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Spécial “ Electroacoustique ”
Acoustique
&
Techniques n° 52
La mesure des dispositifs d’écoute individuelle
La caractérisation du casque de l’audiomètre a d’autres
objectifs et les mesures relèvent de la métrologie : le
raccordement à des étalons pour garantir la reproductibilité
des résultats. La justesse d’un audiomètre va impacter
la qualité du diagnostic et, par voie de conséquence, la
pertinence d’une éventuelle correction et les coûts supportés
par le patient ou la collectivité.
Le mesurage de tous ces divers appareils d’écoute
individuelle a un besoin commun, celui de disposer de
simulateurs d’oreilles. On parle de coupleurs ou d’oreilles
artificielles. Il est indispensable de présenter à l’écouteur
testé une interface mécanique semblable au pavillon de
l’oreille humaine et une impédance acoustique réaliste. Il est
aussi important de relier le niveau de pression extérieure qui
est la référence et la pression mesurée par le microphone
à l’intérieur de l’oreille artificielle. Là aussi, il faut maîtriser
des impédances dans de petites cavités et c’est un thème
actuel d’étude au LNE.
Ainsi, cet article traite, dans un premier temps, de la
métrologie des simulateurs d’oreille, et des problèmes
fondamentaux qu’elle pose. Il est en effet nécessaire d’avoir
conscience de l’importance de la charge acoustique que
constitue l’oreille (réelle ou simulée) pour comprendre
les difficultés rencontrées lors de la métrologie de tous
les dispositifs d’écoute individuelle actuels, qui est alors
abordée dans un deuxième temps.
La métrologie des simulateurs d’oreille
Les différents simulateurs d’oreille
Les simulateurs d’oreille sont des transducteurs destinés à
mesurer la pression acoustique fournie par des écouteurs.
Ils comprennent donc un microphone, mais également un
dispositif (coupleur) permettant de placer l’écouteur dans
le même environnement acoustique qu’en présence d’une
oreille humaine. Il est fondamental que l’écouteur débite la
même puissance acoustique dans les deux situations et par
conséquent que l’impédance acoustique en mode mesure
soit proche de celle qui est en situation réelle.
Il existe différents simulateurs d’oreille selon les différentes
sortes d’écouteurs. En effet, c’est la position de la source
sonore par rapport au tympan qui est déterminante car elle
modifie la charge acoustique de la source.
Les simulateurs d’oreille doivent simuler l’impédance
acoustique vue par la source sonore en fonction de
sa position usuelle. Certains écouteurs vont se loger
profondément dans le conduit auditif : c’est le cas des
embouts d’oreille des prothèses auditives, d’autres sont
placés à l’entrée du conduit comme les écouteurs des
baladeurs et d’autres enfin sont extérieurs au conduit et
incluent dans leur charge acoustique une partie plus ou
moins importante du pavillon. C’est le cas notamment
des casques de type «circum-aural» utilisés dans
l’audiométrie classique.
L’oreille artificielle utilisée en audiométrie à sons purs
Les casques à pavillon de type «circum-aural» sont utilisés
en audiométrie pour le dépistage des surdités. Le simulateur
d’oreille utilisé pour l’étalonnage des audiomètres est appelé
«oreille artificielle» et ses caractéristiques, notamment son
impédance acoustique d’entrée, sont définies dans la norme
internationale CEI 60318-1 [1]. Cette impédance, issue de
mesures réalisées sur des patients, a été modélisée sous
la forme d’un réseau électrique à constantes localisées
(inductances, capacités et résistances).
Malgré ce référentiel, le raccordement métrologique de
l’oreille artificielle n’est toujours pas effectif car la norme
ne précise pas la méthode de mesure de l’impédance.
Cette carence est de plus accentuée par le fait que la
modélisation de l’impédance est peu réaliste. En effet, il
n’est pas possible dans le domaine acoustique, de réaliser
des résistances ou des inductances seules ni de considérer
ces éléments comme invariants en fréquence.
Concrètement, une oreille artificielle fiable ne peut être
réalisée qu’à l’aide de réseaux de conduits capillaires
couplés à des cavités. On est donc face à un double
problème car l’objectif d’impédance fixé dans la norme
n’est pas en adéquation avec la technologie utilisée et on
ne dispose par ailleurs d’aucune méthode permettant de
mesurer cette impédance avec précision.
Vers une modélisation théorique de l’oreille artificielle
Depuis plusieurs années, le LNE s’implique dans un travail
de recherche visant à modéliser analytiquement les champs
acoustiques à l’intérieur de cavités et de conduits étroits
tels que des tubes ou des fentes annulaires.
Fig. 1: Schéma de l’oreille artificielle et circuit équivalent