phones (figure 1). Les différentes courbes isosoniques sont étalonnées sur la fréquence de référence 1 000 Hz. La ligne isosonique normale 10 Phones permet de représenter une sensation équivalente de 10 Phones sur tout le spectre fréquentiel. Elle a été obtenue à l’aide d’un son pur émis à 10 dB SPL à la fréquence de référence 1 000 Hz. De même la ligne isosonique normale 20 Phones permet de représenter une sensation équivalente de 20 Phones sur tout le spectre fréquentiel. Elle a été obtenue à l’aide d’un son pur émis à 20 dB SPL à la fréquence de référence 1 000 Hz… La courbe d’isosonie 40 Phones est prise pour exemple. Un niveau de pression acoustique de 40 dB SPL, à la fréquence 1 000 Hz, à la même sensation de sonie qu’un niveau de pression acoustique de 100 dB SPL, à la fréquence 16 Hz. Il est donc nécessaire de bénéficier d’un niveau de pression acoustique plus élevé dans les fréquences graves que dans les fréquences aigües pour un Phone équivalent. L’oreille humaine présente une sensibilité plus accrue dans les fréquences comprises entre 2 000 Hz et 5 000 Hz. La sensibilité la plus importante est obtenue entre les fréquences 3 000 Hz et 4 000 Hz, située dans le creux de la ligne isosonique normale la plus basse (figure 1). Cette zone est caractérisée par la fréquence de résonnance du conduit auditif humain. La ligne isosonique normale 0 Phone représente le seuil d’audition. Il s’agit du niveau minimal de pression acoustique qui, à la fréquence considérée, procure la plus faible sensation auditive.

Etude physique du bruit

   Le terme de bruit désigne tout phénomène acoustique produisant une sensation désagréable ou gênante. L’extrême variabilité du signal acoustique est à l’origine de la complexité de notre environnement sonore et cette diversité rend difficile la classification de l’ensemble des sons en catégories précises. Cependant, en prenant comme critère la durée et les variations de niveau d’amplitude dans le temps, on peut distinguer [11] :
– les sons stables ou stationnaires : leur niveau sonore ne varie pas plus de 3 dB de façon perceptible pendant un temps considéré comme long par rapport à la période des vibrations qui le composent. Dans la pratique, sont considérés comme stables des sons dont le niveau est constant pendant plusieurs secondes. Ces sons peuvent être continus, répétitifs ou isolés,
– les sons fluctuants : leur niveau sonore varie au cours du temps, plus de 3 dB, et ils peuvent également être continus ou intermittents,
– les sons impulsionnels : leur durée est brève, inférieure ou de l’ordre de la seconde. La parole est une suite de sons impulsionnels. En utilisant le critère des variations temporelles de la pression acoustique, on obtient la classification suivante :
– les sons périodiques : ce sont les sons purs ou sinusoïdaux et les sons périodiques complexes comportant plusieurs fréquences.
– les sons aléatoires : ce sont des sons complexes sans périodicité (transitoire : brusque variation aux valeurs extrêmes très rapide). Le niveau équivalent (Level equivalent) mesure une moyenne énergétique dans le temps (T). Il sera utilisé à plusieurs reprises dans la partie expérimentale. La définition du bruit ambiant est la suivante : « Niveau sonore pour un endroit, une situation et un instant donnés. Il prend en compte tout l’environnement de la mesure : l’ensemble des sources, l’influence du local, les conditions d’opération du moment … [12]».

Bruit Rose

   Le bruit rose contient comme le bruit blanc toutes les fréquences audibles. Le bruit rose est obtenu par un filtrage approprié du bruit blanc. Le spectre du bruit rose est continu. La densité spectrale d’intensité du bruit rose est inversement proportionnelle à la fréquence. La densité spectrale S(f) du bruit rose décroit de 3 dB par octave en bandes fines, c’est-à-dire à l’aide d’une échelle arithmétique en dB/Hz. La densité spectrale S(f) du bruit rose présente une énergie constante par bande d’octave, c’est-à-dire à l’aide d’une échelle logarithmique en dB/octave (la densité spectrale du bruit blanc possède une énergie constante en dB/Hz, c’est-à-dire dans une échelle arithmétique) [11]. Les bandes d’octave ne présentent pas la même largeur de bande (cf. rappel 1.6 Analyse tiers d’octave). Les fréquences aigües ont beaucoup plus de fréquences représentées que les fréquences graves. Pour obtenir la même énergie dans chaque bande d’octave, les fréquences graves doivent bénéficier de plus d’énergie. La sensation auditive que procure le bruit rose est proche de celle obtenue par un bruit blanc mais plus grave. En effet, le bruit rose est plus riche en basses fréquences que le bruit blanc. Le bruit rose est plus adapté à la perception auditive humaine que le bruit blanc. En effet comme le bruit rose, la perception auditive présente des attraits logarithmiques. Le bruit rose est très utilisé dans l’Acoustique des salles et l’Acoustique du bâtiment. Dans le bâtiment, des mesures de l’isolement acoustique brut ou de la durée de réverbération sont effectuées à l’aide de ce type de bruit. Une comparaison est effectuée entre le bruit rose d’émission et le bruit mesuré dans la salle de réception. Dans le cadre de notre étude, le bruit rose est utilisé pour les différentes raisons évoquées

Présentation de la chambre acoustique

   Cette étude a été réalisée à l’Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS). Les mesures ont été effectuées dans la salle du Banc d’Essais au Seuil d’Audition (BESA). Le volume de la chambre acoustique est de 3,00 * 3,00 * 2,40 m, soit de 21,6. Ce volume de la salle respecte donc les conditions d’aménagement du local réservé à l’activité d’audioprothésiste établi à 15 par le décret n°85-590 du 10 juin 1985 [18] (Annexe 1). La chambre acoustique a été construite de façon à éliminer les ondes stationnaires (cf. rappel 1.7. Les ondes stationnaires). Des surfaces de la salle acoustique ont été renforcées de plâtre. Entre ces deux murs, de la laine de roche a été mise en place pour éviter le phénomène de réverbération et le parallélisme des parois. Dans la chambre acoustique, on peut distinguer différents types de traitement des matériaux utilisés. On remarque des matériaux isolants, ainsi que des diffuseurs (figure 10). Les diffuseurs permettent de disperser le son en fonction de l’effet désiré. Les haut-parleurs sont positionnés en regard des diffuseurs pour homogénéiser l’énergie sonore à l’intérieur de la pièce et provoquer cette sensation de « baigner » dans le son. Le champ libre de cette salle est donc diffus. Le positionnement du fauteuil se trouve au centre de la pièce (figure 11). Cinq marqueurs rouges ont été tracés sur le sol pour positionner les pieds du siège au même endroit, afin de permettre une bonne reproductibilité des tests.

Audiomètre Interacoustics AD629

  L’audiomètre Interacoustics AD629 (Annexe 3) est un audiomètre clinique de classe I. Il est connecté à un ordinateur PC. Le logiciel Diagnostic Suite permet de piloter l’audiomètre et d’enregistrer les audiogrammes des patients pour un meilleur suivi. Afin d’obtenir une mesure des seuils d’audition entièrement indépendante du matériel utilisé, il convient de calibrer l’audiomètre ainsi que son transducteur électroacoustique et son transducteur électromécanique. Cette manipulation a pour but d’ajuster les zéros audiométriques (dB HL) par le biais des coupleurs standardisés. L’étalonnage des audiomètres et de leurs transducteurs nécessite l’utilisation d’une oreille artificielle sous forme de coupleur acoustique et d’une mastoïde artificielle sous forme de coupleur mécanique (figure 22). Les normes ISO 389 nous indiquent les valeurs attendues de niveau de pression acoustique en dB SPL fréquence par fréquence.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE 1 : GENERALITES ET RAPPELS PSYCHOACOUSTIQUES
1.1. DEFINITION PSYCHOACOUSTIQUE
1.2. LES LIGNES ISOSONIQUES
1.3. PONDERATION A
1.4. ECHELLE DES DB AUDIOMETRIQUES
1.5. PERTE TONALE MOYENNE (PTM)
1.6. ANALYSE TIERS D’OCTAVE
1.7. LES ONDES STATIONNAIRES
1.8. ETUDE PHYSIQUE DU BRUIT
1.9. BRUIT ROSE
1.10. AUDIOMETRIE TONALE LIMINAIRE
1.10.1. EN CONDUCTION AERIENNE
1.10.1.1. Au casque
1.10.1.2. En champ acoustique diffus
1.10.1.3. En champ acoustique libre
1.10.2. EN CONDUCTION OSSEUSE
1.11. PRESENTATION DES NIVEAUX DE PRESSION ACOUSTIQUE MAXIMAUX ADMISSIBLES 
1.11.1. NORME ISO 8253-1
1.11.1.1. Audiométrie tonale liminaire en conduction aérienne
1.11.1.2. Audiométrie tonale liminaire en conduction osseuse
1.11.2. NORME ISO 8253-2
PARTIE 2 : ETUDE CLINIQUE AU SEIN DE LA SALLE BESA DE L’INRS
2.1. PROTOCOLE D’ESSAI
2.1.1. PRESENTATION DE LA CHAMBRE ACOUSTIQUE
2.1.2. MATERIEL DE METROLOGIE UTILISE
2.1.2.1. Microphone faible bruit B&K de type 4179
2.1.2.2. Calibreur B&K de type 4231
2.1.2.3. Amplificateur de mesure B&K de type 2636
2.1.2.4. Système d’acquisition bi-voies Symphonie de 01 dB-METRAVIB
2.1.2.5. Audiomètre Interacoustics AD629
2.1.2.6. Casque TDH 39 équipé de coques PELTOR
2.1.2.7. Knowles Electronic Manikin for Acoustic Research (KEMAR)
2.1.2.8. Ossivibrateur de type B71
2.1.3. MESURE DU BRUIT DE FOND DE LA SALLE D’ESSAIS BESA
2.1.4. PANEL DES SUJETS
2.2. AUDIOMETRIE TONALE LIMINAIRE
2.2.1. EN CONDUCTION AERIENNE
2.2.1.1. Au casque
2.2.1.2. En champ acoustique diffus
2.2.2. EN CONDUCTION OSSEUSE
PARTIE 3 : ETUDE CLINIQUE AU SEIN DE LA CABINE INSONORISEE DE LA FACULTE DE PHARMACIE DE NANCY
3.1. PROTOCOLE D’ESSAI
3.1.1. PRESENTATION DE LA CABINE INSONORISEE
3.1.2. MATERIEL DE METROLOGIE UTILISE
3.1.2.1. Système d’acquisition 16 voies Orchestra de 01 dB-METRAVIB
3.1.2.2. Audiomètre Otometrics Madsen Astera
3.1.2.3. Casque TDH
3.1.2.4. Microphone B&K de type 4189 noté F11
3.1.3. MESURE DU BRUIT DE FOND DE LA CABINE INSONORISEE
3.1.4. MESURE DE L’INDICE D’AFFAIBLISSEMENT BRUT
3.1.5. PANEL DES SUJETS
3.2. AUDIOMETRIE TONALE LIMINAIRE
3.2.1. EN CONDUCTION AERIENNE
3.2.1.1. Au casque
3.2.1.2. En champ acoustique libre
3.2.2. EN CONDUCTION OSSEUSE
PARTIE IV : RESULTATS DES DIFFERENTES EXPERIENCES
4.1. CONCORDANCE DES RESULTATS DES DEUX ETUDES CLINIQUES
4.1.1. EN CONDUCTION AERIENNE
4.1.1.1. Au casque
4.1.1.2. En champ acoustique libre/diffus
4.1.2. EN CONDUCTION OSSEUSE
4.2. ETUDE COMPARATIVE DES NIVEAUX DE PRESSION ACOUSTIQUE MAXIMAUX ADMISSIBLES AUX BRUITS DE FOND DES SALLES AUDIOMETRIQUES TESTEES
4.2.1. NORME ISO 8253-1
4.2.1.1. Audiométrie tonale liminaire en conduction aérienne
4.2.1.2. Audiométrie tonale liminaire en conduction osseuse
4.2.2. NORME ISO 8253-2
4.3. DEGRADATION DE LA PERTE TONALE MOYENNE DE 5 DB HL PAR AUGMENTATION BRUIT DE FOND
4.3.1. RESULTATS OBTENUS SUR L’AUDIOMETRIE AU CASQUE
4.3.2. RESULTATS OBTENUS SUR L’AUDIOMETRIE EN CONDUCTION OSSEUSE
4.3.3. RESULTATS OBTENUS SUR L’AUDIOMETRIE EN CHAMP ACOUSTIQUE LIBRE
4.4. IMPACT D’UN BRUIT DE FOND DE 40 DB A SUR LES COURBES AUDIOMETRIQUES D’UN SUJET UNIQUE
4.5. DECRET N°85-590 DU 10 JUIN 1985 
4.6. AUDIOMETRIE TONALE LIMINAIRE DES PATIENTS MALENTENDANTS 
4.6.1. EN CONDUCTION AERIENNE
4.6.2. EN CONDUCTION OSSEUSE
4.6.3. EN CHAMP ACOUSTIQUE LIBRE
4.7. LIMITES DE L’ETUDE
4.7. SYNTHESE DES MANIPULATIONS
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
LISTE DES ILLUSTRATIONS
LISTE DES TABLEAUX
TABLE DES ANNEXES

Télécharger le rapport complet