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Spécial “ Electroacoustique ”
Acoustique
&
Techniques n° 52
La mesure des dispositifs d’écoute individuelle
Une première campagne de mesure effectuée au LNE en
2005 a montré la faisabilité de la méthode de mesure
sur une large bande de fréquence (environ 20 Hz/2 kHz)
pour une fente annulaire mince, pour 4 tubes ouverts et
pour 4 tubes chargés par un volume à leurs extrémités.
Néanmoins, cette première étude n’a pas permis de conclure
quant à la précision accessible à la mesure en raison des
imperfections de fabrication des petits éléments utilisés
comme références.
La validation de cette méthode de mesure par comparaison
avec les impédances théoriques a nécessité la réalisation de
capillaires de dimensions très précises [3]. Des procédures
spécifiques ont dû être utilisées pour atteindre des précisions
de l’ordre du µm sur des diamètres ou épaisseurs de l’ordre
de 0,1 mm. Les dernières mesures effectuées en prenant
en compte ces nouvelles exigences ont montré d’excellents
résultats dans la gamme de fréquence 20 Hz/2 kHz pour 4
tubes ouverts et doivent être très prochainement confirmés
pour une fente annulaire ouverte.
Enfin, l’extension aux fréquences plus élevées nécessite un
modèle acoustique décrivant le comportement du fluide à
l’intérieur de la cavité de couplage qui soit plus précis que
celui qui est en usage à l’heure actuelle (modèle basé sur
la propagation d’ondes planes suivant l’axe de la cavité
cylindrique), mais par-delà plus complexe, exigeant de ce fait
un modèle de microphone plus élaboré. Ce travail est en cours
sur la base des avancées obtenues récemment au LNE [3].
Perspectives
L’objectif de ces travaux est avant tout de maîtriser les
modélisations acoustiques de tous les composants de
l’oreille artificielle afin de pouvoir fournir aux instances de
normalisation les éléments scientifiques nécessaires à une
révision en profondeur de la norme.
Une fois ce but atteint, on pourra alors envisager de
proposer un objectif plus réaliste basé sur la mesure de
l’impédance acoustique de transfert et s’approchant au
mieux de l’ancien objectif d’impédance d’entrée tout en
intégrant les déviations dues à la méthode de mesure (ondes
radiales dans la cavité de couplage [4]).
Évaluation des baladeurs musicaux
On aborde ici le thème des risques auditifs. La mesure
des caractéristiques des écouteurs destinés à l’écoute de
la musique n’a pas été une préoccupation principale pour
l’électroacoustique jusqu’aux années 90, exception faite
de l’audiométrie. Les normes (telles que CEI 268-7 [5])
préconisaient soit l’emploi des méthodes subjectives pour la
détermination de la courbe de réponse amplitude fréquence,
soit l’utilisation de l’oreille artificielle conforme à la CEI 318
[1], destinée à l’audiométrie, pour mesurer la sensibilité, la
distorsion. Les caractéristiques fréquentielles annoncées
par les fabricants pour les casques et les écouteurs étaient
alors toutes identiques : «20 Hz/20 kHz», en général sans
autre précision puisque rien de plus n’était exigé par une
norme officielle.
Problématique des baladeurs et réglementation
Dans les années 90, les instances médicales ont mis en
évidence l’apparition de déficiences auditives précoces
chez les jeunes, dues à l’écoute de la musique à fort
niveau [6]. Une corrélation avec l’écoute prolongée des
baladeurs musicaux a été décrite dans plusieurs études
[7]. Les facteurs «niveau sonore» et «durée d’écoute» (dose
de bruit) sont les responsables désignés dans ces études
épidémiologiques.
Face à ce constat, les autorités sanitaires ont promulgué
la loi n°96-452 du 28 mai 1996 qui limite le niveau sonore
maximal du baladeur à 100 dB et oblige l’apposition d’une
étiquette sur le baladeur avertissant du danger de l’écoute
prolongée de la musique à fort niveau. La limitation du niveau
sonore a rendu obligatoire l’élaboration d’une méthode de
mesure appropriée qui soit représentative et reproductible,
avec une mise en œuvre acceptable pour les fabricants et
les laboratoires.
Partant des résultats de l’étude sur la mise au point d’une
méthode d’évaluation de la qualité acoustique d’un casque
d’écoute [8], le LNE a réalisé une étude pour le SIMAVELEC
(Syndicat des industries de matériels audiovisuels
électroniques) sur une «Méthode de mesure du niveau de
pression acoustique maximal restitué par les écouteurs
de baladeurs» [9]. Cette étude a servi de base technique
pour l’élaboration d’une part de l’arrêté du 24 juillet 1998
relatif aux baladeurs musicaux et d’autre part de la norme
européenne EN 50332. Cette norme sert de référence
technique actuellement pour (entre autres) l’application de
la réglementation française des baladeurs avec l’arrêté du
8 novembre 2005, et à l’établissement de la conformité
pour différentes directives européennes.
Description de la méthode normalisée
Cette méthode doit permettre de mesurer des niveaux
sonores émis par les écouteurs des baladeurs proches de
ceux qui existent en utilisation réelle. La reproductibilité des
mesures doit être assurée avec un écart-type raisonnable
et la mise en œuvre doit être relativement aisée.
Ceci a conduit à définir :
Un système de mesure
La solution retenue, en fonction des résultats des deux
études précitées, est l’utilisation d’un simulateur de tête et
de torse (STT) (cf. figure 5). Il comprend la reproduction
Fig. 4 : Ecouteurs de baladeurs