Rapport bibliographique - Master Acoustique Marseille

Rapport bibliographique
Stage de Master 2
Influence des protecteurs individuels
contre le bruit sur l’intelligibilité
Estelle Merdrignac
Tuteur école : Cédric Maury
Tuteur entreprise : Paul Peyret

Rapport bibliographique – Mai 2015
Estelle Merdrignac
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Table&des&matières&
I.!Introduction ......................................................................................................... 3!
a)!Présentation de l’entreprise................................................................................. 3!
b)!Contexte du sujet .............................................................................................. 3!
c)!Description du projet .......................................................................................... 4!
II.!Rapport bibliographique : influence des protecteurs individuels contre le bruit sur
l’intelligibilité de la parole ............................................................................................ 5!
a)!Types de PICB ................................................................................................... 5!
1)!Bouchons d’oreilles ......................................................................................... 5!
2)!Casques antibruit............................................................................................ 5!
b)!Méthodes de mesures d’atténuation de PICB ......................................................... 5!
1)!REAT (Real-Ear Attenuation at Threshold) .......................................................... 6!
2)!MIRE (Microphone in Real Ear).......................................................................... 6!
3)!ATF (Acoustical Test Fixture) ............................................................................ 7!
4)!Autres ........................................................................................................... 8!
5)!Comparaison des méthodes de mesure .............................................................. 8!
6)!Utilisation des données d’atténuation pour estimer la protection............................ 9!
c)!Tests d’intelligibilité...........................................................................................10!
1)!Méthodes de mesures directes .........................................................................10!
2)!Méthodes de mesures indirectes ......................................................................11!
3)!Influence des PICB sur l’intelligibilité ................................................................12!
Bibliographie.............................................................................................................18!
Annexe 1..................................................................................................................19!

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I. Introduction&
a) Présentation&de&l’entreprise#
GENESIS est une société spécialisée en acoustique et basée au technopôle de l’Arbois à Aix en
Provence. Elle est dirigée par Patrick Boussard depuis sa création en 1999, par 7 ingénieurs issus de la
société STERIA-DIGILOG. Son activité a débuté par la création d’un logiciel de synthèse sonore, basé
sur le système hardware pour lequel ces ingénieurs étaient spécialisés (GENErateur de Signaux
Sonores).
Depuis 2004, GENESIS développe un logiciel d’expertise acoustique, LEA, qui est utilisé dans de
nombreuses grandes entreprises.
Ses principaux domaines d’activités sont l’automobile (Renault, PSA..), les transports aériens (Airbus,
Airbus Helicopters, Safran…) et ferroviaires (SNCF, RATP).
Ses produits se déclinent en 3 types d’offre : logiciels (LEA,GENEIntel…) ; système de restitution et
simulateurs d’environnement sonores 3D ; et études acoustiques ou psychoacoustiques pour les
entreprises.
En 2005, la société a remporté le Prix Industrie de la SFA (Société Française d’Acoustique).
b) Contexte&du&sujet&
Dans l’industrie, de nombreux salariés sont exposés à de forts niveaux de bruit, ce qui met en danger
leur santé auditive. En effet, en France, il a été estimé en 2003 qu’un salarié sur trois exposé à des
niveaux supérieurs à 85dB(A) n’était pas protégé (d’après le rapport SUMER 2003 du Ministère du
Travail). De plus, la perte auditive est la 4e cause des maladies professionnelles en France ([Nexer]).
Ces dernières années, de nombreuses lois, normes et directives ont vu le jour pour réglementer les
conditions de travail d’un point de vue auditif :
• la directive européenne « Bruit » 2003/10/CE (transposée en droit français par le décret 2006-
892 du 19 juillet 2006) impose des niveaux d’expositions limites pour le salarié, au-delà
desquels des actions de prévention doivent être mises en place (Annexe 1, Figure 1 ). Par
exemple, un salarié ne doit pas être exposé à une dose de bruit journalière supérieure à
87dB(A) pendant 8h (Valeur Limite d’Exposition). L’adoption de protection individuelle est
rendue obligatoire à partir d’un niveau d’exposition de 85dB(A) pendant 8h. Enfin des
protecteurs individuels contre le bruit et des examens audiométriques doivent être mis à
disposition des salariés à partir d’un niveau d’exposition de 80dB(A).
• la norme EN 458 précise que des mesures de protection collective devraient être mise en place
prioritairement (réduction du bruit à la source) sur des mesures de protection individuelle (port
de protecteur individuel contre le bruit, ou PICB).
• la norme EN 352 régit les atténuations minimales que doivent pourvoir les PICB.
Cependant, malgré la mise à disposition voire l’obligation par les entreprises (selon la directive
européenne) du port des PICB, ces derniers sont encore beaucoup négligés par les salariés. Ils
provoquent en effet une sensation d’inconfort et d’isolement, ainsi qu’une gêne prétendue pour la
communication, notamment en cas de surprotection, ce qui pousse l’usager à ne pas les porter
([Loizeau, Angot, Parard]). Or retirer le PICB, même sur une courte période, rend la protection beaucoup
moins efficace (comme le précisent la norme EN458, et [Berger]).
Il est avéré que pour être optimal, le PICB doit être adapté au niveau du bruit environnant afin
d’atténuer suffisamment, mais pas excessivement : la norme EN 458 préconise un niveau résiduel
perçu minimal de 70 dB(A) (voir Annexe 1, Figure 2 ).
Suite à cette problématique de surprotection au bruit, de nombreuses études se sont intéressées à la
détection de signaux d’alarmes et à la compréhension des messages d’alerte face au danger, lors du
port d’un PICB. Il est important de protéger l’audition du salarié, mais il est tout aussi important qu’il
reste alertable par son environnement afin de se prémunir d’un danger (potentiellement nombreux
selon les lieux de travail concernés) !

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c) Description&du&projet&
L’objectif principal de ce stage est de déterminer comment le port d’un PICB influence l’intelligibilité,
autrement dit le degré de compréhension de la parole.
Cette problématique a été posée à la suite d’une étude réalisée par Genesis qui impliquait des tests
d’intelligibilité dans plusieurs configurations de bruit, avec et sans PICB. La conclusion des tests a
montré, dans certains cas, une faible corrélation entre les indicateurs d’intelligibilité standards (STI,
SII), qui permettent en théorie de prédire l’intelligibilité directement à partir des paramètres physiques
du signal entendu (voir Partie Mesure d’intelligibilité), et les scores d’intelligibilité issus des tests
d’écoute, lorsque ces derniers étaient améliorés par le port du casque. Les indicateurs STI et SII,
calculés en intégrant l’atténuation du casque, ne semblent pas prendre en compte cette amélioration et
sous-estiment alors l’intelligibilité.
Le stage a pour objectif de trouver des éléments de réponse à la problématique amenée par ces
observations : Quel est l’effet du port du PICB sur l’intelligibilité ?
Il devra pour ce faire répondre à plusieurs questionnements.
Comment est caractérisé un PICB ?
Différentes méthodes pour mesurer l’atténuation d’un protecteur seront utilisées. Les résultats seront
ensuite comparés et analysés afin d’obtenir le meilleur filtre pour simuler le PICB choisi pour l’étude.
Comment est pris en compte le PICB dans les tests d’intelligibilité subjectifs (tests d’écoute) ?
Des tests d’écoute seront effectués systématiquement pour plusieurs configurations dans différents
modes de restitutions (casques audio ou enceintes). Ces configurations mêleront différents rapports
signal sur bruit, avec l’utilisation soit du PICB réel, soit d’un filtre PICB synthétisé, soit d’aucun PICB.
Les tests d’intelligibilité seront réalisés par le biais du logiciel GENEIntel, développé par Genesis. Cet
outil permet la mise en place de tests d’intelligibilité (définition des situations de tests), la passation
des tests (restitution sonore et interface de réponse), l’analyse des réponses et le calcul des
indicateurs d’intelligibilité standards.
Comment est pris en compte le PICB dans la prédiction de l’intelligibilité (indicateurs) ?
Les résultats de scores d’intelligibilités seront mis en relation avec les indicateurs d’intelligibilité
standards calculés, et les différents modes de restitutions pourront être comparés. On tentera
d’améliorer ces indicateurs pour la prédiction de l’intelligibilité.
Un GANTT (Figure 1 ) a été réalisé pour planifier le projet.
Figure 1 : GANTT du projet

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II. Rapport&bibliographique&:&influence&des&protecteurs&individuels&contre&
le&bruit&sur&l’intelligibilité&de&la&parole&
&
Afin de préparer le projet, une étude bibliographique a été réalisée pour faire l’état de l’art des études
déjà réalisées en lien avec le sujet. Elle concerne les différents types de PICB, les méthodes existantes
pour mesurer leur atténuation, les tests d’intelligibilités existants, et enfin les études d’intelligibilité
réalisées sur des PICB. Ce rapport en constitue un résumé.
a) Types&de&PICB&
Il existe plusieurs types de protecteurs individuels contre le bruit qui se divisent en deux catégories :
les bouchons d’oreilles (dispositifs intra auraux), et les casques antibruit (dispositifs circum auraux)
([Officiel Prévention]). Cette répartition des différents PICB est illustrée en Annexe 1, Figure 3 . Chacun
possède des caractéristiques propres (atténuation, mode de placement...), qui amènent des avantages
et des inconvénients ([Berger], [Nexer]).
1) Bouchons&d’oreilles&
Ces protecteurs s’introduisent dans le conduit auditif afin de le « boucher ». Ils peuvent se présenter
sous plusieurs formes et matériaux.
On peut les diviser en trois types :
• Les bouchons pré-modelés (formes élastomères)
Ils sont généralement disponibles en plusieurs tailles pour s’adapter aux oreilles de la plupart
des utilisateurs, et s’introduisent directement dans le conduit auditif.
• Les bouchons à façonner (en mousse, en cire ou en fibre de verre)
Ils doivent être malaxés et déformés sous forme cylindrique avant d’être insérés dans le conduit
auditif. Ils s’expansent ensuite afin de fermer le conduit.
• Les bouchons moulés sur mesure (généralement en silicone)
Ils sont fabriqués à partir d’une empreinte du conduit auditif de l’utilisateur, et permettent ainsi
une parfaite insertion dans le conduit auditif et une atténuation plus personnalisable. Ils ont de
nombreux avantages parmi lesquels un filtre d’atténuation généralement homogène en fonction
de la fréquence, un confort d’utilisation, et un ajustement facile, ce qui permet d’éviter les
fuites.
Il existe un dernier type de bouchons d’oreilles dits « avec arceau » (supra-auraux), qui sont des
bouchons indéformables, tenus en place dans le conduit auditif grâce à un arceau.
2) Casques&antibruit&
Ces protecteurs sont constitués de coques rigides qui entourent les oreilles et exercent une force sur la
tête afin d’assurer une étanchéité, ce qui permet une atténuation plus efficace.
Les fuites d’air peuvent en effet réduire l’atténuation de 5 à 15dB sur une large bande de fréquences,
comme précisé par Berger ([Berger]).
Ces coques sont soit reliées par un arceau solide monté au-dessus de la tête (serre-tête), soit montées
sur un casque (coquilles adaptables). Elles sont doublées avec un matériau acoustique tel que la
mousse, qui absorbe les hautes fréquences à l’intérieur de la coque.
Le casque Clarity C1, commercialisé par Bilstom-Howard Leight et qui sera utilisé pour le stage, est un
PICB de type serre-tête.
b) Méthodes&de&mesures&d’atténuation&de&PICB&
Un des critères importants d’un PICB, en plus de son confort d’utilisation, est son spectre
d’atténuation. Il est en effet important, afin de choisir un PICB optimal, de connaître l’atténuation qu’il
opère lorsqu’il est porté. Ce paragraphe fait état des principales méthodes existantes pour mesurer
l’atténuation d’un PICB, ainsi que leurs avantages et inconvénients.