7 Caractéristiques d’atténuation des PIBs

Elliott H. Berger et Jérémie Voix

L’atténuation fournie par un protecteur auditif est fortement contrôlée par la manière dont le porteur et / ou le sujet d’essai s’adaptent au dispositif, en particulier pour les bouchons d’oreilles (Casali et Lam, 1986). Ceci est vrai à la fois en laboratoire et dans des conditions d’utilisation réelles, et conduit à une grande variation de l’atténuation rapportée, même dans le cas de données prétendument « optimales » mesurées en laboratoire (Berger et al., 1982). Voir également la discussion sur l’incertitude dans le chapitre précédent sur les procédures de mesure de l’atténuation du laboratoire. Par conséquent, il est difficile de comparer les valeurs d’affaiblissement publiées et les notations telles que les NRRs provenant de différentes sources telles que des fabricants concurrents ou différents laboratoires (voir plus loin le chapitre Atténuation du bruit). Des comparaisons précises ne sont possibles que si toutes les données proviennent d’un même laboratoire, et même dans ce cas, il est important qu’elles correspondent à  la même époque, car les données de laboratoire peuvent changer au fil des ans (Berger et Kieper, 2014). La variabilité ou la reproductibilité interlaboratoire est principalement influencée par les différences d’interprétation et de mise en œuvre de la méthodologie de mesure standardisée, notamment en ce qui concerne l’ajustement des PIBs pendant le test, les différences de sélection et de formation des sujets et, dans une moindre mesure, d’instrumentation et de test chambre. Ceci suppose, bien entendu, que l’installation et les procédures satisfont aux exigences de la méthode d’essai citée, par exemple ANSI S3.19-1974 tel qu’il est actuellement prescrit pour utilisation aux États-Unis. La répétabilité des mesures d’atténuation dans le même laboratoire est également soumise à variation, mais dans une moindre mesure qu’entre les laboratoires.

Suite à cette discussion, nous présentons dans les chapitres suivants des données relatives à la fois aux protections auditives bien ajustées dans des conditions de laboratoire ainsi que leurs performances typiques sur le terrain. Les valeurs indiquées seront basées sur des mesures REAT sauf indication contraire. Lors du choix des dispositifs, il est important de comprendre que les différences de moins de 3 dB dans les valeurs uniques telles que le NRR n’ont aucune importance pratique, et même des changements de 4 à 5 dB ou plus peuvent être douteux à moins d’analyses comparées de données contrôlées (voir le chapitre Atténuation de l’oreille réelle au seuil).

Atténuation optimale

Les valeurs d’atténuation présentées sur la Figure 28 et la Figure 29 sont représentatives de celles obtenues dans des mesures REAT en laboratoire, dans lesquelles les PIBs sont soit ajustées par l’expérimentateur, soit ajustées sous sa surveillance étroite. Les utilisateurs individuels hautement motivés et formés peuvent potentiellement atteindre ces valeurs moyennes, mais les valeurs moyennes pour les groupes d’utilisateurs sont mieux estimées par des études réelles, ou de préférence par des tests d’ajustement individuels (voir le chapitre sur les tests d’ajustement).

Figure 28 : Atténuation représentative pour les PIBs conventionnels bien ajustés: bouchons d’oreille en mousse enroulables, bouchons d’oreille moulés sur mesure, demi-inserts, bouchons d’oreille prémoulés à trois brides, casque antibruit de volume moyen et casque de vol militaire avec écran facial. Un ajustement inadéquat peut dégrader sensiblement les valeurs (voir texte). Toutes les données du laboratoire 3M™ E-A-RCAL.

Les performances des bouchons d’oreille conventionnels, des serre-têtes antibruit et d’un casque de vol militaire sont illustrées à la Figure 28 . La meilleure atténuation, associée à un bon confort, est généralement obtenue par un bouchon en mousse entièrement ajusté, bien que son atténuation varie sensiblement en fonction de la profondeur d’insertion dans la gamme de fréquence de 125 à 1000 Hz (Berger, 2013). Les bouchons d’oreilles moulés sur mesure peuvent également fournir une atténuation et un confort élevés, mais l’habileté du preneur d’empreinte et la bonne profondeur du moule sont essentielles (Tufts et al., 2013). Les bouchons d’oreille à brides et prémoulés peuvent aussi bien fonctionner, mais ne fournissent habituellement pas autant d’atténuation ni de confort. Cependant, la performance et la tolérance varient considérablement selon les individus,individus d’où la nécessité de choisir parmi une variété de produits.

L’atténuation des serre-têtes antibruit  augmente généralement d’environ 7-9 dB / octave de 125 Hz à 1000 Hz, et à 2000 Hz, elle approche la limite imposée par la conduction osseuse d’environ 40 dB (voir Figure 25). Au-dessus de cette fréquence, l’atténuation atteint en moyenne 35 dB à 40 dB. Les données sur le volume moyen des Coquilles présentées à la Figure 28 sont les mêmes que celles illustrées à la Figure 20. Pour une discussion des effets des lunettes sur l’atténuation des serre-têtes antibruit, voir le chapitre Conseils pour la mise en place des écouteurs et la Figure 16. En général, ceux en mousse offrent une meilleure atténuation que les Serre-tête antibruit en dessous de 500 Hz, et une atténuation équivalente ou supérieure à 2000 Hz. À 1000 Hz, les serre-têtes antibruit avec des Coquilles de plus grand volume peuvent fournir, à leur maximum d’atténuation, une atténuation supérieure ou égale à celle de bouchons d’oreille bien ajustés.

Les casques, lorsqu’ils sont bien scellés autour de la tête et contiennent des Coquilles circumaurales internes, peuvent fonctionner aussi bien que les casques conventionnels à 1000 Hz environ et offrent des niveaux d’atténuation beaucoup plus élevés aux fréquences les plus élevées puisqu’ils protègent le crâne de tels sons(voir la Figure 28). Cela permet à l’atténuation de dépasser les limites de conduction osseuse de la tête découverte (Figure 25). Cependant, les casques qui ne scellent pas bien, comme les casques de moto et les casques de grenaillage typiques, offrent moins de 10 dB de protection en dessous de 1000 Hz et seulement de 20-25 dB, parfois légèrement plus, aux fréquences plus élevées. La Figure 29 montre également des « PIBs » non conventionnels. Les longs cheveux ou poils recouvrant les oreilles n’offrent pratiquement aucune protection. Les boules de coton ou les ouates, souvent utilisées en dernier recours par les personnes qui se trouvent soudainement  plongés dans un milieu bruyant et   ne protègent que modestement. En revanche, la paume de la main, voire encore plus les doigts, peuvent faire un travail honorable, mais seulement pour des courtes périodes de temps en raison de la perte de capacité fonctionnelle qui en résulte.

Figure 29 : Atténuation représentative pour deux casques différents et « PIB » non conventionnels: longs cheveux humains couvrant les oreilles, boules de coton étroitement comprimées, paumes humaines et doigts humains. Toutes les données du laboratoire 3M™ E-A-RCAL sauf pour les casques de tir (Price et Whitaker, 1986) et les doigts (Holland, 1967).

Atténuation TERRAIN

Vers la fin des années 1970, les chercheurs ont commencé à étudier la protection que les utilisateurs de PIB atteignaient réellement sur leur lieu de travail, généralement appelée “atténuation terrain” (voir le chapitre sur les Procédures de mesure de l’atténuation). Les mesures peuvent être effectuées sur site en prenant les instruments sur le lieu de travail, ou hors site en demandant aux employés d’apporter leurs propres PIBs à un centre de test indépendant et en leur demandant d’ajuster les PIBs comme ils le font normalement pour le travail.

Vers la fin des années 1990, il y avait au moins 23 études disponibles fournissant des mesures de l’atténuation du monde réel. Ces études couvraient plus de 90 industries dans sept pays, avec un total d’environ 3000 sujets. Pour plus de détails et pour obtenir une liste des études menées, se référer à  (Berger et al., 1996). Un résumé de ces résultats a souvent été cité et est également apparu dans la 5ème édition de ce texte (Berger, 2000b). Les données les plus anciennes de ces études ont maintenant plus de 35 ans et un certain nombre de produits testés ne sont plus vendus. Pour le présent ouvrage, l’analyse a été mise à jour en supprimant les résultats plus anciens, et ceux désormais plus pertinents, et en ajoutant deux études récentes comprenant plus de 10 industries et 683 personnes (Dantscher et al., 2009; Kusy et Chatillon, 2012). Des tendances similaires ont été observées, mais nous notons que les données les plus récentes tendent à refléter un rendement légèrement supérieur qui peut être dû à des HLPPs de meilleure qualité (voir les taux d’utilisation PIB et l’efficacité du programme de prévention des pertes auditives), à l’utilisation plus répandue de bouchons d’oreilles moulés ou encore à l’amélioration des produits et des techniques de fabrication. Les résultats fournissent une perspective globale sur la performance des PIBs dans des conditions réelles.

Dans la Figure 30, nous présentons les données regroupées en cinq catégories: bouchons d’oreille en mousse, bouchons d’oreilles prémoulés / à brides, bouchons d’oreille moulés sur mesure, bouchons d’oreilles semi-insérés et serre-têtes antibruit. Les produits inclus dans les analyses se limitaient à ceux pour lesquels des données provenant d’études sur le terrain étaient disponibles. Chaque catégorie comprend des tailles d’échantillons allant de deux études avec 89 sujets pour les semi-insérés jusqu’à sept études avec 533 sujets pour les bouchons en mousse. De plus, pour chaque catégorie, trois études ou plus étaient disponibles, à l’exception des semi-inserts, pour lesquels il n’y en avait que deux. Les bouchons en mousse comprennent à la fois les variétés en PVC et en PU car il n’y avait pas de différence de performance réelle significative entre les deux, et de même, les bouchons personnalisés sont consolidés à travers les types de bouchons d’oreille personnalisés. Les valeurs étiquetées, indiquées par les barres vertes, sont les NRRs publiés moyens pour les produits dans chaque catégorie. Ils sont basés sur les valeurs publiées par les fabricants calculées au 98ème centile comme requis par l’EPA (voir Atténuation de l’oreille réelle au seuil). La procédure nécessite de déterminer des valeurs de performance optimales qui ne peuvent généralement pas être obtenues dans des conditions réelles. Les données ANSI S3.19-1974 sont les seules valeurs normalisées que les régulateurs et les fabricants des États-Unis ont actuellement à leur disposition (vers 2016) à des fins d’étiquetage et d’information.

Figure 30 : Atténuation étiquetée ou réelle pour cinq types des PIBs. Les valeurs étiquetées sont basées sur les NRRs déclarés pour les produits en Amérique du Nord et les données réelles (RW) sont basées sur Berger et al., (1996) avec les anciennes données supprimées et les nouvelles valeurs ajoutées comme citées dans le texte. Les barres de colonne NRR84 incluent une flèche verticale de ± 1-SD qui représente la variabilité pondérée entre les sujets dans chacune des études constituant la barre afin de fournir une indication de la gamme de variabilité des sujets dans chaque étude. Les sommets des flèches indiquent les valeurs d’atténuation du monde réel moyen approximatives (c’est-à-dire NRR84 + 1 SD= NRR50) pour chacun des types de PIB énumérés.

Les barres bleues de la Figure 30 représentent les NRRs sur le terrain du 98ème centile moyen, calculées à partir des atténuations moyennes pour chacune des études individuelles citées ci-dessus et pondérées par le nombre de sujets dans chaque étude. Ils sont montrés pour la comparaison directe aux valeurs étiquetées, également calculées au 98ème centile. Notez que les valeurs de champ NRR98 sont inférieures à zéro pour deux des catégories.

Les barres rouges sur la Figure 30 sont les NRR du 84ème centile moyen, calculés en soustrayant de l’atténuation moyenne du groupe, une fois le SD du groupe, avec le SD représenté par des flèches verticales rouges (notées ± 1-SD). Le SD a été calculé en pondérant la contribution de chaque variable par le nombre de sujets dans cette étude, puis en faisant la moyenne entre les études. Par conséquent, ces écarts-types représentent la variabilité inter-sujets dans chacune des études, et non la variabilité entre les moyennes de chaque étude.

Les valeurs du champ NRR84 sont indiquées car elles sont une méthode courante pour évaluer des données sur le terrain. Quel que soit le centile sélectionné, il y a une erreur potentielle dans la transmission des implications des données. Un pourcentage trop élevé, tel que 98%, entraîne une valeur NRR faible et, lorsque la sélection est basée sur cette valeur, certains utilisateurs sont surprotégés (puisque 98% obtiennent au moins cette protection). De même, si une valeur moyenne ( de 50%) est sélectionnée, la protection semble plus élevée, mais la moitié de la population sera insuffisamment protégée si la sélection est basée sur cette valeur. Le 84ème centile semble bien équilibré.

Les valeurs indiquées par les sommets des barres d’erreur rouges indiquent ce qu’environ 50% des utilisateurs ont obtenu dans le monde réel par rapport aux valeurs cataloguées. Dans tous les cas, les NRRs obtenus sur le terrain par au moins 50% des personnes étaient inférieurs à ce que 98% des utilisateurs estimaient pouvoir obtenir en se basant sur les valeurs déterminées en laboratoire.

Bien qu’il y ait une variation de 11 dB entre les catégories pour les valeurs de  NRRs (barres vertes) cataloguées , les bouchons en mousse atteignent la valeur la plus élevée et les Bouchons semi-insérés la plus faible, la différence entre les catégories pour la performance sur le terrain mesuré par le NRR84 (barres rouges) est réduite à seulement 8 dB; en excluant les valeurs obtenue pour les Bouchons semi-insérés, la différence diminue à 5 dB. Compte tenu de la variabilité entre les études individuelles sur le terrain, indiquée par les flèches d’erreur 1 SD, les différences ne sont probablement pas statistiquement significatives.

L’analyse des données terrain révèle, qu’il s’agisse des métriques du 84ème ou du 98ème centile, qu’une atténuation d’environ 7 à 15 dB ou 0 à 7 dB est obtenue pour les différentes catégories de protecteurs, soit beaucoup moins que les valeurs de 20 à 30 dB présentées sur les étiquettes des produits. Les valeurs réelles sont très faibles puisqu’elles tendent à englober l’atténuation minimale obtenue par la majorité des utilisateurs; ils nous en disent peu sur ce que l’utilisateur moyen ou au-dessus de la moyenne obtient. L’incapacité des données de laboratoire à fournir des conseils par utilisateur est la raison pour laquelle de nombreuses personnes sur le terrain se concentrent désormais sur la mesure des valeurs de performance individuelles sur le terrain, ou des PARs. Même les meilleures prédictions de terrain basées sur des données de laboratoire ne peuvent qu’estimer ce qu’un groupe d’utilisateurs obtiendra; ils ne nous disent à peu près rien sur un individu particulier que nous voudrions protéger.

Outre les études terrain examinées ci-dessus, de nombreux utilisateurs de systèmes de test d’adéquation sur le terrain et de publications issues de ces données émergent. Bien que ces études ne soient, généralement, pas aussi bien contrôlées et documentées que les études de recherche sur le terrain, on peut en tirer beaucoup d’enseignements. Les données de la Figure 31 proviennent d’un rapport d’une telle étude pour 196 employés qui ont été testés F-MIRE avec un bouchon d’oreille cylindrique en mousse de PVC ( E•A•R Classic™) et 155 employés utilisant un bouchon d’oreille en mousse PU conique (3M™ E•A•Rsoft ™ Yellow Neons ™) (Berger et al., 2008). Les données, exprimées en termes de PAR, proviennent de sept études faites dans cinq usines différentes, incluant des installations de recherche  militaire ou de fabrication de produits pétrochimiques. Les employés ont été invités à ajuster les bouchons d’oreille comme ils le feraient normalement pour un usage quotidien et ont été soumis à des tests d’ajustement pour chaque oreille.

Les données concernant le bouchon d’oreille en PVC sont plutôt unimodales mais penchent  vers des valeurs d’atténuation plus élevées, alors que la distribution des données avec le bouchon d’oreille en PU est bimodale avec le mode supérieur similaire à celui trouvé pour le bouchon d’oreille en vinyle mais le mode inférieur tendant vers les valeurs de faible atténuation. La fourchette des valeurs de PARs est de 14 à 43 dB (moyenne de 29 dB) pour le bouchon d’oreille en vinyle et de 6 à 42 dB (moyenne de 26 dB) pour l’uréthane. De telles fourchettes de valeurs ne sont pas inhabituelles avec des enregistrements par mesures sur le terrain  et mettent en évidence la difficulté de prédire la performance individuelle à partir de données de groupe mesurées en laboratoire. Il explique également pourquoi l’utilisation de valeurs nominales de 84ème ou 98ème percentile, estimées à partir de la moyenne et de l’écart type, pour exprimer l’Affaiblissement réel, peut conduire à des valeurs assez faibles (voir le chapitre Utilisation des données d’atténuation pour estimer la protection). De telles estimations ne sont valables que si la distribution des valeurs PAR est normale, non asymétrique ni bimodale. Bien que la majorité des personnes s’en sortent assez bien, comme le montre la Figure 31, une minorité non négligeable, environ un tiers ou plus, ajustera très mal ses protections, augmentant ainsi l’écart-type des données et réduisant l’étendue des valeurs numériques uniques qui sont ensuite calculées et utilisées pour représenter l’atténuation minimale qu’un pourcentage donné, tel que celui que  84% des utilisateurs obtiendront.

Les PARs et les NRRs ne peuvent pas être directement comparés, mais il est possible, avec des ajustements appropriés, de faire une comparaison approximative.  (Berger et al., 2008) ont été en mesure de déterminer que le NRR réel réalisé par 98% des employés (calculé à partir de PARs) était de 18 dB comparé à une valeur étiquetée pour le bouchon d’oreille en PVC de 29. Même cette valeur faible est meilleure que prévu pour un bouchon d’oreille en PVC basé sur des études antérieures réelles présentées dans la Figure 30.

Figure 31: Distribution des PARs pour les bouchons d’oreille en mousse cylindrique en PVC (N = 196) et les bouchons d’oreille en mousse de polyuréthane en forme de balle (N = 155) pour les utilisateurs de 7 installations industrielles différentes. Le taux réel de NRR atteint par 98% des employés (calculé à partir des PARs) est de 18 dB pour le bouchon d’oreille en PVC contre une valeur étiquetée de 29 dB et de 10 dB pour le bouchon d’oreille en PU contre la valeur étiquetée de 33 dB.

Temps de port

L’atténuation du monde réel rapportée dans le chapitre précédent suppose que le dispositif soit effectivement porté. La protection efficace d’un appareil est considérablement réduite lorsqu’il est retiré, même pour de courts instants, comme illustré à la Figure 32 par l’utilisation de valeurs d’atténuation de 10, 20 et 30 dB, et de facteur d’échange (aussi appelé Taux d’échange ou facteur bissecteur) de 3 et 5 dB. Notez que la perte d’atténuation pour de courtes périodes d’inutilisation est beaucoup plus rapide pour les PIBs à atténuation élevée avec un facteur d’échange de 3 dB qu’avec le taux d’échange de 5 dB. Un PIB avec une atténuation nominale de 30 dB qui est retiré pendant 15 minutes pendant une journée de travail de 8 heures fournit une atténuation effective de seulement 22 dB et donc une perte de 8 dB. Avec un facteur d’échange de 3 dB, la perte de son atténuation effective est encore plus importante et atteint 15 dB. Des réductions plus importantes de l’efficacité sont observées pour des valeurs plus élevées d’atténuation. Peu d’effet est observé pour une atténuation du PIB inférieure à 10 dB. Cette perte d’atténuation effective due à la durée de port peut avoir tout autant de conséquences, voire même encore plus d’importance, que pour les problèmes d’atténuation rencontrés sur le terrain décrits dans le chapitre précédent.

Concept clé

Enseignez aux employés à porter une protection auditive avant d’entrer dans le bruit, et souligner que retirer cette protection dans le bruit peut sérieusement dégrader l’efficacité des protecteurs auditifs. En raison de cet effet, un dispositif avec une atténuation plus faible (et peut-être un plus grand confort), s’il est utilisé de manière cohérente et correcte, peut fournir une protection supérieure à un PIB à atténuation plus élevée et moins régulièrement porté. Cependant, dans la pratique, l’effet néfaste  d’un mauvais ajustement PIB (voir le chapitre Temps de port) et d’un port intermittent, tous deux combinés, peut conduire à des valeurs de protection efficaces très faibles qui, selon une estimation, sont inférieures à 5 dB (Neitzel et Seixas, 2005).
Figure 32 : Corrections de l’atténuation nominale de 10, 20 et 30 dB, en fonction du temps pendant lequel un PIB n’est pas usé, sur la base d’un taux de change de 3 et 5 dB.

Double protection

La double protection, comme les bouchons d’oreilles portés avec des Serre-tête antibruit, des casques ou des systèmes de communication, offre généralement une plus grande protection que les dispositifs seuls (Abel et Odell, 2006; Berger, 1983b; Damongeot et al., 1989). Cependant, l’atténuation offerte par la combinaison n’est pas égale à la somme des valeurs d’atténuation si chaque protecteur était porté individuellement, comme illustré sur la Figure 25 pour un bouchon d’oreille avec une atténuation modérée. Aucune équation empirique ou théoriquement dérivée  qui puisse prédire l’atténuation d’une combinaison de bouchons d’oreilles et de Serre-tête antibruit avec une précision suffisante pour être utile n’est actuellement disponible, malgré d’innombrables tentatives. Une double protection est recommandée lorsque les expositions moyennes pondérées sur 8 heures dépassent 100 à 105 dBA (CSA, 2014; EN, 2016; NIOSH, 1998), mais est souvent problématique pour les expositions inférieures à cette valeur en raison des interférences qu’elle crée avec la communication et la difficulté de motiver et d’imposer l’utilisation de deux PIBs dans des environnements sonores inférieurs. L’utilisation de deux PIBs est particulièrement recommandée lorsque le bruit de haut niveau est dominé par une énergie inférieure ou égale à 500 Hz, car c’est dans cette gamme de fréquences que l’atténuation des PIBs les plus faibles sera la plus faible. Une double protection est également recommandée pour une protection maximale contre les bruits impulsifs (voir Impulsif et Bruit d’arme).

À des fréquences individuelles, le gain incrémental de Performance pour la protection auditive double varie d’environ 0 à 15 dB par rapport au meilleur des deux protecteurs, mais à 2000 Hz le gain est limité à quelques décibels seulement. L’atténuation change très peu lorsque différents types de serre-têtes antibruit sont utilisés avec le même bouchon d’oreille, mais pour un Serre-tête antibruit donné, le choix du bouchon d’oreille est critique pour l’atténuation à des fréquences inférieures à 2000 Hz. À partir de 2000 Hz, toutes les combinaisons à double protection fournissent une atténuation essentiellement égale aux limitations imposées par les voies de conduction osseuse, d’environ 40 à 50 dB, selon la fréquence.

Concept clé

 En règle générale, la procédure OSHA de calcul de la double protection en ajoutant 5 dB au NRR du plus protecteur des deux appareils est une approximation raisonnable (OSHA, n.d.)

Infrason / échographie

Les données REAT sont normalement limitées à la gamme de fréquence de 125 Hz à 8 kHz, bien que certains laboratoires testent des fréquences aussi basses que 63 Hz, en particulier en Europe. Cependant, quelques rapports,dans des publications disponibles,  dégagent de ces faits d’intéressantes analyses. Des bouchons d’oreille bien ajustés fournissent une atténuation à des fréquences infrasonores (c’est-à-dire inférieures à environ 20 Hz) approximativement égales à celle de la bande tiers d’octave de 125 Hz. À ces mêmes fréquences, les serre-têtes antibruit offrent très peu de protection et peuvent même amplifier le son (Nixon et al., 1967; Paakkonen et Tikkanen, 1991). Les Serre-tête antibruit et les bouchons d’oreille conventionnels assurent généralement une protection adéquate aux fréquences ultrasoniques (c’est-à-dire au-dessus de 20 kHz environ), avec une atténuation supérieure à 30 dB pour des fréquences comprises entre 10 et 30 kHz (Berger, 1983a; Crabtree et Behar, 2000).

Bruit impulsifs et bruit d’arme à feu

L’estimation de l’atténuation fournie par les PIBs en présence de bruit impulsif (aussi appelé bruits d’impacts ou par abus de langage bruits impulsionnel) est l’un des problèmes les plus délicats en matière de protection auditive. Non seulement les critères de risque de dommage (“Damage Risk Criteria”, DRC) pour le bruit impulsif font l’objet de nombreux débats, mais l’application de ces critères à des oreilles protégées est discutable car les formes d’ondes sous les protecteurs sont très différentes de celles en champ libre pour lesquelles les DRCs ont été établis. Sous le PIB, en particulier sous les casques anti-bruit, la forme d’onde n’a plus un temps de montée aussi court que celui du signal incident et présente généralement des composantes basse fréquence importantes dues aux oscillations des Oreillettes non présentes dans le signal original (Dancer et al., 1996; Johnson et Patterson, 1992).

Une approche de la mesure de l’efficacité du PIB pour le bruit impulsif a été l’utilisation de la technique MIRE afin de mesurer le NR ou l’IL des utilisateurs, généralement des soldats, face aux bruits d‘armes (Ylikoski et al., 1995). Le microphone de mesure sous protecteur dans l’oreille réelle indique une atténuation des niveaux de pression acoustique de crête pour un casque typique d’environ 30 dB pour des tirs de pistolet, d’environ 18 dB pour des tirs de fusil et environ 5 dB pour ceux de canons de très gros calibre (ce qui peut s’expliquer  par une non linéarité structurelle liée au mouvement du casque mais aussi à la conduction osseuse). On a constaté que les bouchons d’oreille en mousse procurent une atténuation similaire à celle des casques pour les tirs au pistolet, mais nettement plus de réduction du bruit que les casques pour les canons et les bazookas (atténuation supérieure à 15 dB). Les doubles protections (casque+bouchons) offrent une protection supplémentaire, en particulier pour les impulsions basse fréquence avec des valeurs d’atténuation de 20 à 25 dB (Ylikoski et al., 1995). Ces valeurs correspondent également à des prédictions basées sur l’utilisation de données REAT classiques appliquées au spectre OB des impulsions.

Depuis les années 2010, la méthode la plus courante pour évaluer l’atténuation des PIBs dans des conditions impulsives est l’utilisation des ATFs suivant les méthodes décrites dans la norme ANSI S12.42-2010 (en cours de révision en 2020-2021). Les sources sonores décrites dans cette norme sont des tubes à choc pour une utilisation en laboratoire, des charges explosives en extérieur sur des terrains d’essais militaires, et aussi l’utilisation d’armes portatives réelles. Les valeurs de réduction du bruit sont présentées en termes de valeurs crête de pertes par insertion en bruit impulsif (“Impulse Peak Insertion Loss”, IPIL). Ces tests fournissent le plus de contrôle et la capacité d’examiner une gamme de conditions, et lors de l’utilisation des ATFs améliorés récents, fournissent des données utiles (voir le chapitre précédent). Il convient cependant de noter que la comparaison des mesures MIRE dans les conditions de terrain, comme indiqué ci-dessus, révèle que les résultats MIRE indiquent une protection moindre. La cause probable de ceci est triple. Un problème est le problème mentionné précédemment concernant le positionnement des microphones MIRE et des PIBs pour un bon ajustement par rapport aux ajustements de haute qualité qui peuvent souvent être obtenus avec les ATFs. Le deuxième problème est que les tests MIRE effectués sur le terrain indiquent parfois NR, qui en raison de TFOE est inférieur à IL de 5 dB ou plus, selon le spectre du signal d’essai (voir l’équation 10.1). Enfin, si des microphones avec une plage dynamique insuffisante sont utilisés, les microphones externes peuvent être saturées, limitant ainsi les différences non protégées et protégées qui peuvent être mesurées.

Une étude européenne multi-laboratoires à grande échelle a examiné les performances du casque antibruit dans le bruit impulsif industriel généré par des cloueuses, marteaux et poinçonneuses pneumatiques ainsi que par des explosifs militaires de type “plastic”. L’auteur a conclu que, pour les casques d’oreilles actifs et passifs, l’atténuation du bruit impulsif tendait à être supérieure ou égale à l’atténuation trouvée pour le bruit à large bande stable aux niveaux inférieurs (Smoorenburg, 1996). Dans une étude distincte, Lloyd, (1996) a tiré des conclusions similaires. La seule exception que Smoorenburg a observée à cette découverte était dans le cas des explosions qui étaient d’un niveau suffisant pour provoquer réellement des mouvements induits par le souffle des Oreillettes qui rompraient l’étanchéité acoustique du casque contre le pourtour de l’oreille.  Johnson et Patterson, (1992) ont documenté des mouvements de cuvettes similaires en présence d’impulsions explosives à un niveau de pression acoustique crête de 190 dB destinées à imiter des expositions militaires de haut niveau.

Concept clé

Un point de confusion existe depuis 1979 à cause du de l’avertissement  inscrit sur l’étiquette de protection auditive de l’EPA qui stipule: « Bien que les protecteurs auditifs puissent être recommandés pour la protection contre les effets nocifs du bruit impulsif, le NRR repose sur l’atténuation du bruit continu et peut ne pas être un indicateur précis de la protection pouvant être obtenue contre un bruit impulsif tel qu’un tir d’artillerie.  »

Beaucoup ont mal interprété cela et en ont déduit que les PIBs ne peuvent pas atténuer les tirs. Au contraire, les PIBs peuvent et atténuent les bruits de tirs. Le but de cette mise en garde, lorsqu’elle était rédigée, était de suggérer que certains PIBs, en particulier les dispositifs sensibles à l’amplitude, pourraient mieux fonctionner que le NRR dérivé REAT, et en effet, les recherches actuelles confirment  une telle conclusion (voir aussi le chapitre sur les Protecteur auditif à rétablissement du son dans PIBs spécialisés et autres appareils qui bloquent le son à l’oreille).

Il semblerait que les meilleures estimations de la protection PIB dans le bruit impulsif et le bruit des armes seraient obtenues en examinant la perte auditive induite par le bruit pour les oreilles protégées et non protégées. Les chercheurs les plus avancés dans le domaine ont développé des études basées sur la présence de changements de seuil auditif temporaire (“Temporary Threshold Shift”,TTS) induits par du bruit impulsif réel. Johnson et Patterson, (1992) et Dancer et al., (1996) ont fourni de telles données et ont montré qu’une variété de protecteurs auditifs conventionnels, même avec des fuites acoustiques intentionnelles introduites, peuvent fournir une protection suffisante contre le bruit d’armes,armes même de haut niveau, bien qu’avec un nombre limité de tirs. Une note d’avertissement a été exprimée par Johnson pour la protection contre les bruits impulsifs de très haut niveau (supérieures à 180 dB niveau de pression acoustique crête) utilisant des bouchons d’oreille. Cependant, il a observé que le bouchon d’oreille en mousse protégeait 95% des sujets à plus de 180 dB de pointe niveau de pression acoustique pour 25 à 100 tirs dans ces études (Johnson, 1998).

Fournir des prévisions analytiques d’une protection adéquate contre le bruit impulsif est compliqué du fait de  la variété des critères de risque de dommages (DRC) qui existent dans la littérature et des différentes réponses qu’ils fournissent. Une approche qui a été utilisée par l’armée américaine est le critère CHABA avec un niveau « sécuritaire » de niveau de pression acoustique maximal de 140 dB. À partir de 2015, l’armée exige plutôt des évaluations LAeq100ms et des unités de risque auditif (ARU) une fois que les niveaux de pointe dépassent la métrique de 140 dB  (MIL-STD 1474E, Dept of Defense, 2015). En faisant l’hypothèse que le niveau de crête de 140 dB est sécuritaire, on peut alors mesurer les niveaux de pression acoustique crête et soustraire la valeur d’atténuation crête IPIL du PIB pour vérifier si ce niveau est dépassé ou non sous le protecteur. L’inclusion d’un facteur de sécurité de 5 dB, c’est-à-dire essayant de ne pas dépasser 135 dB de niveau de pression acoustique crête, offre une sécurité supplémentaire. Ces diverses méthodes, y compris l’utilisation de LAeq,8, ont également été préconisées, mais mais il apparaît que l’émergence d’une « bonne » réponse reste   incertaine et vivement débattue.

Pour une sécurité maximale en cas d’exposition au bruit des armes à feu, l’utilisation d’une double protection auditive est recommandée. À cet égard, la recommandation NIOSH d’un casque antibruit actif sensible à l’amplitude sur un bouchon passif, ou alternativement d’un casque antibruit passif sur un bouchon sensible à l’amplitude, pour fournir une protection supplémentaire et permettre la communication en l’absence de tirs, sont de bonnes approches sur le champ de tir (Kardous, 2009). En outre, il existe des casques de communication disponibles dans le commerce qui permettent aux commandementsaux commandement de transmettre des instructions directement au casque du tireur via une radio à courte portée  Pour la chasse au gros gibier, où moins de cartouches sont généralement déchargées, un seul PIB dépendant du niveau (actif ou passif) peut être approprié, à condition qu’il soit bien ajusté. Dans tous les cas, les tireurs doivent être vigilants à tout changement soudain de leur état d’audition. La survenue ou l’aggravation de l’acouphène après la séance de tir est un indicateur d’une performance ou d’un ajustement PIB médiocre. Une sensation de lourdeur ou de trop-pleintrop plein dans les oreilles, suggère également que la protection auditive était inadéquate ou mal ajustée. Cela devrait être signalé au personnel de sécurité et de santé, et de meilleurs PIBs devraient être utilisés dans le futur.

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About the Authors

Elliott est président de Berger Acoustical Consulting, LLC.  Auparavant, en tant que Division Scientist pour la multinationale 3M, il a étudié la protection auditive, la conservation de l’audition et les sujets connexes pendant plus de 40 ans.  Il est l’auteur de 20 chapitres de livres et de plus de 75 articles publiés, dont un grand nombre dans des revues évaluées par des pairs, a reçu un certain nombre de prix d’art oratoire et a enseigné à plus de 12 000 participants en Amérique du Nord, en Europe, en Afrique, en Australie et en Nouvelle-Zélande, dans le cadre de 143 séminaires d’une journée parrainés par E-A-R/3M sur la protection et la conservation de l’audition et la sensibilisation à l’audition.  Il préside le groupe de travail américain de l’American National Standard Institute sur l’atténuation des protections auditives, a fait partie d’un comité de la National Academy of Science sur la perte auditive dans l’armée et d’un comité de la National Academy of Engineering sur la technologie pour une Amérique plus silencieuse, est membre de l’Acoustical Society of America, ancien président de la National Hearing Conservation Association. Il est membre de l’ASA, ancien président de la NHCA, membre de l’American Industrial Hygiene Association et ancien président de son comité sur le bruit, ancien membre du conseil d’administration du Council for Accreditation in Occupational Hearing Conservation, lauréat du Lifetime Achievement Award de la NHCA, et a été récompensé lors de la conférence Acoustics Virtually Everywhere 2020 de l’ASA par une séance d’hommage à sa carrière.  Parmi ses sons préférés figure le battement argenté des feuilles d’un massif de bouleaux de rivière chatouillé par la fraîche brise du soir.

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Physicien de formation et acousticien par passion, le professeur Jérémie Voix cumule plus de 25 années d’expérience en lutte contre le bruit en milieu de travail. Il siège à l’Association canadienne de normalisation (CSA) et participe activement à l’écriture des dernières normes sur la protection auditive (Z94 et Z1007) et sur la mesure de l’exposition au bruit (Z107). Membre actif de l’American National Standard Institute (ANSI), il était responsable de la toute récente norme ANSI S12.71 sur les tests d’ajustements (“fit-test”) des protecteurs auditifs. Depuis 2018, il prend part également à l’initiative “Make Listening Safe” sous l’égide de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Titulaire de la chaire de recherche industrielle ÉTS-EERS en technologies intra-auriculaires (CRITIAS), il développe avec son équipe les futures générations de dispauditifs (“hearables”).

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Paupières d'oreilles - Tome I Droit d'auteur © 2023 par Elliott H. Berger et Jérémie Voix est sous licence Licence Creative Commons Attribution - Pas d’utilisation commerciale - Pas de modification 4.0 International, sauf indication contraire.

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