INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    1/11

    ND 2250 - 203 - 06HST

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 67

    Les sons dont le spectre est partiellement ou totalement en dehors de l’intervalle 20 Hz – 20 kHz sontclassiquement qualifiés d’inaudibles. Pourtant, la sensibilité de l’oreille s’étend en dehors de cetintervalle, même si elle est beaucoup plus faible pour les infrasons (basse fréquence) comme pour lesultrasons (haute fréquence). De plus, l’être humain peut percevoir les infrasons comme les ultrasonspar d’autres voies que le seul chemin auditif. En milieu industriel, les sources émettant des sons dontle spectre se situe en dehors de l’intervalle 20 Hz – 20 kHz sont nombreuses. L’existence d’effetsnuisibles ou désagréables à l’homme de ces sons quasi-inaudibles est un fait prouvé dès lors queleurs niveaux sont suffisamment élevés. L’article propose, au moyen d’une revue bibliographique, depréciser la physique de la transmission des infrasons et des ultrasons, la sensibilité humaine auxfréquences associées, les effets physiologiques constatés lors d’une exposition à des niveaux élevéset les mesures de prévention possibles. Les valeurs limites d’exposition proposées par plusieurs payssont discutées et, en l’absence de réglementation, des recommandations sont proposées.

    LIMITES D’EXPOSITIONAUX INFRASONSET AUX ULTRASONSÉtude bibliographique

    h Jacques CHATILLON,INRS, Département Ingénieriedes équipements de travail

    3 Noise3 Infrasound3 Ultrasound3 Limit value

    alors qu’en réalité, la sensibilité del’oreille humaine s’étend dans lesgammes extérieures à l’intervalle 20 Hz- 20 kHz dès que les niveaux reçus sontsuffisamment élevés. Les seuils de sen-sibilité sont très variables d’un individu

    à l’autre.De plus, les bruits en général, mais

    aussi les ultrasons comme les infrasons,peuvent être ressentis par une transmis-sion de l’énergie vibratoire à d’autresorganes (peau, yeux, muscles, puis crâneet squelette ou organes internes). Cettetransmission peut être directe (contactde la peau avec une source d’ultrasonspar exemple) ou aérienne quand lesvibrations de l’air atteignent l’oreille oula peau.

    Comme la sensibilité de l’oreillehumaine s’étend de part et d’autre de lalimite basse de 20 Hz, et avec une varia-bilité importante selon les sujets, la

    3 Bruit3 Infrason3 Ultrason3 Valeur limite

    INFRASONIC AND ULTRASONIC NOISEEXPOSURE LIMITS - A BIBLIOGRAPHICALSTUDY

    Sounds whose spectra fall partially or whollyoutside the 20 Hz - 20 kHz range aretraditionally termed inaudible. Yet, ear sensitivity extends beyond this range, eventhough it is much weaker for both infrasound(low frequency) and ultrasound (highfrequency). Moreover, the human being can

    perceive both infrasound and ultrasound bymeans other than only the auditory path. Inindustrial environments, there are manysources emitting sounds with spectra fallingoutside the 20 Hz - 20 kHz range. Existence of effects harmful or unpleasant to man due tothese virtually inaudible sounds is a provenfact, when their levels are sufficiently high.Based on a bibliographical review, this paper aims to clarify infrasound and ultrasoundtransmission physics, human sensitivity to therelated frequencies, the physiological effectsnoted during exposure to high levels andpossible prevention measures. Exposure limitvalues proposed by several countries arediscussed and, in the absence of regulations,recommendations are proposed.

    Les bruits dont le spectre se situetotalement dans la bande desfréquences comprises entre20 Hz et 20 kHz sont considérés

    comme des bruits audibles. Les dangerspour l’audition d’une exposition sonore

    quotidienne à ces bruits audibles lorsqu’ilsdépassent certains niveaux sont connuset la réglementation prévoit des seuilsd’action bien définis [1] qui seront modi-fiés en 2006 par l’application en droitfrançais de la nouvelle directive européennesur le bruit au travail [2]. Le mesurage desniveaux d’exposition est normalisé [3] etutilise la pondération A afin de tenircompte de la courbe de sensibilité del’oreille humaine.

    Quand le spectre des bruits se situepartiellement ou totalement en deçà de20 Hz, on parlera d’infrasons [4] tandisque s’il se situe au-delà de 20 kHz, onparlera d’ultrasons [5]. On admet généra-lement que ces bruits sont inaudibles,

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    2/11

    deux fréquences pures non-infrasonoresassez proches peuvent provoquer l’appa-rition d’infrasons par des battements àla fréquence différence (différence entreles deux fréquences de départ) en raisondes non-linéarités du milieu.

    On peut citer aussi des sourcesd’infrasons moins répandues comme cel-les servant à des applications thérapeu-tiques (massages) ou militaires (armesnon létales [11]). Les niveaux de ces der-nières sources ne sont pas publiés.

    PROPAGATIONComme les bruits audibles, les

    infrasons sont des ondes sonores se

    propageant dans un milieu élastiquefluide (air) ou dans les solides (sol, struc-tures). Leur gamme de fréquence trèsbasse fait que l’absorption par lesmilieux traversés est relativement faible.Par exemple, dans l’air, l’énergie d’uneonde infrasonore de fréquence 10 Hzdiminue seulement de l’ordre de 0,1 dBpar kilomètre, à comparer avec uneabsorption de l’ordre de 10 dB par kilo-mètre pour un son de fréquence audibleà 1 kHz.

    L’atténuation due à la propagationen ondes sphériques (- 6 dB par double-ment de la distance) s’applique aussiaux infrasons et représente souvent leseul terme significatif de diminution del’énergie des ondes infrasonores avec ladistance.

    La localisation des sources infra-sonores est rendue difficile par la faibleabsorption : les sources peuvent êtretrès éloignées du lieu où la nuisanceest mesurée (plusieurs centaines demètres).

    De plus, la gamme de fréquenceimplique de grandes longueurs d’onde,de l’ordre de 34 m, par exemple, à 10 Hz.La directivité d’une source étant liée à sagrandeur mesurée en longueur d’onde,beaucoup de sources industrielles sontpetites devant la longueur d’onde. Ellesémettent alors des infrasons dans toutesles directions de l’espace avec une éner-gie à peu près équivalente : les sourcesinfrasonores sont généralement omni-directionnelles.

    Ces caractéristiques font qu’il serasouvent illusoire de vouloir se protégerdes infrasons par des procédés classiquesd’isolement et d’absorption acoustique.

    INFRASONS

    GÉNÉRATIONLes sources infrasonores sont nom-

    breuses, qu’elles soient naturelles ouartificielles.

    Les sources naturelles sont lesmouvements violents de l’air (vents,tempêtes, jusqu’à 135 dB à 100 km/h),les fluctuations rapides de la pressionatmosphérique (< 1 Hz à 100 dB), lesmouvements de l’eau (vagues océa-niques, < 1 Hz) et les vibrations du solprovoquées par des éruptions volca-niques ou des tremblements de terre,qui comportent des composantes basse-

    fréquence à leur tour ré-émises dansl’air. De même, les sources émettant surune large bande de fréquence (tonnerre,chutes d’eau) peuvent émettre descomposantes de haute énergie se situantdans la partie infrasonore du spectre.

    Tous les moyens de transport (auto-mobiles, camions, hélicoptères, avions,bateaux, trains) sont des sources de bruitcomportant souvent des composantesvibratoires basse-fréquence et infra-sonores [8]. Les passagers d’une auto-mobile ou d’un train peuvent êtresoumis à des niveaux de 120 dB entre lesfréquences 1 Hz et 20 Hz et les niveauxpeuvent atteindre de 115 à 150 dB, pourla même gamme de fréquence, dans unecabine d’hélicoptère.

    En milieu industriel, ce sont princi-palement les machines tournanteslourdes qui sont connues pour leurémission infrasonore [9]. Les ventila-teurs, pompes, compresseurs, machinesà sécher, machines à air conditionné,broyeurs, centrifugeuses à béton, etc.

    produisent couramment des niveauxélevés d’infrasons.

    Le développement des éoliennescomme source d’énergie électriquerenouvelable a amené récemment despolémiques sur leur potentialité àproduire des infrasons dangereux pourla santé. Les rares données provenantde mesurage [10] montrent que lesniveaux émis sont de l’ordre de ceux dessources naturelles (vent).

    Les sources impulsives (explosions,chocs) peuvent aussi émettre des compo-santes de haute énergie se situant dansla partie infrasonore du spectre. De plus,certaines sources cohérentes émettant

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 68

    bande de fréquence de 20 Hz à 40 Hzreprésente une zone de transition entreles infrasons et les sons audibles [6].Au-delà de 40 Hz et jusqu’à 100 Hz, onadmet que l’on a affaire à des sonsaudibles basse fréquence.

    De la même façon, la sensibilité del’oreille aux sons de haute fréquence(gamme 8 kHz – 20 kHz) est très varia-ble d’un individu à l’autre, avec, géné-ralement, une diminution de l’acuitéauditive avec l’âge, et plutôt dans cettegamme de haute fréquence, appeléepresbyacousie. La zone de transitionest, pour cette gamme, généralementconsidérée à partir de l’octave 16 kHz(première octave non mesurée lors destests d’audiométrie [7]) qui s’étend

    d’environ 11,3 kHz à 22,6 kHz, et pourlaquelle on parle alors de sons « trèshaute fréquence » ou d’ultrasons de« basse fréquence ».

    La sensibilité de l’oreille humaineétant beaucoup plus faible en dehorsde la gamme 20 Hz – 20 kHz, les bruitsde la gamme infrasonore ou ceux de lagamme ultrasonore sont supposésmoins dangereux pour l’audition que lesbruits audibles de niveau équivalent.Pourtant, l’existence d’effets nuisiblesou désagréables à l’homme de ces bruitsquasi-inaudibles est un fait prouvé et ilest nécessaire de savoir les identifier,d’estimer les niveaux d’exposition et deprendre éventuellement les mesuresadéquates pour diminuer leur influencesur les personnes exposées.

    Cet article est divisé en deux parties,l’une consacrée aux infrasons, l’autreaux ultrasons, car leur génération, leurpropagation, leurs effets physiologiqueset leurs limites d’exposition obéissentà des problématiques relativement diffé-

    rentes.En l’absence de toute réglementa-

    tion sur l’exposition des travailleurs àces bruits quasi-inaudibles, des recom-mandations sur les valeurs limites d’expo-sition sont proposées.

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    3/11

    ND 2250 - 203 - 06HST

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 69

    Une réduction du niveau d’émission àla source sera souvent la seule solutionpossible pour diminuer les niveauxd’exposition.

    PERCEPTIONSeuil d’audition en basse fréquence

    De nombreuses expérimentationsrécentes ou plus anciennes font état dela sensibilité de l’oreille à des fréquencesinférieures à 20 Hz [12]. Cette sensibilitéexiste pour tous les sujets en bonnesanté, même si elle est très inférieure àcelle connue aux fréquences moyennesdu spectre qualifié d’audible. Cette cons-tatation remet même en cause le conceptusuel d’infrasons puisque des sons

    puissants de fréquence inférieure à20 Hz ne sont pas inaudibles.

    La Figure 1, adaptée de Møller [12],montre :1 au-dessus de 20 Hz, les seuilsd’audition décrits par la norme ISO226 : 2003 [13].1 dans la gamme de fréquence [1 Hz –20 Hz], la moyenne de relevés de seuilsd’audition pour des sujets variant enâge et en sexe, selon différents auteurs.Les écarts-types relevés lors de cesexpérimentations sont de l’ordre de 3 à8 dB, alors que le seuil d’audition dessujets les plus sensibles se trouve à plusde 10 dB en dessous de la moyenne,

    Les deux parties de la courbe, depart et d’autre de 20 Hz, montrent unevariation continue des seuils.

    Accroissement de la sensibilitéÉcoute binaurale :pour les infra-

    sons, il a été montré qu’une écoutebinaurale augmentait la sensibilité de3 dB par rapport à une écoute monau-

    rale, comme pour les fréquences classi-quement qualifiées d’audibles [12].

    Augmentation de la sensationsonore : les courbes isosoniquesdonnées par la norme ISO 226 : 2003[13] montrent qu’en basse fréquence,la sensation sonore augmente plus vitequand le niveau de pression acoustiques’accroît, comparativement à ce qui sepasse aux fréquences audibles. Parexemple, une augmentation du niveaude pression de 20 dB(Lin) provoque uneaugmentation de la sensation d’environ40 phones à 20 Hz, contre 20 phonesà 1 kHz (par définition).

    Perception vibrotactileUne étude conduite avec des sujets

    sourds [14] a montré que la perceptionpouvait exister pour des niveaux suffi-samment élevés par d’autres moyensque celui de l’audition. Cette étude aprécisé que cette perception qualifiée de« vibrotactile » apparaît pour des niveauxde l’ordre de 124 dB à 4 Hz (contre107 dB pour l’audition) ou 116 dB à16 Hz (contre 82 dB pour l’audition).

    Une perception vibrotactile peutamener des confusions de sensation.Les personnes exposées aux infrasonspeuvent se croire exposées à des vibra-tions issues d’une seule transmissionsolidienne. Il est donc important d’êtrecapable d’identifier les couplages entrela nuisance physique ressentie et lasource afin de différencier les problèmes

    purement vibratoires des problèmesd’ondes élastiques dans l’air (infrasons).

    INADÉQUATION DE LA PONDÉRATION A– PONDÉRATION G

    Il est courant d’utiliser la pondéra-tion A, adaptée à la réponse de l’oreille,pour estimer l’exposition sonore auxbruits audibles. Les sonomètres declasse 1 qui utilisent la pondération Aont des tolérances de mesures définiesdans une bande de fréquence compriseentre 16 Hz et 16 kHz [15].

    Pour les sons basse fréquence et lesinfrasons, certains auteurs ont montré

    que l’utilisation de la pondération Apour estimer la nuisance de compo-santes basse fréquence conduit à lessous-estimer [16, 17]. D’autres auteursmettent en évidence que les niveaux degêne sont plus proches des seuilsd’audition en basse qu’en haute fré-quence [18].

    Le normalisateur a tenu compte deces difficultés et a défini une pondéra-tion fréquentielle spécifique pour lemesurage des infrasons, la pondérationdite G [4]. LaFigure 2 montre l’allure decette pondération pour les tiers d’octavede 1 Hz à 100 Hz.

    L’utilisation de cette pondérationsur les seuils d’audition montrés sur laFigure 1conduit à la courbe de laFigure 3.

    Dans le domaine des fréquencescomprises entre 1 Hz et 100 Hz, l’usagede cette pondération sur les seuilsd’audition tirés de Møller [12] conduità un niveau (intégré sur la bande defréquence) de perception auditive del’ordre de 102 dB(G). Si on réduit l’inter-valle d’intégration aux fréquencescomprises entre 1 Hz et 20 Hz, cerésultat reste identique car les valeursdes coefficients de la pondération Gdécroissent très rapidement de 20 Hz à100 Hz. La norme ISO 7196 : 1995 [4]confirme ce résultat en affirmant que,dans le domaine des fréquences compri-ses entre 1 Hz et 20 Hz, des sons toutjuste perceptibles par un auditeurmoyen, donneront, après pondération,

    Seuil d'audition en basses fréquencesHeaving Threshold in low frequency

    Seuil d'audition normalisé au-dessus de 20 Hz (ISO 226 : 2003) etMoyenne des résultats de recherches récentes couvrant les fréquences jusqu'à 20 Hz [12]Standardized hearing threshold above 20 Hz (ISO 226 : 2003) andAverage results from recent investigations covering frequencies up to 20 Hz [12]

    FIGURE 1

    Tiers d'octave (Hz)

    N i v e a u

    d e p r e s s i o n a c o u

    s t i q u

    e

    ( d B

    R e 2 0

    / P a

    )

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    130

    1 , 0

    0

    1 , 2

    5

    1 , 6

    0

    2 , 0

    0

    2 , 5

    0

    3 , 1

    5

    4 , 0

    0

    5 , 0

    0

    6 , 3

    0

    8 , 0

    0

    1 0

    , 0 0

    1 2

    , 5 0

    1 6

    , 0 0

    2 0

    , 0 0

    2 5

    , 0 0

    3 2

    , 0 0

    4 0

    , 0 0

    5 0

    , 0 0

    6 4

    , 0 0

    8 0

    , 0 0

    1 0 0

    , 0 0

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    4/11INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 70

    des niveaux de pression acoustiqueproches de 100 dB(G).

    EFFETS PHYSIOLOGIQUESLes effets physiologiques des infra-

    sons, comme ceux de tous les bruits,

    dépendent du niveau reçu.À faible niveau, autour du seuil

    d’audition, des réactions de fatigue, dedépression, de stress, d’irritation, d’asthé-nie, de mal de tête, de troubles de la vigi-lance ou de l’équilibre et des nausées(« mal de mer ») ont été décrits [14, 19,20]. Ces réactions peuvent être dues àla mise en vibration de certains organesdigestifs, cardio-vasculaires, respiratoiresou des globes oculaires [21].

    Au seuil d’audition, des expériencesfaites sur des sujets sourds et entendantont montré que des changements del’état de vigilance des sujets étaient biendus à une stimulation cochléaire [22].

    À des niveaux plus élevés, les symp-tômes précédents s’amplifient et peu-vent devenir insupportables si les duréesd’exposition sont trop importantes.

    La rémanence des symptômes a éténotée, alors que la source est supprimée,les sensations de malaise peuvent

    perdurer quelque temps. Cette consta-tation est expliquée par les expériencesau cours desquelles la pression artérielleou le rythme cardiaque des sujets ontété modifiés.

    La sensibilité de chaque individuétant très variable, les sensations de gêneou de désagrément peuvent apparaître,pour certains individus très sensibles, à desniveaux inférieurs aux seuils d’audition.

    Certains auteurs notent un effetpossible de masquage [14, 23]. Les symp-tômes dus à des infrasons de faibleniveau sont atténués dès que le sujet estbaigné dans un bruit audible de plus fortniveau.

    Pour finir, l’hypothèse d’une sensi-bilisation aux infrasons a été émise parcertains, mais elle est contestée [19].

    LIMITES D’EXPOSITIONRecommandations dans différentspays étrangers

    En l’absence de réglementationnationale ou européenne sur les limitesd’exposition aux infrasons, plusieursréférences donnent des indications surles niveaux considérés comme étantpénibles ou dangereux [24, 25].

    9 L’American Conference of Govern-mental Industrial Hygienists (ACGIH)recommande, à l’exception des bruits

    impulsifs de durée inférieure à 2 s, quele niveau dans chaque tiers d’octave pourles fréquences de 1 à 80 Hz ne dépassepas 145 dB(Lin), et que le niveau totalne dépasse pas 150 dB(Lin). Aucuneindication de durée d’exposition n’estprécisée.

    9 Le New Zealand OccupationalSafety and Health Service (NZOSHS)préconise que le niveau de pressioninfrasonore soit inférieur à 120 dB(Lin),niveau global intégré dans la bande defréquence de 1 à 16 Hz, pour 24 heuresd’exposition.

    9 Le Danish Environmental ProtectionAgency (DEPA) [26] recommande, pourles infrasons environnementaux, que lesniveaux d’exposition des citoyens soientinférieurs de 10 dB au seuil d’audibilitédes infrasons. Dans cette publication, leseuil d’audition est réputé être égal, pourles sujets les plus sensibles, à environ95 dB(G). Le DEPA recommande doncde ne pas dépasser une limite de85 dB(G), niveau moyen pondéré G inté-

    gré jusqu’à 20 Hz.9 Le « Eidgenössische Koordinations-

    kommission für Arbeitssicherheit »(EKAS - Suisse) écrit [27] « Au stadeactuel des connaissances acquises, il n'ya pas de risque à redouter des infrasonstant que leur niveau acoustiquepondéré1, calculé sur une journée detravail de 8 h, ne dépasse pas 135 dB etlorsque la valeur maximale se situe endessous de 150 dB. Des perturbations dubien-être peuvent se manifester lorsquele niveau moyen dépasse 120 dB. »

    1 En l’absence d’autre indication et vu les niveaux indiqués, il faut sans doute comprendre « pondéré A».

    Tiers d'octave (Hz)

    P o n d

    é r a t i o n G

    ( d B

    )

    -50

    -40

    -30

    -20

    -10

    0

    10

    1 , 0

    0

    1 , 2

    5

    1 , 6

    0

    2 , 0

    0

    2 , 5

    0

    3 , 1

    5

    4 , 0

    0

    5 , 0

    0

    6 , 3

    0

    8 , 0

    0

    1 0

    , 0 0

    1 2

    , 5 0

    1 6

    , 0 0

    2 0

    , 0 0

    2 5

    , 0 0

    3 2

    , 0 0

    4 0

    , 0 0

    5 0

    , 0 0

    6 4

    , 0 0

    8 0

    , 0 0

    1 0 0

    , 0 0

    Pondération G pour les tiers d'octave de 1 à 100 HzG weighting for one third octaves from 1 to 100 Hz

    FIGURE 2

    Tiers d'octave (Hz)

    N i v e a u

    d e p r e s s i o n a c o u

    s t i q u

    e

    ( d B G

    )

    -40

    -20

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    1 , 0 0

    1 , 2 5

    1 , 6 0

    2 , 0 0

    2 , 5 0

    3 , 1 5

    4 , 0 0

    5 , 0 0

    6 , 3 0

    8 , 0 0

    1 0 , 0 0

    1 2 , 5 0

    1 6 , 0 0

    2 0 , 0 0

    2 5 , 0 0

    3 2 , 0 0

    4 0 , 0 0

    5 0 , 0 0

    6 4 , 0 0

    8 0 , 0 0

    1 0 0 , 0 0

    Seuils d'audition de la Figure 1 pondérés GFigure 1 hearing thresholds with G weighting applied

    FIGURE 3

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    5/11

    comparables entre elles à cause de l’usa-ge de différentes pondérations, desbornes d’intégration en fréquence oude la diversité de la prise en compte dela durée d’exposition.

    Pourtant, quand les niveaux sontdonnés en dB(Lin), l’INRS, l’ACGIH oule NZOSHS donnent des recommanda-tions relativement proches : il est indi-qué que les expositions de plusieursheures à des niveaux inférieurs auxseuils de 120 à 150 dB(Lin) ne condui-raient qu’à des troubles passagers.

    Quand les niveaux sont donnés endB(G), la norme ISO 7196 : 1995 ou leDEPA indiquent que des valeurs infé-rieures à 85 ou 90 dB(G) seraient tou-

    jours en deçà des seuils de sensation oude gêne. Sur toute la gamme de fré-quence de 2 à 50 Hz, le CIOP recom-mande un niveau moyen maximal de102 dB(G).

    On a montré que la pondération Gétait bien adaptée aux seuils d’auditiondes sujets moyens dans la gamme defréquence de 1 à 20 Hz et que ce seuilétait de l’ordre de 102 dB(G) (il resteidentique de 1 à 100 Hz).

    La valeur maximale d’une expo-sition à des bruits infrasonores (de 1 Hzà 20 Hz) et basse fréquence (de 1 Hz à100 Hz) continus pendant 8 heures peutdonc être estimée à la limite du seuild’audition pour la plupart des sujets,c’est-à-dire 102 dB(G).

    L’exposition à des bruit impulsion-nels inférieurs à 145 dB(Lin) sembleaussi être une limite prudente.

    Pour les bruits continus, une dimi-nution de la durée de l’exposition

    permettrait d’augmenter ces seuils de3 dB par diminution de la durée par unfacteur 2, comme les principes d’énergieéquivalente le permettent pour le bruitaudible.

    Le Tableau I résume les valeurslimites proposées.

    MESURAGELe mesurage des infrasons doit

    s’effectuer conformément à la normeISO 7196:1995 qui définit la pondé-ration G et donne des indications surles prescriptions générales relatives àl’appareillage utilisé. En particulier :

    9 La norme ISO 7196:1995 [4] affirmeque, dans le domaine des fréquencescomprises entre 1 Hz et 20 Hz, des sonstout juste perceptibles par un auditeurmoyen donnent des niveaux de pressionacoustique proches de 100 dB(G). Elleajoute que les niveaux inférieurs à90 dB(G) ne sont généralement passignificatifs du point de vue de la per-ception par l’homme.

    9 L’INRS en 1992 [28] utilise unepublication de Pimonow [29] pourclasser les niveaux des bruits de fré-quence inférieure à 20 Hz dans quatrezones différentes. Si Lp est le niveaude bruit intégré sans pondération pourles bandes de fréquence inférieure à20 Hz, les quatre zones sont les

    suivantes :1 Lp ≤ 120 dB(Lin) : niveau pourlequel une exposition de quelquesdizaines de minutes ne conduiraitgénéralement pas à des effets nuisibles.On admet que l’on ne connaît ni lesactions psychologiques de tels niveaux,ni les conséquences à des expositionsprolongées ;1 120 dB(Lin) < Lp ≤ 140 dB(Lin) :niveau pour lequel l’apparition detroubles psychologiques passagers estappréciable mais la fatigue supportablepar des personnes en bonne conditionphysique, même dans le cas d’uneexposition de plusieurs heures ;1 140 dB(Lin) < Lp ≤ 155 dB(Lin) :niveau pour lequel l’apparition de trou-bles psychologiques est appréciable etla fatigue supportable par des personnesen bonne condition physique, dans lecas d’une exposition courte (2 minutes) ;1 Lp > 180 ou 190 dB(Lin) : niveaulétal (déchirure des alvéoles pulmo-naires).

    Les chercheurs du « CentralnyInstytut Ochrony Pracy » (CIOP,

    Pologne), dans une publication récente[25], font un point relativement completsur les différentes recommandationsinternationales et sur la bibliographiedisponible. Cette publication conclutqu’il est souhaitable que les niveauxd’exposition aux infrasons ne dépas-sent pas 102 dB(G) en niveau moyenpondéré G intégré sur la gamme de2 Hz à 50 Hz, pour 8 heures de travail.Pour les bruits impulsionnels dans cesgammes de fréquences infrasonores,cette publication recommande unelimite de 145 dB(Lin).

    Discussion et conclusionLes indications du paragraphe

    précédent ne sont pas immédiatement

    ND 2250 - 203 - 06HST

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 71

    1 la réponse fréquentielle du micro-phone utilisé doit être constante ou biendéfinie sur l’intervalle des fréquencesallant de 0,25 Hz à 160 Hz ;1 le reste de la chaîne de mesure doitavoir une réponse fréquentielle ayant aumoins les mêmes spécifications que lemicrophone, le facteur précision étantpar ailleurs réputé être crucial, une tolé-rance de ± 1 dB est demandée ;1 le temps d’intégration devrait êtrede 10 secondes pour des bruits continus,jusqu’à une minute pour des bruits fluc-tuants.

    Le mesurage doit s’effectuer en plu-sieurs points du local dans lequel les

    infrasons sont soupçonnés ou ressentis.En particulier, à cause des ondes station-naires pouvant exister dans un local degéométrie relativement régulière, il estnécessaire de considérer des points demesure proches des cloisons, plancherou plafond, là où des ventres de pressionseraient susceptibles d’exister. D’autrespoints de mesure sont nécessaires dansle local, à 1 mètre ou 1,5 mètre du sol,puisqu’il n’est pas rare que des ondesstationnaires provoquent des variationsde niveau, d’un point à l’autre d’un local,de plus de 30 dB.

    Le niveau infrasonore est calculé parsommation des niveaux pondérés Gdans les différents tiers d’octave. Cette

    Valeurs limites proposées pour l’exposition aux infrasons aériensSuggested limit values for exposureto airborne infrasound

    TABLEAU I

    INFRASONS CONTINUS

    • Utilisatpionde la pondération G• Sommation des

    Calcul de l’exposition énergies reçues entreles tiers d’octave

    compris entre 1 Hzet 100 Hz

    Valeur limited’exposition en dB(G)

    sur une durée102 dB(G)

    de 8 heures

    Si la durée d’exposition Augmentationest diminuée par un de la valeur limite

    facteur 2 de + 3 dB

    INFRASONS IMPULSIONNELS

    Calcul de l’exposition Pas de pondération

    Valeur limited’exposition

    145 dB(Lin)

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    6/11

    9 Des ultrasons de puissance assezfaible sont utilisés pour des applicationssimilaires au sonar de la chauve-souristelles que le contrôle, la détection ou lediagnostic, comme par exemple :1 le contrôle non-destructif dansl’industrie,1 l’échographie médicale,1 la détection d’objets ou de personnes(alarmes, capteurs de présence),1 en acoustique sous-marine (sonarscivils ou militaires).

    9 Des ultrasons de puissance élevéesont utilisés, entre autres, pour desapplications échauffant ou transformantdes matériaux :1 le soudage par ultrasons (soudagedes matières plastiques mais aussi des

    métaux),1 l’usinage par ultrasons (tournage,perçage, tronçonnage…),1 la sonochimie (extraction, atomisa-tion, émulsification, dégazage, séchage…),1 le nettoyage et le dégraissage dansdes cuves à ultrasons,1 les ultrasons thérapeutiques (destruc-tions de tumeurs ou de calculs paréchauffement local des tissus).

    Cette grande gamme d’applications,liée aux larges gammes de fréquence etde puissance, fait que de très nombreuxtravailleurs sont exposés aux ultrasons.Mais il faudra bien distinguer, pour unproblème posé, quelles fréquences etquelles puissances sont en cause avantd’en déduire les éventuels dangers et lesmesures de protection à prendre.

    À titre d’exemple, les appareils desoudage ou de nettoyage les plus répan-dus fonctionnent généralement avec desfréquences centrales comprises entre 15et 40 kHz et génèrent des niveauxvariant de 90 à 130 dB(Lin) à proximité

    des postes de travail.

    PROPAGATIONLes ultrasons se propagent dans les

    solides et les milieux fluides (air, liqui-des) mais leur atténuation durant lapropagation est plus importante quecelle des sons qualifiés d’audibles carl’absorption dans les milieux traversésest proportionnelle à la fréquence. Dansl’air, à 15°C et 37 % d’humidité, l’absorp-tion d’une onde ultrasonore de fréquence30 kHz est environ de 7 dB pour 10 mparcourus alors qu’elle n’est que de0,7 dB pour 10 m parcourus par uneonde audible de fréquence 4 kHz [32].

    sommation pondérée G est alors compa-rée aux valeurs limites recommandéesdans le paragraphe précédent.

    MESURES DE PROTECTIONLes mesures de protection contre

    les infrasons sont peu efficaces puisqueces ondes sont très peu atténuéesdurant leur trajet dans l’air ou les maté-riaux isolants acoustiques classiques[30]. Les propriétés acoustiques desmatériaux isolants ou absorbants nesont généralement pas définies en deçàde l’octave 125 Hz. Pour la plupartd’entre eux, ils sont très probablementbeaucoup moins efficaces pour lagamme des fréquences inférieures à

    cette octave. Les équipements de protec-tion individuelle ne sont pas qualifiésen deçà de l’octave 63 Hz et des essaissur des bouchons d’oreille [31] ontprouvé leur inefficacité pour des fré-quences en deçà de 50 Hz. De toutefaçon, les autres sensations corporellestransmises par les vibrations du corpsne peuvent pas être atténuées par cesprotecteurs.

    Par la diminution du niveau à lasource (changement des composants,augmentation des vitesses de rotationdes machines tournantes, etc.), on offriraprobablement une protection plus effi-cace que par l’isolation des personnesexposées.

    ULTRASONS

    GÉNÉRATION

    Si l’on exclut les sources biologiquesqui sont de faible puissance et représen-tées par les chauve-souris, mammifèresmarins et, plus rarement, des insectes,oiseaux ou mammifères terrestres, lessources ultrasonores sont rarement dessources naturelles. Par contre, lessources artificielles sont nombreusestout comme les applications indus-trielles ou médicales des ultrasons. Lesgammes de fréquence utilisées sont trèsvariées, allant de quelques kilohertz àquelques gigahertz. Les gammes depuissance sont aussi très larges maison peut distinguer deux types d’appli-cations, en fonction des puissancesémises.

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 72

    Les ultrasons de haute fréquence (de100 kHz à 1 GHz) sont donc très viteatténués dans l’air, et par n’importe quelmatériau. Les mesures d’isolement dessources ultrasonores sont donc assezfaciles à prendre pour les champsdirects.

    Par contre, dans les liquides (eau demer, liquides physiologiques), les ultra-sons se propagent mieux, l’absorptionn’étant par exemple que de 4 à 6 dB parkilomètre parcouru dans de l’eau de merpar des ondes de fréquence 30 kHz.

    À ces absorptions, il convient derajouter l’atténuation due à la diver-gence sphérique, comme pour toutesles ondes acoustiques provenant d’une

    source proche et de petite dimension,qui diminue les niveaux de 6 dB pardoublement de la distance (en champlibre).

    Les fréquences élevées des ultrasonsrendent souvent les sources, même lessources de petite taille, directives sur lesfaibles longueurs d’onde (1 cm à 34 kHzou 3,4 mm à 100 kHz ; dans l’air). Mais,au cours de leur propagation, les ultra-sons :1 se réfléchissent sur les parois qu’ilsrencontrent comme les ondes sonoresaudibles,1 se diffractent sur les bords des obs-tacles rencontrés,1 sont facilement diffusés par lesrugosités des parois à cause de leurlongueur d’onde.

    Dans un local industriel, ces phéno-mènes physiques peuvent provoquer unchamp diffus de niveau non négligeableà proximité d’une machine à ultrasons,malgré les fortes absorptions durant lapropagation directe évoquées plus haut.

    La transmission à l’homme peuts’effectuer par deux voies, la transmis-sion par contact direct (peau) ou la trans-mission aérienne (oreilles). Les effetsphysiologiques et les limites d’exposi-tion sont alors très différents.

    TRANSMISSION À L’HOMMEPAR CONTACT DIRECT –LIMITES D’EXPOSITIONEffets physiologiques

    La transmission directe à l’hommepeut s’effectuer par contact d’un émet-teur avec la peau ou par immersiond’une partie du corps dans un bain excité

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    7/11

    ND 2250 - 203 - 06HST

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 73

    par des ultrasons (la faible atténuationdes ultrasons dans les liquides permetde considérer ce contact comme direct).Pour ces cas, l’énergie des ultrasons nesera pas définie en décibel, mais directe-ment en watt par unité de surface, soitparce qu’il n’y a pas propagation dansl’air (cas du contact direct avec la peau),soit parce que la définition des décibelsest très différente dans l’eau ou les liqui-des et pourrait porter à confusion (cas ducontact par immersion).

    Pour les contacts avec la peau, lesdangers les plus importants sontévidemment les brûlures dues à desémetteurs capables d’échauffer locale-ment des matières plastiques ou métal-liques à quelques centaines de degrés

    (soudage) [33]. Ces brûlures peuvent êtreimmédiates ou différées, rester locali-sées en surface (épiderme) ou atteindreles tissus plus en profondeur, et, dans cedernier cas, provoquer des lésions gravesaprès une exposition prolongée.

    Les contacts par immersion ontsouvent lieu dans un contexte de net-toyage ou dégraissage par ultrasons. Lesparois de la cuve vibrent pour transmettreles ultrasons au liquide mais trans-mettent aussi des ultrasons dans l’air. Laprésence des solvants et la transmissionaérienne résiduelle font que certainseffets du contact direct par immersionobservés sur l’homme ont été plus oumoins contestés à cause de cette tripleexposition (ultrasons touchant l’oreille,solvants, ultrasons touchant la peau). Ilest pourtant certain que l’immersiond’une partie du corps humain dans unbain (eau ou solvant) excité par des ultra-sons peut être dangereuse, vu les fortespuissances employées qui provoquentlocalement la cavitation du liquide afind’arracher les particules polluant la pièce

    à nettoyer.Les applications industrielles des

    ultrasons sont conçues de telle manièreque les opérateurs ne soient pas encontact direct avec les émetteurs.Pourtant, à la suite d’un accident oud’une négligence, le contact direct estpossible et potentiellement dangereux,vu les puissances utilisées dans lesapplications de soudage, d’usinage ou denettoyage. Le contact direct doit doncêtre formellement évité.

    Les applications de diagnostic médi-cal (échographie) ou industriel (contrôlenon-destructif) et les détecteurs (alarmes)utilisent des fréquences plus élevées (de

    fréquence arrivent naturellement, parvoie aérienne, sur le capteur qu’estl’oreille.

    RéchauffementDe nombreuses études d’exposition

    de molécules, de cellules, d’œufs, delarves, d’animaux ont été effectuéesdepuis les années 40. Un réchauffementimportant des tissus, jusqu’à la cavitationdu sang entraînant la mort, a été observésur des souris exposées à des niveaux depression acoustique de l’ordre de 145 à160 dB(Lin) à la fréquence de 20 kHzet pour des expositions de quelquesminutes [33]. Ces niveaux provoqueraientune élévation de la température rapide etnocive chez les êtres humains, pour

    l’ordre du mégahertz) et des puissancesbeaucoup plus faibles que les applica-tions industrielles ou les applicationsmédicales thérapeutiques. En échogra-phie médicale, un contact direct entrel’émetteur et la peau est assuré par uncouplant gras. A ce jour, aucun effetbiologique imputable à de tels ultrasonsn'a été mis en évidence en applicationdiagnostique [34], dans la mesure où lesexpositions sont rares et de faible duréepour les patients. Aucune donnée n’aété trouvée concernant les opérateursmettant en œuvre ces appareils. Cesderniers pourraient être beaucoupmoins exposés que les patients grâce àla directivité des antennes émettrices etun couplage majoritairement aérien.

    Limites d’exposition au contact directLes intensités d’exposition directeau-dessous desquelles aucun effet biolo-gique important n’a été observé dans lestissus des mammifères sont représen-tées Figure 4. Ce graphique est tiré d’unrapport canadien [33]. Les fréquencesultrasonores se situent dans la gamme 1à 10 mégahertz et les intensités de crêtesont mesurées dans l’eau.

    À titre d’exemple, leTableau II tirédu même rapport canadien [33] montreles ordres de grandeur de quelquesvaleurs de puissance mesurées sur desappareils industriels émettant des ultra-sons de forte intensité.

    Si l’on extrapole à l’homme lesrésultats obtenus sur les tissus d’autresmammifères, la courbe de laFigure 4peut servir de valeur guide pour définir une limite d’exposition au contact directà puissance ultrasonore et durée d’expo-sition données.

    TRANSMISSION PAR VOIE AÉRIENNE –LIMITES D’EXPOSITIONLorsque la transmission est pure-

    ment aérienne, les effets des ultrasonssur l’homme peuvent être de troisordres :1 malgré l’atténuation dans l’air, desultrasons de haute puissance peuventêtre transmis à la peau puis aux tissus ouaux organes internes provoquant unréchauffement,1 lorsque le spectre des ultrasonscontient aussi des composantes plusbasses en fréquence et de faible niveau,on a signalé des effets de gêne,1 les effets généraux sur l’auditionsont à discuter puisque ces sons haute

    Durée de l'exposition (s)

    I n t e n s i t é

    ( W / c m 2

    )

    100 104101 102 10310-2

    10-1

    100

    101

    102

    Pas d'effet biologiqueimportant confirmé

    Limite du niveau d'expositionau contact direct des ultrasons,adapté de [33]Limit level of direct contact exposure toultrasound,adapted from [33]

    FIGURE 4

    Application Intensitésmesurées

    Nettoyage et Environ 1 à 6 W/cm 2dégraissage (bains) de surface exposée

    Soudage et brasage 1 à 50 W/cm 2

    Environ 100 W/cm2Soudage des plastiquessur la surface à souder

    Environ 2 000 W/cm2Soudage des métauxà la buse

    Extraction d’essenceset de produits chimiques

    Environ 100

    (sonochimie)à 500 W/cm2

    Exemples d'intensités mesuréespour des ultrasons industrielsExamples of measured industrialultrasound intensities

    TABLEAU II

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    8/11INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 74

    lesquels le niveau létal est supposé êtreégal à environ 180 dB.

    Finalement, l’exposition à desniveaux supérieurs à 145 dB provoque-rait des effets nocifs aigus chez l’êtrehumain dus au réchauffement destissus. Cependant, de tels niveaux n’ontjamais été observés dans l’air à proxi-mité (quelques dizaines de centimètres)des appareils industriels courants.

    GêneOn a signalé un certain nombre

    d’effets (qualifiés de « subjectifs ») desultrasons transmis dans l’air. Des sensa-tions de fatigue, des nausées, des mauxde tête, des acouphènes, des perturba-tions de l’équilibre ont été rapportés. Ces

    observations sont parfois effectuées surdes personnes travaillant à proximité decuves de nettoyage où l’expositionconjointe aux vapeurs de solvants a pulaisser des doutes sur la véritable causede la gêne.

    De plus, l’exposition conjointe àdes composantes audibles haute fré-quence est commune à proximité desappareils industriels à ultrasons, soitparce que ces composantes sont provo-quées par d’autres appareils voisins,soit parce que des émissions secon-daires plus basse-fréquence sont provo-quées par l’appareillage à ultrasons. Eneffet, les émissions puissantes desappareils à ultrasons peuvent provo-quer, grâce à des phénomènes de non-linéarités, des battements à la fréquencemoitié de la fréquence fondamentale.Ces battements, qualifiés de sous-harmoniques dans la littérature, sontaudibles si les fréquences principalesd’émission des ultrasons sont infé-rieures à 40 kHz, ce qui est le cas pourbeaucoup d’appareils de soudage ou de

    nettoyage.Il faudra donc bien identifier les

    causes réelles (exposition conjointe à dessolvants et/ou des composantes audibleshaute fréquence 10-20 kHz) dans le casd’un problème de gêne à proximité d’unappareil à ultrasons. Les personnesayant une bonne acuité auditive en hautefréquence peuvent de toute façon êtregênées par des composantes comprisesentre 16 et 22 kHz.

    Effets sur l’auditionLes principaux effets des ultrasons

    émis par les appareils industriels ettransmis dans l’air sont ceux associés àla réception des ondes par l’oreille. De

    pertes d’audition sont plutôt observéesen dehors de la plage audiométrique,pour des fréquences de 10 à 15 kHz. Lapresbyacousie naturelle et les éventuellesexpositions multiples (bruits audibles,solvants), font que les interprétations deces pertes d’audition sont quelquefoisdiscutées.

    Limites d’expositionLes études sur les effets des ultra-

    sons sur l’audition ont conduit à desinterprétations légèrement différentes.Cependant, plusieurs pays sont arrivésà des recommandations similaires pourl’exposition des travailleurs aux fréquen-ces audibles supérieures et aux ultra-sons, dans le domaine des fréquencescouramment rencontrées en milieu

    industriel (15 - 50 kHz).Le Tableau III résume ces différen-

    tes recommandations tirées de [33, 35,36].

    Ces données sont à interpréter de lamanière suivante :1 dans chaque tiers d’octave, la valeurlimite doit être respectée,1 les valeurs limites sont celles d’uneexposition pendant 8 heures à desbruits haute-fréquence ou ultrasonorescontinus. Dans le cas de bruits impul-sionnels (soudage), l’exposition équiva-lente est calculée par une moyennetemporelle.

    Si l’exposition journalière est pluscourte que 8 heures, les valeurs limitespeuvent être relevées selon les principesd’énergie équivalente reçue.

    Le Bureau International du Travail(1977) permet une augmentation de ceslimites d’exposition :1 de + 6 dB (pour 1 à 4 heures d’expo-

    sition),1 de + 12 dB (pour 15 minutes à1 heure),1 de + 18 dB (pour 5 à 15 minutes),1 de + 24 dB (pour 1 à 5 minutes).

    Une proposition plus prudente del’International Non-Ionizing RadiationCommittee (INIRC, 1984) et reprise parDamongeot [36] préconise une augmen-tation de ces limites d’exposition :1 de + 3 dB (pour 2 à 4 heures d’expo-sition),1 de + 6 dB (pour 1 à 2 heures),1 de + 9 dB (pour moins d’une heure).

    L’actualisation de la bibliographiene remet pas en cause les limites

    nombreuses études ont été effectuéesdepuis les années 40 et de nombreuxorganismes internationaux ont multipliéles études de synthèse [33, 35, 36] quiconfrontent à la fois les observationséventuelles sur les lésions auditives etsur les limites d’exposition recomman-dées par différents pays.

    Comme pour les problèmes de gênedéjà évoqués, l’observation des effetsdes ultrasons sur l’audition est parfoislimitée par une exposition conjointe àdes solvants, dont on sait qu’elle peutentraîner des maux de tête ou desnausées mais aussi qu’elle peut ampli-fier les pertes auditives [37] ou par uneexposition conjointe à des hautes fré-quences audibles. Dans ce dernier cas,

    les pertes auditives résultantes peuventêtre subies dans la gamme des fréquen-ces reçues ou à des fréquences beaucoupplus basses que celles reçues. Les pertesauditives à des fréquences supérieures àl’octave centrée sur 8 kHz ne sontd’ailleurs pas mesurées dans les testsd’audiométrie [7].

    Effets temporairesDes observations de pertes d’audi-

    tion temporaires à des fréquences infé-rieures aux fréquences ultrasonores ontété rapportées, à la suite d’une expo-sition à des ultrasons transmis dansl’air à des niveaux de pression élevés [33].Par exemple, des réductions temporairesde la sensibilité auditive à des fréquen-ces de 4, 10, 14 et 15 kHz ont été obser-vées sur des sujets soumis à des ultra-sons, pour une exposition à des niveauxde 120 dB(Lin) et une fréquence ultra-sonore de 20,6 kHz. Aucun effet impor-tant n’a été remarqué, lors de la mêmeexpérience, si les niveaux sont de100 dB(Lin).

    Ces niveaux et ces fréquences ultra-sonores sont proches de ceux habituelle-ment émis par les appareils de soudageou de nettoyage (90 à 130 dB(Lin) ; 15 –40 kHz) [38].

    Effets permanentsOn ne possède pas de preuves que

    l’exposition à des ultrasons seuls, deniveaux inférieurs à 120 dB, pour desfréquences supérieures à 20 kHz, peutentraîner des pertes d’audition. De nom-breuses études et expérimentationseffectuées dès les années 60 et rappor-tées dans [33, 35] font observer toutefoisdes pertes d’audition permanentes dansdes populations de travailleurs soumisquelques années à des ultrasons. Ces

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    9/11

    ND 2250 - 203 - 06HST

    INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 75

    d’exposition proposées par Damongeoten 1985, pour la zone qu’il appelle« zone de présomption de danger ».

    Il est finalement recommandé de

    limiter l’exposition des travailleurs auxbruits audibles de haute fréquence (8 -20 kHz) et aux ultrasons de bassefréquence (20 - 50 kHz) aux valeursdonnées dans le Tableau IV (par tiersd’octave et pour 8 heures d’exposition àdes bruits continus). Dans le cas d’uneexposition plus courte que 8 heures, unetolérance comme celle préconisée parl’INIRC peut être envisagée.

    MESURAGE –MOYENS DE PRÉVENTION

    Le mesurage de l’exposition auxultrasons doit s’effectuer à l’aide d’unappareillage ayant une bande passante

    relié à un micro-ordinateur permet devérifier la stabilité des émissions ou deconnaître les séquences d’impulsiondans le cas du soudage.

    Les moyens de prévention agissantà la source sont :1 le choix d’appareils utilisant desfréquences les plus hautes possibles, auregard de l’efficacité du processus defabrication,1 un bon accord d’impédance entrel’émetteur proprement dit et la sono-trode, dans le cas du soudage, afin quel’énergie vibratoire soit plutôt émise versla pièce à souder.

    Les moyens de prévention par isole-ment les plus efficaces sont le capotage

    ou l’encoffrement partiel ou complet desmachines bruyantes ou leur isolementdans une pièce séparée. Les ultrasonssont très vite atténués par des paroismême par celles qui ont un faibleisolement acoustique aux fréquencesaudibles. Par exemple, une plaque deplexiglas de 4 mm d’épaisseur atténued’environ 40 dB à 25 kHz. Par contre, lesfuites par des ouvertures des capotagesou des écrans sont, à ces fréquences, desproblèmes très critiques. Par exemple,une petite ouverture dans un écranprovoquera, par diffraction, une sourcesecondaire d’ultrasons importante quipourra rendre l’écran de départ complè-tement inefficace.

    Les mesures d’éloignement destravailleurs des machines à ultrasonssont également efficaces, les niveauxultrasonores décroissant assez rapide-ment dans l’air.

    En dernier lieu, les équipements deprotection individuelle (serre-tête anti-bruit, bouchons d’oreille), permettent

    généralement une isolation au moinsaussi bonne que celle notifiée pour lesfréquences audibles les plus hautes(8 kHz) [31].

    C AS PARTICULIERDE LA FEMME ENCEINTE

    Le cas particulier de la femmeenceinte travaillant sur un appareil géné-rant des ultrasons de puissance doit êtreexaminé à part. Des études ont montréque l’isolation phonique apportée par laparoi abdominale de la mère était del’ordre de 25 dB aux fréquences de laparole. Même si cette isolation peut êtreplus importante aux fréquences des

    suffisante. En particulier, l’emploi d’unsonomètre utilisant la pondération Aest à proscrire, puisque tous les niveauxdiscutés précédemment sont en dBlinéaires. L’analyse doit s’effectuer en

    tiers d’octave afin de comparer lesspectres aux valeurs limites préconiséesci-dessus. Le microphone associé ausonomètre ou à la chaîne de mesure doitavoir une bande passante suffisammentlarge, sa réponse en fréquence doit êtreconnue pour corriger éventuellementles niveaux reçus aux fréquences les plushautes.

    Comme on l’a vu, la directivité dessources ultrasonores peut être importante.On pourra multiplier les points demesure et changer l’orientation ducapteur, afin de se prévenir d’une sous-évaluation de la nuisance. L’enregistre-ment du signal temporel sur un systèmed’acquisition compatible en fréquence et

    Tiers d’octave centré Pression acoustique en dB(Lin)à la fréquence (kHz) 1 (*) 2 (*) 3 (*) 4 (*) 5 (*) 6 (*) 7 (*) 8 (*)

    8 90 75 - - - - - -

    10 90 75 - - 80 - - 75

    12,5 90 75 75 - 80 - - 75

    16 90 75 85 - 80 - 75 75

    20 110 110 110 105 105 75 75 75

    25 110 110 110 110 110 110 110 110

    31,5 110 110 110 115 115 110 110 110

    40 110 110 110 115 115 110 110 110

    50 110 - 110 115 115 110 110 110

    Fréquence centraledu tiers d’octave en kHz 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50

    Valeurs limites en dB(Lin)pour 8 heures d’exposition 75 75 75 75 75 110 110 110 110

    Durée d’exposition Entre 2 et 4 heures Entre 1 et 2 heures Moins de 1 heure

    Augmentation possiblede la valeur limite +3 dB +6 dB +9 dB

    Limites d'exposition professionnelle exprimées en niveaux de pression acoustiquedB(Lin) pour différents pays ou auteursOccupational exposure limits expressed as acoustic pressure levels dB(Lin) for differentcountries or authors

    TABLEAU III

    (*) 1 : Japon (1971). 2 : Acton (1975). 3 : URSS (1975). 4 : Suède (1978).5 : American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1989).6 : Association Internationale de Radioprotection (AIRP 1984).7 : Canada (1991). 8 : France (1985).

    Valeurs limites proposées pour l'exposition aux ultrasons aériensProposed limit values for exposure to airborne ultrasound

    TABLEAU IV

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    10/11INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 2 e trimestre 2006 - 203 / 76

    ultrasons, le fœtus est exposé ce quipourrait être plus préjudiciable pendantle dernier trimestre de grossesse. Unéquipement de protection individuellede la mère (bouchons d’oreille) ne pré-vient évidemment pas l’exposition dufœtus. Une étude épidémiologique amis en évidence des pertes auditives chezdes enfants dont les mères travaillaientdans des ambiances bruyantes pendant

    Dans le cas de la travailleuse enceinte,les mesures de prévention habituellesdoivent être prises pour réduire aumieux l’exposition aux ultrasons :1 isolement des générateurs (encof-frement, capotage, cabine, écrans, etc.),1 éloignement ou rotation du person-nel,1 port d’équipements de protectionindividuelle.

    Reçu le : 07/10/2005Accepté le : 06/04/2006

    la grossesse [39]. Des études indiquentune légère augmentation du risque deprématurité et de retard de croissanceintra-utérin voire de fausse coucheprécoce [40, 41]. La CommunautéEuropéenne signale ces dangers éven-tuels dans une communication sur leslignes directrices de l’application de laDirective 92/85/CEE concernant lesfemmes enceintes [42].

    Générale

    [1] Code du Travail. Article R232-8.République Française.

    [2] Directive 2003/10/CE du Parlementeuropéen et du Conseil du 6 février 2003concernant les prescriptions minimales desécurité et de santé relatives à l'exposition destravailleurs aux risques dus aux agentsphysiques (bruit).

    [3] Norme NF S31-084 Octobre 2002.Acoustique - Méthode de mesurage desniveaux d'exposition au bruit en milieu detravail.

    [4] Norme ISO 7196 :1995 - Acoustique.Pondération fréquentielle pour le mesuragedes infrasons. Mars 1995.

    [5] Norme NF S30-101 Septembre 1973Vocabulaire de l'acoustique - Définitionsgénérales.

    [6] VERCAMMEN M.L.S. - Setting limitsto Low Frequency Noise. Journal of LowFrequency Noise, Vibration and ActiveControl, 1989, 8, 4, pp. 105-109.

    [7] Norme NF EN 26189 Février 1992.Acoustique - Audiométrie liminaire tonale enconduction aérienne pour les besoins de lapréservation de l'ouïe.

    [31] BERGER E.H. - Protection forInfrasonic and Ultrasonic Noise Exposure.Monographie Technique disponible surl’Internet http://www.e-a-r.com. 2 pages.

    Infrasons

    [8] IWAHASHI K. AND OCHIAI H. -Infrasound Pressure Meter and Examples of Measuring Data. Journal of Low FrequencyNoise, Vibration and Active Control, 2001, 20,1, pp. 15-19.

    [9] PAWLACZYK-LUSZCZYNSKA M. -Occupational Exposure to infrasonic noise inPoland. Journal of Low Frequency Noise,Vibration and Active Control, 1998,17, 2,pp. 71-83.

    [10] British Wind Energy Association.Low Frequency Noise and Wind Turbines.Technical Annex. February 2005. 10 pages.http://www.bwea.com/pdf/lfn-annex.pdf

    [11] VINOKUR R. - Acoustic Noise as aNon-Lethal Weapon. Sound and Vibration.

    October 2004. p. 19-23.[12] MØLLER H. et PEDERSEN C.S. -

    Hearing at Low and Infrasonic Frequencies.Noise and Health, 2004, 6, 23, pp. 37-57.

    [13] ISO 226:2003 Août 2003 -Acoustique - Lignes isosoniques normales.

    [14] LANDSTRÖM U. - Laboratory andField studies on infrasound and its effects onHumans. Journal of Low Frequency Noise,Vibration and Active Control, 1987, 6, 1,pp 29-33.

    [15] Norme NF EN 61672-1 Juin 2003 -Électroacoustique - Sonomètres - Partie 1 :spécifications

    [16] GUEST H. - Inadequate standardscurrently applied by local authorities todetermine statutory nuisance from LF andinfrasound, Journal of Low Frequency Noise,Vibration and Active Control, 1 March 2003,22, 1, pp. 1-7.

    [17] CAMPO P. et DAMONGEOT A. -La pondération « A » est-elle un indicateurpertinent de la nocivité des bruits bassefréquence ? Étude bibliographique. Cahiers deNotes Documentaires n°144, 3ème trimestre1991, pp. 485-492.

    [18] LUNDQUIST P., HOLMBERG K. etLANDSTRÖM U. - Low Frequency Noise andAnnoyance in Classroom, Journal of LowFrequency Noise, Vibration and ActiveControl, 2000, 19, 4, pp. 175-182.

    [19] World Health Organization.Environmental Health Criteria 12 - NoiseInfrasound. Brief Review of ToxicologicalLiterature. November 2001. 51 pages.h t t p : / / n t p - s e r v e r. n i e h s . n i h . g o v /ntp/htdocs/Chem_Background/ExSumPdf/Infrasound.pdf

    [20] Department for Environment, Foodand Rural Affaires (Royaume-Uni). A Reviewof Published Research on Low FrequencyNoise and its Effects. Report for Defra byDr Geoff Leventhall Assisted by Dr PeterPelmear and Dr Stephen Benton. 2003.88 pages.http://www.defra.gov.uk/environment/noise/lowfrequency/pdf/lowfreqnoise.pdf

    BIBLIOGRAPHIE

  • 8/17/2019 INRS - Limites d'Exposition Aux Ultrasons Et Infrasons - ND2250-203-06

    11/11

    ND 2250 - 203 - 06HST

    [21] HUANG QIBAY C.Y. and SHI H. -An Investigation on the Physiological andPsychological Effects of Infrasound onPersons. Journal of Low Frequency Noise,Vibration and Active Control. March 2004.23(1). p. 71-76.

    [22] LANDSTRÖM U., LANDSTRÖM R.et BYSTRÖM M. - Exposure to infrasound -Perception and changes in wakefulness.Journal of Low Frequency Noise, Vibrationand Active Control, 1983, 2, 1, pp. 1-11.

    [23] GAVREAU V., CONDAT R. et SAUL H.- Infra-sons : Générateur s, Détecteurs,Propriétés Physiques, Effets Biologiques.Acustica. 1966. 17(1) p. 1-10.

    [24] HANEKE K.E. et al. - Infrasound:brief review of toxicological literature.Integrated Laboratory Systems Inc. Rapportpréparé pour le National Institute of Environmental Health Sciences (USA).Novembre 2001. 51 pages.

    [25] PAWLACZYK-LUSZCZYNSKA M.,KACZMARSKATA-KOZLOWSKA A.,AUGUSTYNSKA D., et KAMEDULA M. -Proposal of New Limit Values forOccupational Exposure to Infrasonic Noise inPoland. Journal of Low Frequency Noise,Vibration and Active Control, 2000, 19, 4,pp. 183-193.

    [26] JAKOBSEN J. - Danish guidelines

    on environmental low frequency noise,infrasound and vibration. Journal of LowFrequency Noise, Vibration and ActiveControl, 1 September 2001,(20)3, p. 141-148.

    [27]Eidgenössische Koordinationskommission für Arbeitssicherheit. EKAS.http://www.ekas.ch. Recueil systématique dudroit fédéral - RS 832.30 Ordonnance sur laprévention des accidents et des maladiesprofessionnelles - Titre 1 Prescriptions sur laprévention des accidents et maladies profes-sionnels (sécurité au travail) - Chapitre 3Exigences de sécurité - Section 3 Milieu detravail - Art. 34 Bruit et vibrations (2002).

    [28] HEE G., BARBARA J.J., et GROS P. -Valeurs limites d’exposition aux agentsphysiques en ambiance de travail. Cahiers deNotes Documentaires n°148, 3ème trimestre1992. Mise à jour mai 1993. Référence INRS :ND 1886-148-92, p. 297-318.

    [29] PIMONOW L. - Les bruits. Étudedocumentaire relative aux effets des vibra-tions acoustiques sur l’organisme. Secrétariatgénéral de l’aviation civile. 1972.

    [ 3 0 ] K A C Z M A R S K A A . e tAUGUSTYNSKA D. - Study of soundinsulation of control cabins in industry in thelow frequency range. Journal of LowFrequency Noise, Vibration and ActiveControl, 1992, 11, 2, pp. 42-46.

    Ultrasons

    [32] BAAS H.E. and SHIELDS F.D. -Absorption of sound in air : High-frequencymeasurements. Journal of Acoustical Societyof America. Sept. 1977. 62(3) p. 571-576.

    [33] Principes d’utilisation des ultrasons :partie II – applications industrielles etcommerciales. Rapport DHM-RT-158 publiépar la Direction de l’hygiène du milieu.Direction générale de la protection de la santé(Canada). 1991. 44 pages.

    [34] ARBEILLE P. , HERAUL T S. -Généralités sur les mécanismes physiques

    des effets biologiques des ultrasons. Journald'échographie et de médecine ultra-sonore.1997 , vol. 18 , no 5 , pp. 306 - 314

    [35] Damage to human hearing by air-borne sound of very high frequency or ultra-sonic frequency. Rapport préparé parl’Institute of Sound and Vivration Research(Royaume-Uni) pour le compte du Health andSafety Executive. 2001. 77 pages.

    [36] DAMONGEOT A. et ANDRE G. -Limites d’exposition aux sons aigus (8 à16 kHz) et aux ultrasons de basse fréquence(1 à 100 kHz). Revue bibliographique et inter-prétation. Cahiers de Notes Documentaires.N°120. 1985. Référence INRS : ND 1537-120-85, p. 317-324.

    [37] CAMPO P., LATAYE R. - Toluene-induced hearing loss : a mid-frequencylocation of the cochlear lesions. Neurotox.And Teratol. 19 (2), 129-140. 1997

    [38] ANDRE G. et DAMONGEOT A. -Émissions sonores et ultrasonores lors dusoudage par ultrasons. Cahiers de NotesDocumentaires. N°123. 1986. p. 151-166.

    [39]LALANDE NM, HETU R,LAMBERT J. - Is occupational noise exposureduring pregnancy a risk factor of damage tothe auditory system of the fetus? Am J IndMed. 1986;10(4):427-35.

    [40] NURMINEN T. - Female noise expo-sure, shift work, and reproduction. J. Occup.Environ. Med. 1995 August. 37(8):945-50.Review.

    [41] BREZINKA C, LECHNER T,STEPHAN K. - The fetus and noise, GynakolGeburtshilfliche Rundsch. 1997 ; 37(3):119-29.

    [42] Commission des CommunautésEuropéennes. Communication de laCommission sur les lignes directricesconcernant l’évaluation des agents chimiques,physiques et biologiques ainsi que desprocédés industriels considéré commecomportant un risque pour la sécurité ou lasanté des travailleuses enceintes, accouchéesou allaitantes (Directive 92/85/CEE).Bruxelles le 20.11.2000. COM(2000) 466

    final/2. Page 20.