La perte auditive en milieu professionnel est l’une des maladies professionnelles les plus courantes. Bien qu’elle soit évitable grâce aux bouchons d’oreille, ceux-ci peuvent être inconfortables, et les utilisateurs les retirent souvent malgré les risques. Les sons basse fréquence, comme le grondement de la circulation et les vibrations des entrepôts, sont particulièrement difficiles à traiter car les différences de physiologie de l’oreille permettent au son de s’infiltrer dans les oreilles, malgré la protection des bouchons.
Les bouchons d’oreille traditionnels donnent également à la voix de l’utilisateur un son sourd et creux, connu sous le nom d’effet d’occlusion. Il est provoqué par les vibrations vocales qui se propagent à travers les os et accumulent la pression sur le tympan lorsque le conduit auditif est obstrué par un bouchon.
Dans le Journal of the Acoustical Society of America, publié par AIP Publishing, des chercheurs de l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail et de l’École de technologie supérieure au Québec, Canada, ainsi que de l’Institut d’Acoustique de l’Université du Mans en France, ont fait progresser l’état de l’art des « méta-bouchons d’oreille » pour résoudre ces problèmes.
« Nous avons constaté que le confort et la protection, traditionnellement en tension dans la conception des bouchons d’oreille, peuvent être améliorés simultanément par la même technologie — en utilisant des méta-bouchons avec des résonateurs Helmholtz pour ajuster précisément les ondes sonores réfléchies dans le conduit auditif », a déclaré l’auteur Kévin Carillo.
Les résonateurs Helmholtz sont des structures en forme de bulbe avec des cols étroits qui atténuent la pression de l’air à l’extrémité du bouchon inséré dans l’oreille et permettent un réglage fin des ondes sonores se réfléchissant sur les surfaces du conduit auditif.
« Lorsque l’oreille est scellée avec un bouchon, l’espace intérieur devient une petite cavité fermée où le son se réfléchit d’avant en arrière entre le tympan et le bouchon », a expliqué Carillo. « Ces réflexions interagissent entre elles ; selon leur synchronisation, elles peuvent soit s’additionner, ce qui augmente la pression et réduit la protection de l’oreille, soit s’annuler mutuellement, ce qui est l’effet recherché. »
Les auteurs ont précédemment prouvé que les méta-bouchons d’oreille sont efficaces pour réduire l’effet d’occlusion. S’appuyant sur leurs travaux antérieurs, ils ont optimisé les méta-bouchons pour protéger contre les bruits de grondement basse fréquence et les vibrations courants dans les environnements industriels.
Les sons basse fréquence provoquent une accumulation de pression dans l’oreille lorsqu’on utilise des bouchons d’oreille passifs conventionnels. Les auteurs ont conçu un bouchon d’oreille avec plusieurs résonateurs en série, chacun accordé à une fréquence différente, ce qui permet de cibler une gamme de sons basse fréquence et de soulager la pression acoustique. Cela leur a permis de créer un bouchon d’oreille efficace pour les sons basse fréquence qui ne dépend pas de l’électronique.
« Le défi à cette échelle minuscule est la précision : dans les résonateurs, les cavités mesurent quelques centimètres cubes, et leurs cols sont submillimétriques », a ajouté Carillo. « Atteindre cette précision a nécessité l’impression 3D, le moyen le plus pratique de fabriquer de petites structures architecturalement complexes avec la précision géométrique nécessaire pour que les résonateurs Helmholtz se comportent comme prévu. »
Les chercheurs prévoient de poursuivre leurs travaux pour les appliquer aux sons de haute intensité.
« Le bruit impulsionnel comprend des sons courts, soudains et de haute intensité, comme les pistolets à clous, les explosions ou autres impacts industriels », a précisé Carillo. « Ils sont particulièrement dangereux car le réflexe naturel de protection de l’oreille ne réagit pas assez rapidement pour réduire l’exposition. »
Article : Improving low-frequency attenuation of passive earplugs using Helmholtz resonators – Journal : The Journal of the Acoustical Society of America – DOI : Lien vers l’étude
Source : AIP
