IRSST - Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail

Étude de la transmission sonore à travers les protecteurs auditifs et application d’une méthode pour évaluer leur efficacité en milieu de travail - Partie 2 : étude préliminaire d’une modélisation par éléments finis

Résumé

Le projet « Étude de la transmission sonore à travers les protecteurs auditifs et application d'uneméthode pour évaluer leur efficacité effective en milieu de travail » comptait principalementdeux parties : i) une étude terrain portant sur la mesure de l'efficacité effective des protecteursauditifs en milieu de travail; ii) une étude exploratoire visant à examiner le potentiel de lamodélisation par éléments finis à traiter le problème de la transmission sonore à travers lesprotecteurs auditifs. Compte tenu de l'ampleur des travaux effectués et de la quantitéd'information à présenter, un rapport formé de deux documents distincts est proposé. Cedocument constitue la deuxième partie du rapport final de ce projet.

La réduction du bruit à la source est la solution à privilégier pour combattre les effets du bruit surla santé et la sécurité des travailleurs en milieu de travail. Malgré tout, de par sa simplicité àmettre en oeuvre et de par son apparent faible coût, l'utilisation de protecteurs auditifs (serre-têtesou bouchons) demeure très populaire. Il existe cependant des lacunes dans la compréhension dela transmission sonore à travers les protecteurs auditifs. Des réponses à ces questions vial'utilisation d'un modèle performant permettraient d'expliquer les observations expérimentales etde guider les développements techniques du dispositif de mesure de la performance desprotecteurs proposé dans la partie 1 (position optimale des microphones utilisés dans le dispositifde mesure de la performance des protecteurs notamment des coquilles, meilleure compréhensiondes différentes fonctions de transfert entre les microphones et le tympan, influence de ladirectivité du champ acoustique incident sur l'atténuation des protecteurs). Un tel modèlepourrait également être utilisé dans une perspective d'amélioration de la conception acoustiquedes protecteurs auditifs.

Le présent rapport présente les résultats d'une étude exploratoire visant à examiner le potentielde la modélisation numérique à traiter le problème de la transmission sonore à travers deux typesde protecteur (bouchons et coquilles). Des modèles éléments finis d'un bouchon cylindriquebafflé inséré dans un conduit cylindrique rempli d'air muni d'une terminaison caractérisée parson impédance et de coquilles attachées à un baffle couplés au même conduit cylindrique ont étéétablis grâce au logiciel COMSOL Multiphysics. Le conduit cylindrique représente un conduitauditif simplifié terminé par le tympan. Un dispositif expérimental a été élaboré pour évaluer cesmodèles. Il consiste en un simulateur d'oreille IEC 711 attaché à l'arrière d'une plaquemétallique jouant le rôle de baffle acoustique et couplé à un bouchon moulé en silicone ou à descoquilles EARMUFF 1000 dans une chambre semi-anéchoique. Le bouchon est excité par uneonde acoustique alors que les coquilles sont excitées soit acoustiquement soit mécaniquement.

Les résultats du projet sont prometteurs. Dans le cas des bouchons, le modèle permet de bienreprésenter la physique du problème sur une grande partie de la gamme de fréquence avec desparamètres recalés à une température donnée. Les différences observées entre calcul et mesuressont probablement dues à des fuites acoustiques dans le montage expérimental. Dans le cas descoquilles, le modèle fournit les bonnes tendances pour les deux types d'excitation (acoustique etmécanique) mais il existe des écarts entre la mesure et le calcul à la fois au niveau de l'amplitudeet des positions fréquentielles des pics. Ces écarts peuvent s'expliquer par la mauvaiseconnaissance du champ excitateur, l'inadéquation du modèle vibroacoustique du coussin, desproblèmes liés au montage expérimental. Ce travail révèle l'importance de bien caractériserchaque composant du système (les matériaux, l'impédance du coupleur, l'excitation), de choisir un modèle plus approprié du coussin de confort des coquilles, de bien contrôler les fuites auniveau du dispositif expérimental. Des pistes sont proposées pour améliorer la qualité du modèle.

Note

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Informations complémentaires

Catégorie : Rapport de recherche
Auteur(s) :
Projet de recherche : 0099-4940
Mis en ligne le : 18 février 2011
Format : Texte