Memoire Implant auditif Soundbridge(VF6

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Electromagnétisme,
Électromagnétisme,
On en a plein les
Oreilles !!!!!!!!!!
Introduction :
Olympiades de Physique 2013/2014 -Lycée Condorcet – Saint Priest- LES IMPLANTS AUDITIFS
FLEURY Priscilla
MELIH Ambrine
ROLATI Laurianne

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Pour nos TPE, nous nous sommes intéressées aux implants auditifs. Notre problématique était la suivante :
Comment l’évolution scientifique et technologique permet-elle de passer au-dessus d’un handicap auditif ?
La surdité (appelé également déficient auditif) est un affaiblissement ou une perte complète de l’ouïe entrainant
une incapacité à entendre les sons. Cette définition est certes théorique mais ne traduit pas son handicap. En effet, la
surdité est un véritable handicap pour la population car elle affecte la vie sociale et le quotidien de toute personne
atteinte.
L’origine de tout déficient auditif varie d’un patient à l’autre. En effet, il peut à la fois toucher les enfants comme les
adultes, peut-être dû à son environnement (la musique), un problème médical (bouchon de cérumen, traumatisme) ou être
d’origine génétique.
Plusieurs tests permettent de mesurer l’audition (dès la naissance ou de manière systématique) et donc de diagnostiquer
une quelconque surdité. 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 selon les personnes et selon leur niveau de surdité (par exemple, la prothèse
auditive ne sert qu’à améliorer ou rétablir l’audition). De nos jours, les médecins cherchent à améliorer ces appareils pour
faciliter la vie des personnes atteintes de déficient auditif.
Lors d’une visite chez une audioprothésiste spécialisé dans les implants cochléaires, nous avons eu la chance de
suivre une consultation d’un patient étant appareillé depuis un certain temps. 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 du patient qui venait à
peine de le changer. Elle a réglé son appareil auditif en testant tout d’abord les sons faibles puis les sons forts. Elle lui 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 » avec 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 ce dégradé au fil du temps. Il est implanté de 1999.
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’entrait 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 plus qu’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. Nous avons constaté que la physique prenait
une place importante dans le fonctionnement des 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. Son fonctionnement 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 ?
Olympiades de Physique 2013/2014 -Lycée Condorcet – Saint Priest- LES IMPLANTS AUDITIFS

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SOMMAIRE
I. La physique du son et sa perception : l ’ ouïe page 4
A- Le son
Expérience : production d ’ un son
Expérience : de la cloche à vide.
Expérience : mesure de la célérité
B- L’oreille
II. La physique et la technologie au service des malentendants page 8
A. Les différents dispositifs d ’ amélioration de l ’ audition : prothèses et implants page 8
B. Le vibrant Soundbridge page 9
B.1- Pourquoi ?
B.2- Pour qui ?
B.3- Comment ?
C. Fonctionnement de chaque partie de l’implant vibrant page 11
C1. Le Convertisseur Analogique/ Numérique (CAN) page 13
C.2- Le système des filtres page 14
C.3 Le modulateur page 15
C.4 Le démodulateur page 17
C.5. L’Induction électromagnétique page 18
- Expérience d’Oersted page 18
- Expérience de Faraday page 19
CONCLUSION page 21
Olympiades de Physique 2013/2014 -Lycée Condorcet – Saint Priest- LES IMPLANTS AUDITIFS

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I. La physique du son et sa perception : l ’ ouïe
A.Le son :
Expérience : production d ’ un son.
Pour comprendre ce phénomène, nous pouvons réaliser une expérience assez simple : si l’on prend un
diapason et que l’on tape dessus à l’aide d’un bâton, nous observons que le diapason vibre et émet un son.
Mais si nous stoppons les vibrations du diapason à l’aide de nos doigts, il n’y a plus de sons. Alors nous
pouvons en conclure que le son est une vibration. Néanmoins cette vibration peut-elle se propager dans le
Expérience : de la cloche à vide .
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 qui transporte des vibrations. En effet,
l’expérience montre que sous la cloche à vide, aucun
son ne se propage et donc l'onde sonore peut se propager
que dans un milieu déformable
(air, eau ...)
Pour entendre un son, il faut donc un milieu qui transporte les sons, mais aussi une source de vibrations ainsi
qu’un récepteur (pour qu’il reçoive les sons).
Le son est une onde mécanique (progressive) qui ne peut se propager que dans un milieu matériel :
•Sous une excitation mécanique, les molécules du milieu reçoivent une impulsion qui les met en mouvement
dans une certaine direction. Elles rencontrent d’autres molécules qu’elles poussent devant elles en formant
ainsi une zone de compression.
•A la compression, succède une détente tandis qu’une nouvelle zone de compression se forme plus loin; il
s’établit alors une série d’oscillations qui se propage de proche en proche.
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Figure 2 : expérience de la cloche à vide
Figure 1 : production du son par un diapason ( le son est une vibration)

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•La source émettrice transmet son mouvement d’avant en arrière aux particules d’air les plus proches,
celles-ci, à leur tour, les transmettent à leurs voisines, et ainsi de suite. Il y a donc un ensemble d’ondes
longitudinales.
•Le son est constitué de petit changement de la pression de l’air. Le son lui-même ne bouge pas; il transfère
à son tour transfère le son.
Figure 3 : représentation de la propagation du son par succession de compression -dilataion des couches
d’air de la source (Diapason) au récepteur (Oreille)
Expérience : mesure de la célérité .
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.
Afin de déterminer au mieux la célérité du son dans l’air, on réalise le montage suivant :
•Aligner 2 microphone séparés d’une distance d=1.500m et reliés à un dispositif d’expérimentation
assisté par ordinateur permettant d’acquérir et de visualiser les signaux (tensions) générés par les
microphones en fonction du temps.
•Taper deux planches en bois l’une contre l’autre pour qu’un son bref soit produit.
│EA1 │EA2
Figure 4 : dispositif expérimental pour mesurer la célérité du son
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