1 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Introduction : Dans le cadre de nos TPE, nous avons décidé de traité comme sujet : les implants auditifs. En effet, nous avons constaté que de nombreux handicaps existent et touchent plusieurs milliers de personnes dont nos proches, c’est pour cette raison entre autre que nous avons voulu nous intéresser au domaine médical. De plus, nos professeurs encadrants étant professeurs de Science de la Vie et de la Terre et de Physique-Chimie, notre sujet pouvait être mené à bien. Notre problématique était la suivante : « Comment l’évolution scientifique et technologique permet-elle de passer au-dessus d’un handicap auditif ? ». Nous avions tout d’abord choisi d’étudier les implants cochléaires puisque ces implants sont très utilisés, de plus, nous avions trouvé des informations intéressantes les concernant très rapidement sur Internet. La surdité (ou déficient auditif) est un affaiblissement ou une perte complète de l’ouïe entrainant une incapacité à entendre les sons. Cette définition théorique ne traduit pas la réalité du handicap. En effet, la surdité affecte la vie sociale et le quotidien de toute personne atteinte. L’origine de tout déficient auditif varie d’un patient à l’autre, il peut à la fois toucher les enfants comme les adultes, peut-être dû à l’environnement (la musique),… Pour répondre à ce problème, les médecins ont mis au point des techniques aboutissant à la création d’appareils auditifs. Cependant chaque appareil auditif s’adapte à chaque personne selon son niveau de surdité. De nos jours, les médecins cherchent à améliorer ces appareils pour faciliter la vie des personnes atteintes. Lors d’une visite chez une audioprothésiste spécialisé dans les implants cochléaires, nous avons eu la chance de suivre une consultation d’un patient. Lors de cette consultation, Mme Kreiss, a réglé la dynamique électrique (le plus petit son qu’il perçoit au plus grand) de l’appareil auditif qu’il venait de le changer. Elle a mis en place trois programmes pour qu’il s’habitue doucement. A la fin de cette consultation nous avons pu lui poser deux questions mais ce dernier à préférer garder son anonymat, nous l’appellerons donc M.X. Combien de temps avez-vous porté une prothèse auditive ? Il nous a répondu : « une semaine » en toute franchise. Ceci est un cas exceptionnel puisque normalement le patient doit avoir porté une prothèse depuis minimum 6 mois. Il est nécessaire de préciser que ce patient est atteint d’une surdité progressive depuis 20 ans. Son audition ne cesse de se dégrader au fil du temps. Il est implanté depuis 1999. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 2 Est-ce que porter un implant auditif vous a permis d ’améliorer votre audition ? Il nous a répondu avec un grand sourire que sans appareil auditif, il n’entendait rien. De plus, il nous a dit que l’implant lui a permis de diminuer fortement les vertiges qu’il avait. Notre sujet nous a semblé très intéressant puisque pour surmonter ce handicap qu’est la surdité, les médecins ont mis au point des techniques aboutissant à la création d’appareils auditifs. De plus, nous avons constaté que la physique prenait une place importante dans le fonctionnement de ces appareils auditifs notamment dans les implants auditifs Vibrant Soundbridge. Nous avons ainsi décidé d’approfondir notre recherche pour comprendre le fonctionnement de l’implant Vibrant Soundbridge. Mme Kreiss, avec qui nous avons gardé le contact, suite à notre entretient nous a orienté vers un ingénieurs spécialisé dans l’implant Vibrant Soundbridge nommé m seldran. Il nous a expliqué que le fonctionnement de cet implant fait appel à la fois à la physique du son et à l’électromagnétisme, d’où le titre de notre projet : Electromagnétisme, Electromagnétisme, on en a plein les oreilles !!! Nous nous demanderons ainsi « Comment les implants Vibrant Soundbridge ont-ils amélioré l’audition des malentendants ? ». 3 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Sommaire : Introduction……………………………………………..…………………………….……..2 I. La physique du son et sa perception : l’ouïe !...........5 A. Le son………………………………………………………………………………….…..5 B. L’oreille : organe de l’ouïe…………………..………………..……………….8 II. La physique et la technologie au service des malentendants ………………………………………………………………9 A. Les différents dispositifs d’amélioration de l’audition : prothèses et implants………………………………………………………….…….…………..9 B. L’implant Vibrant Soundbridge……….……………………………...11 Partie externe ……………………………………………………….…………..12 o Le processeur.....................................................................12 o Le modulateur....................................................................16 Partie interne…………………………………………………….…………………19 o L’antenne réceptrice.............................................................19 o Le démodulateur.................................................................21 o Le FMT.............................................................................24 Conclusion……………………………………………………………………………………25 Remerciement……… ………………………………………………………………..……26 Bibliographie………………………………………………………………………………27 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 4 I. La physique du son et sa perception : l’ouïe ! A. Le son : Le son peut se définir comme le déplacement d’une vibration dans l’air. A l’aide de l’expérience de la cloche à vide, nous pouvons démontrer que le son ne peut se propager que dans un milieu matériel qui transporte des vibrations. Expérience de la cloche à vide : Observation : En mettant la cloche à vide sur le réveil, nous entendons encore le réveil sonner. En pompant l’air sous la cloche, afin de faire le vide, nous n’entendons presque plus le réveille sonné. Conclusion : L’expérience montre que sous la cloche à vide, aucun son ne se propage et donc que l’onde sonore ne peut se propager que dans un milieu déformable (air, eau,…). Pour entendre un son, il faut donc un milieu qui transporte les vibrations, mais également une source de vibrations (source sonore) ainsi qu’un récepteur (qui reçoit les sons). Par exemple, les membranes d’une chaîne Hi-Fi vibrent et transmettent cette vibration à l’air ambiant. Le son est donc transmis jusqu’à l’oreille et a besoin d’un milieu matériel (l’air ambiant) pour se propager. Pour mesurer la célérité du son, on réalise l’expérience suivante : Le son est une onde mécanique (progressive) qui ne peut se propager que dans un milieu matériel. Sous une excitation mécanique, les molécules se mettent en mouvement (dans une certaine direction). Ces molécules vont rencontrer d’autres molécules, qu’elles vont pousser, formant ainsi une zone de compression. A la compression, succède une dilatation. Ces zones de compression et de dilatation se succèdent. S’établit alors, une série d’oscillations qui se propage de proche en proche. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 5 Mesure de la célérité du son : Photographie de la mesure de la célérité du son. Principe : Il faut dans un premier temps aligner deux microphones séparés d’une distance de 1.10 m. Il faut ensuite relier ces deux microphones à une centrale d’acquisition, elle-même reliée à un ordinateur. Utiliser le logiciel Latis-Pro. Préparer au préalable les réglages : Points : 2500 Te : 100 µs Total : 250 ms Avoir ce réglage nous permet de visualiser un signal correct. Ne pas oublier d’allumer les microphones, puis réaliser un clap devant le premier microphone. Lancer en même temps l’acquisition. A l’aide du logiciel Latis-Pro, on a enregistré les deux tensions aux entrées EA1 et EA2. Utiliser la feuille de calcul en entrant la formule : v = d / (avec v (en m/s) la vitesse ; d (en m) la distance, t (en s) le temps)). A l’aide de réticule, mesurer la distance entre le premier pic du microphone 1 et le premier pic du microphone 2. On mesure un décalage, qui est égal au temps parcouru par le son entre les deux microphones (1 et 2). A l’aide du tableur calculer la célérité du son. Observation : Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant l’enregistrement des deux signaux de chaque microphone (1 et 2). (Cf. Voir principe de l’expérience mesure de la célérité du son). FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 6 Conclusion : La distance entre le 1er microphone et le 2nd microphone est de 1.10m. Le temps parcouru entre ces deux microphones est de 3.18ms. V = (1.10)/(3.18) = 346m/s On mesure v (expérimentale)= 346 m/s (à une température de 25°C). v (expérimentale) est environ égale à la vitesse théorique qui est de 340m/s. La vitesse de propagation du son (ou célérité du son) diffère selon les milieux (plus rapide dans les solides que dans les liquides), la température et la pression. Le son se caractérise par une hauteur (fréquence), une intensité (décibel) et un timbre (ou sonagramme). Nous allons désormais étudier ces différentes notions. 7 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S B. l’oreille : organe de l’ouie L'oreille est l’organe de l’ouïe. Nous en possédons deux, elles se situent latéralement de chaque côté du crâne L’oreille est composée de trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne. De l’oreille au cerveau, un système transforme l’onde sonore en influx nerveux : le système auditif. Photographie du système auditif. 8 Schéma récapitulant le fonctionnement du système auditif FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S II. La physique et la technologie au service des malentendants A. Les différents dispositifs d’amélioration de l’audition : prothèses et implants : Les évolutions techniques ont permis au médecin d’utiliser de nouvelles techniques pour soigner le mieux possible les patients. Dans le cas des problèmes auditifs, plusieurs appareils auditifs sont mis à la disposition des médecins: les prothèses auditives et les implants auditifs. La principale différence entre ces deux appareils est que l’implant se compose d’une partie implantable. La technologie des aides auditives devient chaque jour de plus en plus performante. Aujourd'hui, les appareils auditifs amplifient les sons faibles pour les rendre audibles, tout comme les appareils auditifs d'autrefois, mais ils sont beaucoup plus performants et sont de meilleures qualités. Parmi les améliorations dont ils ont fait l'objet, une fonction qui permet d'atténuer les sons soudains et bruyants comme le claquement d'une porte ; un dispositif de classification des sons qui règle automatiquement les caractéristiques de l'appareil en fonction des sons de votre environnement ; et des fonctionnalités sans fil qui permettent d'utiliser le téléphone portable sans fil en amplifiant le son selon les besoins d'écoute du patient. Nous avons décidé de porter notre étude sur l’implant Vibrant Soundbridge. Pour aborder la suite, nous avons trouvé intéressant de répondre à trois questions, à la fois simples mais essentielles: Pourquoi ? L’implant Vibrant Sound bridge est une solution alternative aux aides auditives, il a été développé par Geoffrey Ball lui-même atteint de surdité. Disponible depuis 1996, l’implant Vibrant Sound bridge est un implant d’oreille moyenne. Au lieu d’amplifier les sons comme une aide auditive conventionnelle, le Vibrant Soundbridge convertit les sons en vibrations mécaniques. Il offre donc une alternative innovante et sûre aux aides auditives conventionnelles. Cette énergie mécanique est utilisée pour stimuler directement les structures de l’oreille moyenne, le conduit auditif reste ainsi complètement libre. Pour qui ? Cette technologie permet de traiter les patients atteints de surdité de transmission, neurosensorielle (appelées également surdité de perception), ou mixte : Tout état de l’oreille externe ou moyenne qui empêche la transmission des sons de manière appropriée à la cochlée est appelée perte auditive de transmission. Elle se FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 9 manifeste par une obstruction ou une malformation de l’oreille moyenne, ce qui empêche la chaîne des osselets de vibrer correctement. La perte auditive neurosensorielle (dite de perception) est due à un endommagement ou un manque de cellules ciliées dans la cochlée. Par exemple, la perte auditive causée par le vieillissement (la presbyacousie) est généralement une surdité de perception. Elle se manifeste par un disfonctionnement de la cochlée, ce qui entraîne une incapacité à transformer les sons en signaux électriques. La perte auditive mixte est la combinaison d’une perte auditive de transmission et de perception. Comment ? L’implant Vibrant Soundbridge est un transducteur électromagnétique semi-implantable, il se compose d’une unité externe appelée « Audio processor » et d’une unité interne (implantable) appelée VORP (Vibrating Ossicular Prothese). 10 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S B. l’implant Vibrant Soundbridge : L’implant Vibrant Soundbridge est un implant d’oreille moyenne qui se compose de deux parties : Le fonctionnement global de l’implant Vibrant Soundbridge est illustré par le schéma suivant : Schéma modélisant le fonctionnement global de l’implant Vibrant Soundbridge. Le son est capté par un microphone qui va convertir le signal mécanique analogique en signal électrique analogique. Ce signal analogique va subir plusieurs traitements pour ensuite être transmis à la partie interne. Dans un premier, le signal électrique analogique va être converti en signal électrique numérique pour ensuite être filtré. Après avoir été filtré, le signal électrique FLEURY Priscilla Terminal S MELIH Ambrine ROLATI Laurianne 11 numérique sera de nouveau converti en signal électrique analogique pour ensuite être modélisé. Le signal va être modélisé pour être transmis de la partie externe à la partie interne. Ce signal va être capté par l’antenne réceptrice se situant dans la partie interne. Une fois le signal capté, ce dernier va être modulé puis démodulé pour ensuite être transmis au FMT (Floating Mass Transducer). Le FMT est un transducteur électromagnétique qui convertir le signal analogique électrique en stimulation mécanique vibratoire. Partie externe : La partie externe se compose d’un microphone (omnidirectionnel) ; d’une pile (Zinc-Air de 1.5V) ; d’un processeur (le processeur est une puce numérique qui comporte un convertisseur analogique numérique, huit filtres programmables en fonction de la perte auditive du patient (sur huit bandes fréquentielles différentes de largeur variable) et un convertisseur numérique analogique) ; d’un modulateur. Le processeur : Comme nous l’avons dit précédemment, le processeur est une puce numérique qui comporte un convertisseur analogique numérique (ou CAN), des filtres (programmables) et un convertisseur numérique analogique (ou CNA). Nous allons aborder plus précisément ces trois notions. o Le rôle du convertisseur : Un convertisseur analogique numérique (ou CAN) est un dispositif électronique permettant la conversion d’un signal analogique en un signal numérique. La numérisation du signal se décompose en deux étapes successives : l’échantillonnage et la quantification. Le signal analogique, continu dans le temps, est échantillonné à une période d’échantillonnage constante. On obtient alors un signal échantillonné. Ce dernier est ensuite quantifié, on obtient alors un signal numérique. Le signal numérique est constitué d’une succession de 0 et de 1, appelés bits. La quantification est donc liée à la résolution du CAN (son nombre de bits). Cette conversion est nécessaire puisqu’il est plus pratique de filtrer un signal numérique qu’un signal analogique. Cependant cette conversion peut entrainer une dégradation du signal analogique de départ car le signal est codé avec un nombre de valeurs restreint, par exemple s’il est codé avec une résolution de 8 bits la tension ne peut prendre que 2^8 valeurs. De plus, la période d’échantillonnage joue aussi un rôle important sur la qualité de la conversion. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 12 Un convertisseur numérique analogique (ou CNA) est un dispositif permettant la conversion d’un signal numérique en un signal analogique. Le CNA est constitué généralement d’un filtre lisseur. électronique Légende : CAN : convertisseur analogique numérique CNA : Convertisseur numérique analogique Schéma montrant les deux étapes : la conversion analogique numérique et la conversion numérique analogique Sur ce schéma, on peut observer deux types de signaux : Signal analogique : signal continu en temps et en amplitude. Signal numérique : signal échantillonné et quantifié, discret en temps et en amplitude. L’implant doit conserver la hauteur et le timbre des sons. Pour améliorer la qualité de l’information transmise on peut améliorer les caractéristiques du processeur vocal en augmentant sa résolution (le nombre de bits) et aussi en diminuant sa période d’échantillonnage. o Le rôle des filtres : Le rôle d’un filtre est de supprimer ou d’atténuer fortement le signal pour ne laisser passer que certaines fréquences ou au contraire laisser passer l’intégralité du signal. Les filtres sont des éléments essentiels de l’implant Vibrant Soundbridge puisqu’ils permettent de laisser passer qu’une partie des fréquences pour que la personne implantée puisse entendre les sons extérieurs sans être assourdie par les bruits parasites. Le filtre est donc capable de trier les composantes du signal en fonction de leur fréquence. Il existe différents types de filtres, nous nous intéresserons en particulier au filtre passe bas mais nous donnerons également comme exemple le filtre passe haut. En effet, après avoir FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 13 été converti en un signal numérique, le signal est filtré par un filtre passe bas. Comme son nom l’indique, il ne laisse passer que les basses fréquences. Expérience : filtre passe bas. Photographie représentant l’expérience du filtre passe bas. Principe : Pour modéliser le fonctionnement d’un filtre passe bas, on utilise un circuit RC (R : la résistance et C : la capacité d’un condensateur), un GBF et un oscilloscope (pour visualiser la tension à la borne d’entrée du circuit et à la borne de sortie du circuit). R C Schéma du montage du circuit RC. Observation : On observe que l’amplitude du signal d’entrée reste constante alors que l’amplitude du signal de sortie varie lorsqu’on fait varier la fréquence (à l’aide du GBF). Plus la fréquence augmente, plus l’amplitude du signal de sortie diminue. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 14 Signal de sortie Signal d’entré e Photographie de l’oscilloscope à deux fréquences différentes montrant que lorsqu’on augmente la fréquence du signal, l’amplitude du signal de sortie diminue. Conclusion : Pour déterminer la fréquence de coupure, on utilise la formule ci-contre. f coupure 1 2 R C Dans notre expérience, la fréquence de coupure est égale à : f coupure 1 1,6 103 Hz 4 8 2 10 10 15 Avec R= 10kΩ = 10^4Ω C= 10nF = 10^-8 F Pour visualiser cette fréquence de coupure, on calcule au préalable la tension de sortie à l’aide de la formule ci-dessous : Ue 2 Pour U e 8,0 V ; US US 1 Ue 2 US 8,0 5,7 V 2 Le filtre passe haut, comme son nom l’indique, ne laisse passer que les hautes fréquences. A la différence du filtre passe bas, dans le circuit RC, le conducteur ohmique (de résistance R) et condensateur (de capacité C) sont inversés. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Schéma modélisant le circuit RC et la courbe de réponse d’un filtre passe haut. ω0= 1/RC (avec ω0 la pulsation de coupure). Après avoir été filtré, le signal numérique va être converti en un signal analogique pour ensuite être modulé (Cf. voir rôle du convertisseur). La modulation : Générateur alimentant le multiplieur GBF modélisant le signal modulant GBF modélisant le signal de la porteuse modulant Multiplieur Photographie représentant l’expérience de la modulation. o Le rôle de la modulation : Le modulateur a pour rôle de transmettre le signal analogique de la partie externe à la partie interne. En effet, le signal de haute fréquence se propage dans les tissus facilement ce qui n’est pas le cas d’un signal basse fréquence. C’est pour cette raison que l'on module le signal. Une porteuse (de haute fréquence) porte le signal modulant (signal analogique de basse fréquence) jusqu’à la partie interne. La peau sépare la partie externe et la partie interne, cette transmission se fait donc par voie transcutanée. Nous allons dès à présent montrer le principe de la modulation d’amplitude (ce principe est couramment utilisé pour la transmission des ondes sonores). Principe : A l’aide d’un multiplieur, du logiciel Latis Pro (soit d’un ordinateur et d’une centrale d’acquisition), d’un générateur (pour alimenter le multiplieur), ainsi que de deux GBF (l’un modélisant le signal de la porteuse (de haute fréquence) et l’autre modélisant le signal modulant (de basse fréquence)), on réalise différents réglages pour montrer le fonctionnement d’un modulateur. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 16 On va utiliser un fil branché sur la centrale d’acquisition pour montrer les différentes parties du modulateur. Schéma modélisant le multiplieur. Observation : Dans un premier temps, on modélise le signal basse fréquence (ou signal modulant) décalé (us(t)+u0)) en branchant le fil sur Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal modulant décalé. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 17 Puis le signal de la porteuse en branchant le fil sur Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal de haute fréquence. Et enfin, nous pouvons observer le signal de la porteuse modulée en amplitude, en branchant le fil sur FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 18 Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal modulé en amplitude. Conclusion : Le signal modulant épouse le signal de la porteuse qui le transporte de la partie externe à la partie interne de l’implant. Partie interne : La partie interne se compose d’une antenne réceptrice (centré par un aimant) ; d’un démodulateur ; d’une liaison conductrice et d’un FMT. L’antenne réceptrice: o Le rôle de l’antenne réceptrice : L’antenne réceptrice se situe sous la peau du cuir chevelu. Elle est centrée par un aimant, ce qui permet la fixation de l’unité externe avec l’unité interne. L’antenne réceptrice est une bobine qui capte le signal modulé provenant de l’unité externe par transmission électromagnétique transcutanée pour le transmettre au FMT. Cette transmission repose sur la loi physique du courant induit par un champ magnétique variable. Le champ magnétique variable induit un courant électrique (et inversement). Ainsi le courant électrique variable va créer un champ magnétique variable. Ce champ magnétique va être capté par l’antenne réceptrice : la bobine (étant un circuit fermé), un courant induit va ainsi être créé. Comme il s’agit d’un courant induit par un champ magnétique, on parle de courant induit et d’induction électromagnétique. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 19 Expérience de Faraday : Photographie de l’expérience de Faraday. Principe : Un courant éphémère, appelé courant induit, est obtenu en déplaçant un aimant à l’intérieur d’une bobine. Observation : Quand on approche l'aimant vers la bobine, l'aiguille du voltmètre dévie dans un sens. Quand on approche l'aimant vers la bobine plus rapidement, l'aiguille du voltmètre dévie dans le même sens mais de façon plus vite. Dès que le mouvement de l'aimant s'arrête, le voltmètre affiche 0. Quand on éloigne l'aimant de la bobine, l'aiguille du voltmètre dévie dans l'autre sens. Conclusion : Lorsque l'aimant est en mouvement, on observe une tension aux bornes de la bobine : la bobine se comporte comme un générateur. Quand le mouvement de l'aimant cesse, la tension aux bornes de la bobine est nulle. On en déduit que la tension aux bornes de la bobine n’existe que s'il y a une variation de mouvement. Ainsi, lorsque l'aimant se déplace, la bobine est soumise à un flux variable. Plus l'aimant se déplace rapidement, plus la tension aux bornes de la bobine est importante. Selon la loi de Faraday : tout circuit soumis à une variation de flux, voit apparaître à ses bornes une force électromotrice (ou tension) notée (e) telle que : e(t) =- dΦ / dt = L. di /dt Avec e(t) en Volt (V) ; d(t) en s ; dΦ flux élémentaire en W (Weber) ; Φ intensité du champ magnétique en Tesla (T) ; L : inductance de la bobine en Henry ; i : intensité du courant en Ampère (A). FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 20 Le démodulateur : Démodulateur Photographie représentant l’expérience de la démodulation. o Le rôle de la modulation : Le démodulateur, comme son nom l’indique, démodule le signal capté par l’antenne réceptrice. Le principe du démodulateur est le suivant : Principe : A l’aide d’un démodulateur, du logiciel Latis Pro (soit d’un ordinateur et d’une centrale d’acquisition), d’un générateur (pour alimenter le multiplieur), ainsi que de deux GBF (l’un modélisant le signal de la porteuse (de haute fréquence) et l’autre modélisant le signal modulant (de basse fréquence)), on réalise différents réglages pour montrer le fonctionnement d’un modulateur. Partie 1 : Schéma modélisant la partie 1 du démodulateur. Partie 2 : Schéma modélisant la partie 2 du démodulateur. Partie 3 : FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 21 Schéma modélisant la partie 3 du démodulateur. Observation : Dans un premier temps, on modélise le signal redressé (diode + conducteur ohmique R). On obtient à la sortie du circuit une tension redressée (élimination des alternances négatives). PARTIE 1 22 Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal modulé redressée. Puis on modélise à l’aide d’un circuit RC et de la diode (PARTIE 1), le signal modulant décalé sans la porteuse qui a été détecté par le condensateur (qui joue le rôle de détecteur d’enveloppe). PARTIE 2 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal modulé sans la porteuse. Enfin, à l’aide du filtre passe haut, le signal est démodulé (élimination de la tension de décalage). PARTIE 3 23 Graphique réalisé à l’aide du logiciel Latis Pro représentant le signal modulé. Conclusion : Le démodulateur démodule le signal modulé pour ne garder que le signal modulant. Le signal modulant (de basse fréquence) va ensuite être transmis au FMT par l’intermédiaire d’une liaison conductrice. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Le FMT : o Le rôle de la modulation : Le Vibrant Soundbridge est le seul système d'implant d'oreille moyenne qui possède un seul point de fixation : le FMT (Floating Mass Transducer). Le FMT est un dispositif vibratoire plus petit qu'un grain de riz. Le FMT est uniquement fixé à la structure de l'oreille moyenne. Le FMT est un transducteur électromagnétique qui transforme le signal électrique analogique en stimulation mécanique vibratoire. Le FMT vibre en fonction de la fréquence du signal analogique mécanique perçut par l’oreille externe. Grâce à ce point de fixation, le FMT est indépendant du système nerveux. 24 Schéma modélisant le FMT. Expérience de Laplace : Photographie de l’expérience de Laplace. Un conducteur de longueur (L), placé dans un champ magnétique (B) et parcouru par un courant (I), subit une force appelée force de Laplace F I. B Ainsi le FMT qui est parcouru par un courant (induit) et qui se situe dans un champ magnétique subit une Force, dite de Laplace qui va faire vibrer le FMT. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S Conclusion : L'implant Vibrant Soundbridge est une solution auditive très performante. Le fonctionnement, le son, l'apparence et la sensation diffèrent d'autres types d'implants. En effet, le Vibrant Soundbridge convertit les sons en vibrations mécaniques. Cette énergie mécanique stimule les structures de l'oreille moyenne (chaîne des osselets). Le conduit auditif reste libre grâce à l'électromagnétisme. Avec une stimulation directe, le Vibrant Soundbridge offre une meilleure qualité d'écoute au patient appareillé. La transmission d'une bonne amplification des sons améliore l'appréciation de l'écoute. De plus, l'implant s'avère être design et beaucoup plus confortable. Il traite les moindres bruits parasites (bruit du vent détecté et réduit, le bruit d'un journal est diminué). Ceci est rendu possible grâce à la technologie innovante de l'implant. 25 FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S REMERCIEMENTS Nous voulons remercier : Nos familles pour leur soutien aussi bien moral que physique. L’équipe enseignante composée de M. Noureddine MESBAHI professeur de physique chimie, nos professeurs de SVT encadrant de TPE Mme Corine LINARES, la préparatrice de Physique-Chimie du lycée Condorcet. M. DUFFAIT, professeur à la retraite Université Claude Bernard Lyon. Mme KREISS, audioprothésiste spécialisée dans les implants auditifs cochléaires, qui nous a ouvert ses portes et nous a accueilli dans son cabinet en nous présentant un de ses patients porteur d'implant auditif, malgré sa charge de travail. Nous remercions la société MED EL fabricant des implants auditifs et principalement M. SELDRAN, ingénieur consultant qui nous a reçu dans son bureau et nous a prêté un prototype d'implant Vibrant Soundbridge. Enfin, nous remercions également la municipalité de la Ville de Saint-Priest pour son soutien financier. FLEURY Priscilla MELIH Ambrine ROLATI Laurianne Terminal S 26 Bibliographie : Animation sur le son et l’oreille : Le fonctionnement de l’oreille, le son, le bruit et les ondes sonores (en ligne). (Consulté le 22 décembre 2013). Disponible sur : http://bruit.erasme.org/images/films/oreille-m.swf. Site Internet : Hochmair, Dr Ingeborg. Med el (en ligne). (Consulté le 22 décembre 2013). Disponible sur : http://www.medel.com/fr/ Divoux, Claude. Electromagnétisme (en ligne). Mai 2006 (consulté le 3 janvier 2014). Disponible sur : http://www.physiqueappliquee.net/physique/electromagnetisme/notions_d_electromagnetisme.pdf Image : Propagation des ondes sonores. (En ligne). (Consulté le 22 décembre 2013). 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Disponible sur : http://www.google.fr/imgres?sa=X&espv=210&es_sm=93&biw=1366&bih=666&tbm=isch&tbnid=m hjB1uK8CKKw0M:&imgrefurl=http://www.medel.com/products-vsb-vsbadvantage/&docid=sh7kLP6XcELZ5M&imgurl=http://www.medel.com/img/a5c83988ad4d19b837e8 4200f76f7c4e.jpg&w=990&h=418&ei=lpG4UrrdKo6e0wX8oHYAg&zoom=1&iact=hc&vpx=345&vpy=225&dur=234&hovh=146&hovw=346&tx=211&ty=64&pa ge=1&tbnh=131&tbnw=302&start=0&ndsp=25&ved=1t:429,r:2,s:0,i:89 Convertisseur analogique numérique et convertisseur numérique analogique. (En ligne). (Consulté le 29 décembre 2013). 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