Université Catholique de Louvain École de Santé Publique

Unité Hygiène et Physiologie du Travail Bruxelles - Belgique

Prof. J. Malchaire

COURS D’ACOUSTIQUE _______Première partie: Notions physiques de base_____

2

___________________________________________

3

Sons Purs

Pm temps p ( t ) = Pm sin ( 2 π f t ) 1. Fréquence f cycles / seconde Hz oreille infrasons 20 ...........……20.000 Hz ultrasons voix 200 ... 4.000 Hz 2. vitesse de propagation C m/s

air 340 m/s eau 1450 m/s acier 6 km/h 3. longueur d’onde

λ m 100Hz 1000 Hz 10.000 Hz

340 cm 34 cm 3,4 cm

4. amplitude pression de crête Pm

pression efficace P P Pmm= =

20 707.

Pascal 20 μPa (perception) ....... 200 Pa (douleur) pression atmosphérique 760 mm Hg, 1013 mbar, 100 kPa

5. intensité C

PI .2

ρ=

Watts / m2 10 -12 W/m2 ......... 100 W/m2 (douleur)

fC

=λ

I dB

Fréquence

4

N P

P

PP

= =10 202

02 0

log log

Sons Complexes t iI I= ∑

spectre I(t) Ii

fi Hz temps

Décibels

seuil de perception 20 μPa 10 -12 W/m2 à 1000 Hz seuil de douleur 200 Pa 100 W/m2

rapport 10 7 10 14

sensation de intensité: logarithmique

N WW

= 100

log W0 = 10 -12 W/m2

N II

= 100

log I 0 = 10 -12 W/m2 = seuil de perception

: P 0 = 20 μPa

“Niveau” sonore ÷ référence

5

6

Addition de niveaux sonores 1

1

010N I

I= log 1

0

101

10II

N=

22

010N I

I= log 2

010

210I

IN

=

tN I II

iN=

+= ⎛

⎝⎞⎠∑10 101 2

0

1010log log

si I2 = n . I1

( ) ( )tN II Nn n= + = + +10 1 10 11

01log log

n 10 log n 1

2

3

4

5

6 7

8

9

10

20

50

100

0

3

4.8 ~ 5

6

7

7.7 ~ 8 8.5

9

9.5

10

13

17

20

A 90 1* 90 B 90 1* 90 = 4* 90 = 96 dB C 93 2* 90 réduction 50 % : - 3 90 %: - 10 99 %: - 20

7

90 +3 + 2 93 +1.8 90 + 3 94.8 +1.2 90 + 4 96 +1 90 + 5 97 +0.8 90 + 6 97.8 +0.7 90 + 7 98.5 +0.5 90 + 8 99 +0.54 90 + 9 99.5 +0.4 90 + 10 100 90

Accroissement < 0.5 dB si la différence arithmétique entre les 2 niveaux > 10 dB Niveau faible négligeable (à 0.5 dB de différence) si différence > 10 dB Vrai point de vue: - mesure si bruits indépendants - auditif si ~ mêmes fréquences (masquage) → signaux d’alerte bruit ambiant signal - aigu - grave modulé - grave - aigu

Exemple:

Machine: 3 sources moteur: 90 = 6 * 82 engrenage: 85 = 2 * 82 ventilateur: 82 = 1 * 82 niveau de bruit total mesuré 91.5 9 * 82 attribué erronément au moteur seul solution (coûteuse) -20 dB sur moteur restent 70 + 85 + 82 = 87 dB gain réel 4.5 dB

→ Recherche et quantification de toutes les sources Solutions cohérentes

8

dB(A)

dB: niveau existant quelle que soit la fréquence avec infra et ultrasons dB(A): niveau sonore tel qu’entendu (essentiellement à bas niveaux); sert à évaluer la gêne, la surdité, ... ( dB(C) ..... mesure du bruit audible ) si NC ≅ NA bruit de fréquences proches 500 ... 2000 Hz si NC << NA bruit de basses fréquences

Analyses Spectrales dB(A) niveau global pondéré en fréquences

Si recherche causale, signaux d’alarme, absorption , isolement → analyse en fréquences 1. Analyse par bandes de largeur constante

N dB dB

100 Hz 10 dB 20 Hz 3dB

10 Hz Bruit Blanc

0 20kHz

Fréquence (Hz)

10

0

10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80 16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

A

C

dB

9

2. Analyse par Octaves: bandes à % constant Octave

cf2

cf cf 2

0.707ƒc 1.414 ƒc

largeur 1.414 ƒc - 0.707 ƒc = 0.707 ƒc 70.7% ƒc

Octave cf : 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

1000HzN = niveau total d’intensité aux fréquences comprises entre 707 et 1414 Hz Spectres par bandes d’octaves (A) et de tiers d’octaves (B) du bruit de compresseur

Échelle discrète de n° d’octaves ou de 1/3 d’octave Pas d’interpolation Exemples de spectres par bandes d’octave (A et C) et par bandes de tiers d’octave (B et D) d’un bruit blanc (A et B) et d’un bruit rose (C et D).

3. Analyse par 1/3 d'octaves

Fréquences centrales d’octaves (Hz)

dB90

85

80

75

70

65

60

55

50 16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

100

90

80

70

60

50

40

dB

63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

Fréquence (Hz)

AA

B

CD

10

cf26 cf cf 26

largeur = 23.2% ƒc

N1/3 oct,1000Hz = niveau total d’intensité aux fréquences comprises entre 891 et 1122 Hz

Octave Tiers d Octave= ∑1

3'

Spectre tiers d’octave < spectre d’octave

Validité: 1° réponse en fréquence du micro aux hautes fréquences 2° atténuation en dehors de la bande

3° pas de dB(A)

Indice NR

Bruit de fond NR ≅ dB(A) - 5

11

Bruit Quelconque Pas de relation Utilité : - comparer sonies de bruit

- spécifier bruit de fond dans locaux

Bruits d’impact

Paramètres jouant un rôle: temps de montée niveau sonore de crête durée fréquence de répétition

LIMITES:

10 impacts à 150 dB (pas dB(A) !!!) 100 impacts à 140 dB 1000 impacts à 130 dB

Bruits Impulsifs

coup de feu à l’extérieur

Bruits d’impact

coup de marteau +....résonnance

20 dB

(a)

(b)

12

Niveau équivalent Niveau d’exposition personnelle

bruit intermittent profil dB(A) en ƒ (temps) fluctuant distribution cumulée Nx % : niveau dépassé pendant x % du temps N90 bruit de fond N10 indicateur des niveaux maximaux

N A,eq : niveau équivalent: niveau continu qui, sur la même durée donne la même énergie acoustique totale

NEP : niveau d’exposition personnelle: niveau continu qui pendant 8 heures, 40 heures par semaine donne la même énergie acoustique totale que l'exposition réelle

Exemple:

Ouvrier travaille 3 jours par semaine pendant 10h dont 9 effectives

Il travaille à 3 endroits:

endroit 1 NA,eq1 = 93 dB(A) pendant 4 h

2 NA,eq2 = 96 dB(A) pendant 3 h

3 NA,eq3 = 70 dB(A) pendant 2 h

Total 9 h

1 93 dB(A) pendant 4 h = 93 dB(A) pendant 4 h

2 96 dB(A) pendant 3 h = 93 dB(A) pendant 6 h

3 70 dB(A) pendant 1 h négligeable

TOTAL sur une journée = 93 dB(A) pendant 10 h

ENERGIE TOTALE = 93 dB(A) pendant 10 h

= 10 sources de 93 dB(A) pendant 1h

= 10/9 sources de 93 pendant 9h

= +10 – 9.5 dB(A) de 93 = 93.5 dB(A)

NEP = 27/40 de l’énergie totale → 3*3*3/4/10 dB(A) → + 14 – 6 – 10 de 93.5 dB(A) → 91.5 dB(A) environ

13

Propagation du bruit: propagation sphérique Si a

_ 2 x plus grand

R 2 x plus grand - 3 dB

constante du local R aa

=−

_

_

1 a

_ = coefficient d’absorption

Champ réverbéré

Champ direct

NW N niveau de niveau au puissance récepteur

I wN NQ

r R= + +

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

10 44

2logπ

si distance double - 6 dB

directivité si la source est sur un sol réfléchissant Q = 2 + 3 dB si elle est dans un angle réfléchissant Q = 4 + 6 dB

Champ libre

Milieu homogène - infini - non absorbant Propagation sphérique

I WS

W

r= =

4 2π I wN N S= − 10 log

si la mesure Ir à Sr

IWS

= rr

I SW

=

W I S I Sr r= = I I SSr

r=

I W Q

r=

4 2π

14

w I r rN N S N S= − = −10 10log log

I rr

N N SS= − 10 log

atténuation 6 dB / 2 * distance

Facteur de directivité

Diagramme polaire

facteur de directivité θθQ W

W=

θQ ≈ 1 - basses fréquences - grande distance relative

θθ θ

π π π

I W

rW

Q

rW

rQ

= = =⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

4 4

1

42 2

2

N NQ

rN

rQ

w w= +

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

= +⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

104

101

42

2log logπ

π

En pratique: rQ

d f= distance fictive

- directivité intrinsèque peu connue influencée par local - directivité extrinsèque surface réfléchissante: hémisphère Q = 2 2 plans réfléchissants: ¼ sphère Q = 4

Champ diffus direct + réverbéré

réverbéré

direct

source récepteur

15

I I Idir ré v= +

Irév = ƒ ( W, Sparois , _

a = ƒ(Hz) )

Matériaux acoustiques 1. Absorbants

Ir Ii S R

coefficient d’absorption a I II

i r

i=

−

a 100% 50%

matériaux poreux dalles poreuses

laines verre, roche mousses frigolit, ......

2. Isolants

Ii Itr Local ⇒ → local émetteur récepteur

coefficient de transmission ttr

iC I

I=

16

affaiblissement acoustique R Ct= 10 1log

matériaux lourds : béton 3. Résilients

m Fi

k

Ftr matériaux caoutchouc ressorts, liège, feutre

T = Transmissibilité = tr

i

FF

100% ƒ0 √2 ƒ0 Hz

Champ sonore global source intérieure

R

S r R Q

R =constante du local = S a / (1 – a) a = coefficient d’absorption moyen

S = surface totale des parois

rI W R= 4 dI WQ

r=

4 2π

17

I I I WQ

r Rr d= + = +

⎛

⎝

⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟

44

2π

I wN NQ

r R= + +

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

10 44

2logπ

r petit Id >> Ir champ libre - 6 / 2 * r r grand Id << Ir champ diffus NI constant

Exercise 1: N = 95 dB(A) à 2 m sur un sol en béton (Q = 2), dans un local où R = 250 m2 réverb -18 89.5 direct -14 93.5

Exercice 2:

machine: 80 dB à 2m sur une dalle réverbérante en champ libre

Combien dans le local R = 50 m2 à 2 m, sol en béton ?

Atténuation champ direct 14 Ndir = 80

= 95

R = 250

N NW

df = 1.4

I Q = 2 r = 2

95 + 12.5 107.5

Atténuation 12.5

source récepteur

W I

R = 50

Atténuation = 9

N = 94 r = 2 N = 85 dB Q = 2

∞

N I

R =

Atténuation = 14 source récepteur

W = 94 r = 2 N = 80 Q = 2

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total 85 champ réverb. 11 Nrév = 83

si Ndir - 10: 70 + 83 = 83 gain -2 Nrév - 10: 80 + 73 = 81 gain -4 Ndir et Nrév - 5: 75 + 78 = 80 gain -5 → isoler champ direct champ diffus

solutions cohérentes

Calcul de la constante R local H = 4.5 m L = 15 m l = 10 m murs, plafond : plâtre a 500Hz = 0.04 sol : béton a 500Hz = 0.03 encombrement moyen

Nature Si ai Ai = Si ai

plafond 150 0.04 6 murs 225 0.04 9 sol nu occupé

150 0.03 0.2 ...

5 30 ...

Total 525 A = 20 ... 45

R S a

a=

−= =

_

_...

. ... ....

1

20 45

0 96 0 9121 49

- très imprécis - orientation

Temps de réverbération N diffus

temps

T60

60 dB

−=

−=a 20 45

525 0 04 0 09. ... .

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Formule de Sabine 60016T volume

S a= .

_

Ntotal bruit de fond ? temps problèmes 1. champ direct 2. vitesse d’écriture 3. bruit de fond 4. fréquence 5. échos valable pour des locaux simples ( volume, formes, ...)

Application :

local petit homogène 15 x 10 x 4.5 Vol = 675 m3 S = 525 m2 si T60, 500 Hz = 1.1 s

500

60

20 16 0 16 67511 98A V

T m= = =. ..

500

98525 0 19− = =a .

500

2980 81 120R m= ≅.

plafond 150 0.04 6 murs 225 0.04 9 sol 150 0.57 83 total 98

pour avoir T60, 500 = 0.7 s plafond 150 0.41 62 murs 225 0.04 9 sol 150 0.57 83 total 154

matériau acoustique plafond: −a = 0.41

20

Appareils de mesurage dB réponse en sortie distorsion fréquence 0 -1 Bruit de fond bande passante Hz gamme dynamique entrée de 20 à 20000 Hz 60-100 dB

Microphones piézo-électriques à condensateur (électret) dynamiques Diamètre = 1” ½ ” ¼ ” Sensibilité: tension de sortie / 1 Pa = 94 dB dB re 1V / 1 Pa ordre de grandeur: 1” : 50 mV ½ ” : 12 mV ¼ ” : 3mV/Pa

proportionnelle au φ2

Gamme dynamique Faible N: grande sensibilité 1 ” N très élevé: faible sensibilité ¼ ” Gamme: 50 - 120 dB peu importe Exemple de courbes de correction en champ libre à ajouter aux caractéristiques en pression des microphones utilisés avec grille de protection.

Comparaison des courbes de réponse en fréquence de microphones unidirectionnels d’un pouce (A),

21

d’un demi pouce (B), d’un quart de pouce (C) et d’un huitième de pouce (D).

Sonomètre Type 0 impact, vibrations, analyse spectrale, Neq ... 1 2 dB(A) (3) 1. amortissement : slow Fast peak exponentiel 2 s 0.2 s 0.0001 s 2. filtre lin 20 - 20 kHz A Bruit tel qu’entendu C Bruit audible 3. étalonnage: 94 dB(A) à 1000 Hz 4. effet du vent (poussières)

____________________________________________ Choix d’appareillage microphone sensibilité moyenne 10 mV / Pa ½” bande passante la plus large sous incidence aléatoire “champ diffus” Sonomètre type II ou I gamme dynamique ƒ (micro) 30 ... 140 affichage digital + analogique analogique linéaire 40 dB zones redondantes pondération dB(A) dB(C) dB amortissement slow fast peak intégration Neq temps quelconque sortie AC → enreg. magnétique DC → enreg. graphique Source étalon 94 dB a 1000 Hz Dosimètre Exposimètre

Pas d’analyseur en fréquence ____________________________________________

Sonomètre Intégrateur (Dosimètre)

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AUDITION

Champ Auditif

Seuils

Hz 125 250 500 1 2 3 4 6 8 seuils 45 25 5 11 5 7 9 10 9 5 15 5 13 5

Zone conversationnelle: 250 - 4000 Hz 55 dB(A) relaxée ... 90 dB(A) criée

Presbyacousie

23

Réflexe Stapédien

1. temps de latence (2 ... 200 ms) 2. protection ↑ basses fréquences 3. relaxation

24

Handicap social et invalidité

Belgique déficit moyen 123

1 2 33P

P P P=

+ +

Seuil de handicap P123 = 35 Seuil d'invalidité 50

25

Surdité professionnelle Évolution de la surdité en fonction du temps

Distributions des pertes 123 à l'âge de 60 ans après 40

ans à 90, 94, 98 dB(A)

Sens. Presb. 90 dB(A) P

94 dB(A) P

98 dB(A) P

95 90

51 43

62 53

72 62

86 75

80 70

33 27

41 35

50 42

61 52

60 50

21 15

28 21

34 27

43 35

40 30

13 10

18 14

23 19

30 25

20 10

7 2

11 4

14 7

19 10

5 -1 0 2 3

La figure donne le pourcentage de la population qui, dans telles conditions d’âge et d’exposition au bruit, risque d’atteindre le seuil de handicap social (35 dB) et le seuil d’invalidité (50 dB).

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Risque de surdité professionnelle en fonction du NEP

(pourcentage de la population âgée de 60 ans avec 40 ans d’exposition au bruit présentant plus de 35 dB ou 50 dB de déficit moyen à 1, 2 e 3 kHz).

Exemple d’application:

Soit NA,eq = 98 dB(A)

légalement il faudrait diminuer à 85 dB(A), soit de 13 dB(A)

Quel est l’intérêt d’une diminution partielle à 94 dB(A) ?

dB(A) risque % diminution absolue

diminution relative

98 24 94 - 4 dB(A) 14 -10 - 40% 85 - 13 dB(A) 7 -17 -70%

diminution de - 4 dB(A) pas chère immédiate efficace point de vue prévention Sensibilité au bruit

% de la population de même âge durée d’exposition

NEP présentant des pertes inférieures

27

Norme ISO 1999 modèle distribution pertes en fonction de : âge, durée, NEP Après 40 ans et à âge 60 ans : % de gens > seuil d'invalidité:

dB (A) %

98 24 94 14 90 9 85 7

→ Limite abaissée à 85 dB(A) : gain marginal ! action partielle contre le bruit toujours justifiée

Fatigue auditive

Temporary Threshold Shift (TTS)

TTS fin de journée ≅ perte permanente après 10 ans.

dB (A) 85 90 95 100 105

TTS 50% 1 4 8 12 18 TTS 90% 3 8 14 21 30

Pour un TTS résiduel de 5 dB: 30’ de repos si TTS < 10 dB 16 h si < 30 dB → programmation journalière des examens audiométriques si NEP ≤ 90 dB(A) : 30’ repos ≤ 100 dB(A) : 16 h repos ≥ 100 dB(A) : 2 jours repos

28

Niveau d’interférence avec la parole

SIL N N N N=

+ + +500 1000 2000 4000

4

= environ à N en dB (A) - 8

29

Exemple: distance maximale entre 2 interlocuteurs

1. Niveau de bruit près de l’orateur 81 dB(A) 2. Niveau vocal orateur 75 dB(A) si fort EPI - 4 dB(A) 71 dB(A) effort vocal d: voix élevée 3. NSIL octaves ou dB(A) -8 81 - 8 = 73 → distance maximale 0.5 m

30

Directive Européenne (mai 1986) Protection des salariés contre les risques dus à l’exposition au bruit pendant le travail Spécifications 1. mesures: adéquates par méthodes appropriées 2. contrôle: réduction du bruit au niveau le plus bas

raisonnablement praticable 3. si ≥ 85 dB(A) , 140 dB pic information et formation des salariés signalisation des zones à risque moyens de protection disponibles droit à la surveillance auditive 4. si ≥ 90 dB(A) , 140 dB pic justification programme d’action délimitation, réduction d’accès obligation de protections individuelles

(In) FORMATION des salariés

1. physiologie oreille audition 2. évolution de la surdité professionnelle - en moyenne - variabilité interindividuelle CONSIDÉRABLE 3. explication participation des mesures contrôle actions de réduction exploration 4. justification participation Programme de Conservation de l’Audition (PCA) exposition résultats 5. justification motivation Protecteurs individuels choix

Surveillance de la fonction auditive

Directive Européenne: objectifs - diagnostic de toute diminution de l’ouïe due au bruit - conservation de la fonction auditive → Programme de Conservation de l’audition PCA Au lieu de: Programme Dépistage des Surdités PDS

• mesure du NEP • mesure des pertes • interprétation du risque individuel

en plus de Programme de lutte contre le bruit

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P C A P D S Objectif Suivre l’évolution de chaque salarié Dépister ceux risquant d’aboutir à: handicap invalidité

Déterminer ceux présentant pertes ≥ limite indemnisable

Qui ? Sujets: non atteints susceptibles de l’être jeunes exposés depuis peu

Sujets atteints plus âgés exposés depuis longtemps

Mesures NEP individuel dosimètres sonomètres intégrateurs sources étalons procédures de mesurage rigoureuses

sonomètres simples: - soumis - non soumis car surdité actuelle ƒ (NEP antérieur)

Pas analyses spectrales

Stratégie de mesurage 3 objectifs 1. identifier sources de bruit où NEX,d > limites zones de travail pour hiérarchiser les problèmes et les actions anti bruit mesurages grossiers mesurages spécifiques 2. Mise en conformité ..... A .... 85 ..... B ..... 90 ..... C 3. Évaluer NEX,d avec une précision x dB

→ risques individuels études épidémiologiques • Etude des tâches

o groupes homogènes d’exposition GHE o sur Intervalle de Stationnarité IS

IS = multiple du temps du cycle avec tous dysfonctionnements et toutes les variantes • Environnement Repérage sur plan sources – opérations zones de séjour Ordre de grandeur du bruit Type de bruit continu, fluctuant, intermittant Impact – non Durant phases représentatives • Tâche Suite opérations – déplacements 1 travailleur par GEH Durée de séjour dans zones

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Programme Audiométrique Programme de Conservation

d’Audition (PCA) Programme de Dépistage

des Sourds (PDS) Évolution des pertes faibles Dépassement d’un seuil élevé

à étudier - appareillage (audiomètre) - étalonnage de l’audiomètre - conditions acoustiques ambiantes (cabines) - examen audiométrique proprement dit préparation installation du sujet conduite du test

sources d’erreur - moment de la journée - répétition tous les 1, 2, ... 5 ans Audiomètres 1. Tonal option: par voie osseuse, audiométrie vocale, masking ... désavantages: chers à réserver aux examens ORL approfondis 2. Type manuel: opérateur, examen adaptée, 4 - 8 minutes automatique: opérateur, non adapté (à déconseiller) piloté par ordinateur: cher, automatique, archivage direct 3. Gamme de fréquences PDS: minimum 500, 1 k, 2 k, 3 k, 4 kHz PCA: 250, 500, 1 k, 2 k, 3 k, 4 k, 6 k, 8 kHz 4. Gamme dynamique réglage à 0 : seuil auditif normal réglage jusqu’à - 10 dB : audition meilleure que normale reglable jusqu’à 100 dB : mesures pertes auditives précision 3 dB 5. Écouteurs partie intégrante, non interchangeables, non permutables, 6. Formation de l’opérateur Étalonnage de l’audiomètre (ISO 6189) 1. Contrôle d’écoute tous les jours par opérateur avec audition normale et stable repérage: distorsion, bruits parasites lors commutations à toutes les fréquences à trois niveaux 2. Contrôle subjectif d’étalonnage toutes les semaines (jours) examen audiométrique sujet stable avec < 25 dB pertes à réviser si écart > 10 dB par rapport tests antérieurs 3. Test électro acoustique tous les 3 mois par spécialistes mesure des fréquences et amplitudes exactes à 70 dB à réviser si écarts > 3% ou 3 à 5 dB par rapport à référence test sur coupleur adapté aux écouteurs. 4. Étalonnage complet tous les 2 ans par spécialistes en plus: distorsion harmonique linéarité

33

précision potentiomètres de réglage 5. Entretien des écouteurs attention rangement, câbles, connecteurs, coussins désinfection (UV) Conditions acoustiques des tests

Niveaux de bruit ambiant maximaux pour la conduite des tests audiométriques.

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

125 250 500

1000 2000

(3000) 4000

(6000) 8000

45 25.5 11.5

7 9

10 9.5

15.5 13

48 32 11 8 6

(7) 8

(10) 15

3 5 7

15 26

(31) 32 26 24

12 18 27 34 36 41 39 37 31

60 50 38 42 42 48 47 47 46

50 40 28 32 32 38 37 37 36

(1) Fréquences centrales des bandes de tiers d’octave (2) Seuils d’audition selon ISO 6189

(3) Niveaux maximaux du bruit dans les bandes de 1/3 d’octave, permettant le mesurage de 0 dB de perte, les oreilles étant

non couvertes, selon ISO 6189 (4) Atténuation moyenne des écouteurs en dB, selon ISO 6189 (5) Atténuation moyenne avec coquilles en dB (6) (3) + (5) (7) Niveau maximal dans le local de test exemple:

Sujets A B C perte auditive réelle à 1000 Hz 0 15 30 entend normalement son pur à 1000 Hz si le bruit de fond dans 1/3 d’octave centré à 1000 Hz < 42 dB

7 22 37

si bruit de fond = 60 dB soit 18 dB trop élevé sons purs masqués jusqu’à 7 + 18 =

25 25 25

premier son pur audible 27 27 37 perte apparente 20 20 30 Conclusions: bruit de fond trop élevé fausse l’évaluation des faibles pertes Or, 60 dB de bruit de fond dans la bande de 1/3 d’octave à 1000 Hz correspond à un bruit de fond de 70 dB(A) hautement improbable

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Choix d’une cabine Exemple de calcul pour la sélection d’une cabine audiométrique

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

125 250 500

1000 2000 3000 4000 6000 8000

69 66 62 62 58

(52)* 45

(43)* 40

48 32 11 8 6 7 8

10 15

21 34 51 54 52 45 37 33 25

3 5 7

15 26 31 32 26 24

18 29 44 39 26 14 5 7 1

28 39 54 49 36 24 15 17 11

* valeurs interpolées (1) Fréquences centrales de bandes de tiers d’octave (2) Spectre du bruit ambiant par bandes de tiers d’octave (3) Niveaux maximaux admissibles (4) Atténuation nécessaire globale (5) Atténuation d’écouteurs simples (6) Atténuation théorique de la cabine (7) Critères de sélection de la cabine Examen audiométrique A. Préparation du test Anamnèse: - antécédents de surdité dans la famille - maladies ORL d’enfance - accidents crâniens - sensations de sifflement, surdité, confusion - médicaments consommés - activités militaires - passe-temps bruyants (armes, musique, ...) - baladeurs, dancing, concerts ... - emplois bruyants antérieurs niveaux, durée - emploi actuel niveau, durée port des EPIs examen otologique: bouchons d’oreilles B. Installation du sujet - procédure 1. siège confortable, immobile, silencieux surface neutre frontale pas de vue de l’opérateur bouton poussoir pour réponse OUI - NON dès qu’il PERÇOIT le son (non pas “entend”) 2. démonstration sans les écouteurs par l’opérateur avec mots familiers 3. placement des écouteurs par l’opérateur (ôter: lunettes, boucles d’oreille, cheveux, ....)

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4. test proprement dit Méthode ascendante 15 15 10 10 5 0 ordre des fréquences: 1k, 2k, 3k, 4k, 6k, 8k, 1k, 500, 250 250, 500, 1, 2, 3, 4, 6, 8 changement de rythme, durées, interruptions ... durée optimale 4 - 8 minutes trop long fatigue, lassitude Sources d’erreurs 1. mauvais étalonnage de l’audiomètre 2. bruit ambiant trop élevé (faibles pertes) 3. mauvaise position des écouteurs 4. degré de familiarité du sujet 5. différence “percevoir” - “entendre” 6. méthode ascendante et descendante 7. nervosité, fatigue 8. manque de collaboration Programmation journalière USA : examen audiométrique 14 h après dernière exposition EUROPE: “avant toute exposition” Recommandations: si NA,eq < 90 dB(A) 30 minutes de récupération 90 -100 16 heures > 100 2 jours Port de moyens de protection circonstanciés (coquilles) le jour (et la veille) du test. Interprétation Comparer - pertes individuelles - distribution f(âge, durée d’exposition, NEP, Hz)

Pertes attendues pour un sujet de sensibilité 75% en F(âge, NEP)

Durée Age 87 92 97 10 30 15 20 25 20 40 20 25 35 30 50 25 35 45 40 60 35 45 55

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Évaluation du risque de surdité Programme de Dépistage des sourds: non applicable Programme de Conservation de l’Audition exemple: sujet 42 ans exposé depuis 20 ans à NEX,8 = 93 dB(A) perte moyenne 123 = 25 dB à partir de la distribution (42 ans, 20 ans, 93 dB(A)) sensibilité = 75 % à partir de la distribution (60 ans, 38 ans, 93 dB(A)) pertes probables à 60 ans : 40 dB Validité: requiert évaluations rigoureuses et répétées de NEX,d et pertes Coordination: médecin du travail hygiéniste industriel

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Résumé Caractéristiques essentielles des Programmes de Conservation de l’Audition (PCA) et de Dépistage des Surdités (PDS)

Critère PCA PDS

Objectif

- suivre l’évolution de chaque salarié - dépister ceux risquant d’aboutir à un handicap ou une invalidité

- déterminer les salariés présentant des pertes supérieures au seuil d’invalidité

Quels Salariés

- sujets non atteints susceptibles de l’être - jeunes, exposés depuis peu

- sujets atteints - âgés, exposés depuis longtemps

Mesurages - programme sonométrique complet - NEX,d pour chaque salarié

- simple classification - < 85, 85-90, > 90 dB(A)

Programme audiométrique

But évolution des faibles pertes dépassement d’un seuil élevé

Fréquences 250, 500 Hz, 1, 2, 3, 4, 6, 8 kHz 1, 2, 3 kHz ou 0.5, 1, 2, 4 kHz

Procédure rigoureuse rigoureuse

Bruit de fond faible: cabine souvent nécessaire moins important

Programmation journalière éviter les pertes temporaires moins important

Interprétation - sensibilité individuelle - prédiction du risque individuel dépassement du seuil d’invalidité

Programmation annuelle des examens audiométriques

Classe NEX,d Ancienneté ≤ 94 dB(A) 94 - 99 dB(A) ≥ 100 dB(A)

< 5 ans 2 ans 1 an 6 mois 5 - 20 ans 3 ans 2 ans 1 an > 20 ans 4 ans 3 ans 2 ans

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Protection individuelle contre le bruit Conditions de base support inconditionnel direction, cadres ligne hiérarchique, syndicats programme continu d’information et de formation choix de moyens de protection “APPROPRIÉS” - en concertation avec les travailleurs - explication de la manière de les placer entretien, stocker Affaiblissement acoustique maximal Fréquences (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Affaiblissement 45 50 55 50 40 50 50

- vibrations à basses fréquences - fentes, fuites - conduction osseuse Essais normalisés 10 sujets dont on mesure les seuils auditifs par voie aérienne avec et sans MPI

Les différents types

A. ouates fibres de verre 30 dB B. bouchons intraauriculaires 1. prémoulés taille ? forme ? 2. moulés silicone, cire hygiène ?

mousse semi-poreuse

3. prémoulé sur mesure

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Atténuation théorique

Fréquences (Hz) Description 125 250 500 1000 2000 4000 8000

ENR80

Laine minérale préformée

m s

15 5

18 6

20 4.5

25 4

30 4

35 4

30 4.5 21

Mousse semi-poreuse moulable

m s

23 6

25 5

27 6

30 6

35 4

41 4

38 6 26

bouchon sur mesure

m s

20 3

20 3

25 4

29 3

33 2

36 2

32 6 26

Atténuation réelle

Efficacité réelle 1. placement défectueux 2. déplacement avec mouvements des mâchoires Correction selon différents auteurs, adopter (m-2s) ou (m-3s) ou 50% ou 30% ou - 15 dB selon d’autres Aucune relation entre efficacité théorique et réelle !

40

50

40

30

20

10

0125 250 500 1K 2K 4K 8K

ENR 80 = 15dB ENR 80 = 35 dB

Critères de choix 1. pas de parties métalliques

(blessure, induction électromagnétique) 2. placé par le porteur selon technique appropriée 3. lavé 4. serre tête : bruit osseux, insertion insuffisante

Coquilles

Critères d’efficacité - épaisseur, poids, grandeur - pression autour de l’oreille - herméticité du coussin (plastique ou visqueux) - serre tête ajustable

Atténuation théorique et réelle

Raisons mauvais placement (lunettes, cheveux, ....) coussins déformés Précautions d’usage - pas de parties métalliques ou allergisantes - coussins propres Corrections proposées - 5 dB pour coquilles ordinaires - 15 dB si montée sur le casque

Autres moyens de protection

1. Combinaison bouchon-coquille: limité par conduction osseuse 2. MPI avec émetteurs de musique intéressant si le niveau de musique est limité à 82 dB(A) ! distraction, sécurité 3. MPI avec communication

41

intéressant avec même limitation doivent passer les signaux de sécurité 4. MPI actifs futur, cher, efficace surtout hautes fréquences

Critères de choix

Compromis inconfort dû au bruit inconfort dû au MPI Recherche du MPI non pas le plus efficace mais le plus longtemps PORTÉ

Réduction du niveau quotidien d’exposition sonore

résultant du port d’un MPI pendant la fraction “p” du temps. p 10 % 25 % 50 % 75 % 90 % 99 %

réduction - 0.5 - 1.2 -3 - 6 - 10 -20

Critères de choix avec les salariés

1. innocuité 2. caractéristiques du travailleur (morphologie, anomalies) 3. compatibilité avec autres MPIs (casques, masques, ...) 4. facilité d’emploi: facile à placer, non encombrant - serre-tête autour du cou - coussin poreux 5. caractéristique du bruit continu : bouchons variable : coquilles intermittent : coquilles 6. environnement si chaud et humide : bouchons 7. niveaux sonores < 100 dB(A) n’importe quoi qui soit porté > 100 dB(A) coquilles (bruit intermittent) Lutter contre la sur protection non portée

Coquilles légères, esthétiques et confortables Recommandations pour l’utilisation

Information des travailleurs évolution de leur surdité et conséquences sur le plan social possibilités de prévention, en insistant sur la durée du port

Vrais et faux problèmes invoqués gênant, énervant, irritant mal adapté maux de tête pression trop forte transpiration dans l’oreille tampons absorbants air ridicule surveiller l’esthétique “le bruit fait partie du métier” éducation “on s’habitue” habitude = surdité interférence avec communication MPI trop performant