Perception des vibrationsE. ParizetLaboratoire Vibrations
Acoustique INSA [email protected] Une
perception complexe Stimuli vibratoires dans le btiment Un peu de
psychophysique Seuil de dtection, seuil diffrentiel; Courbes
iso-sensation; Loi niveau sensation. Effets sur l'homme3Une
perception complexeVibrationAuditionVisionVibration
VibrationStimulusSensation PerceptionIntroduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme4Canaux sensoriels Canaux
semi-circulaires Proprioception (peau et organes
internes)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme5Rponse dynamique du corps humain Impdance mcanique du corps
humain : Pour diffrentes directions, positions et postures (et
amplitudes de l'effort)( )( )( )F fZ fv f=FvHolmlund et al. Applied
Ergo. 31 (2000)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme6Une perception complexedes expriences complexes ! Difficile
matrise des stimuli (exemple : fonctions de transfert de siges
automobiles).s 1 : 58Kgs 2 : 68Kgs 3 : 72Kgs 4 : 86KgBanc
vibratoire LVAFonctions de transfertpied du sige assisepour 4
sujets Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme7Expriences en laboratoire Sujets sur une surface rigide :
Parfait contrle des stimuli; Gnralisation des rsultats dans des
situations relles ?Matsumoto et al., JSV (2011)Introduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme8Sujet encore ouvert Fothergill
L.C, Griffin M.J. "The subjective magnitude of whole-body
vibration", Ergonomics(1977). Howarth H.V.C, Griffin M.J. "The
frequency dependence of subjective reaction to vertical and
horizontal whole-body vibration at low magnitudes", Journal of the
Acoustical Society of America (1988). Morioka M., Griffin M.J.
"Magnitude-dependence of equivalent comfort countours for
fore-and-aft, lateral and vertical whole-body vibration", Journal
of Sound and Vibration (2006).Introduction Stimuli Psychophysique
Effets sur l'homme9Plages de frquence et amplitudes0.010.1110 100
10000.010.1110100Frquence (Hz)Amplitude (m/s2)Mansfield, CRC Press
(2005)Mal destransportsVibrationsglobalesdu
corpsSystmemain-brasIntroduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme10Sources de vibration dans le btiment Transport : f > 15
Hz TramwayPaulsen & Kastka, JSV (1995)TrainsHowarth &
Griffin , JASA (1991)vitesseAcclration (dsp)Introduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme11Sources de vibration dans le
btiment Transport : f > 15 Hz Vent (tours) : f < 1 HzLi et
al. JSV (2008)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme12Sources de vibration dans le btiment Transport : f > 15
Hz Vent (tours) : f < 1 Hz Planchers bois (pas) : f = 1 2 Hz0 5
10 15 20 25050100150frquence (Hz)amplitude (N)Pavic et al., Cement
and Concr. Comp. (2001)Introduction Stimuli Psychophysique Effets
sur l'homme13Psychophysique Psychophysique : relation entre un
stimulus et la sensation associe. Seuils de perception Diffrences
de niveau juste perceptibles Courbes d'iso-sensation en frquence
Relation entre intensits physique et subjective14Seuils de
perception Variabilit exprimentale ! (sujets, procdure) Valeur
typique : 0.02 m.s-2 Vertical : faible dpendance
frquentielleParsons & Griffin, JSV 121 (1988)Bellmann , PhD
Univ. Oldenburg (2002)dB ref. 10-6m/s2Introduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme15Seuils de perception Autres
rsultats : Morioka & Griffin (JSV 2006) Les pondrations
normalises sont discutables !Wd (latral)Wk (vertical)Introduction
Stimuli Psychophysique Effets sur l'homme16Seuil de dtection de
diffrence de niveau Diffrence "juste perceptible" (JND :
just-noticeabledifference) I/I 1.5 dB (loi de Weber)Bellmann , PhD
Univ. Oldenburg (2002)Introduction Stimuli Psychophysique Effets
sur l'homme17Courbes d'iso-sensation Rfrence : 20 Hz, 100 dB (0.1
m/s2), vertical. Ajustement du niveau d'une autre frquence pour
galer la sensation.Bellmann , PhD Univ. Oldenburg (2002)Rsultats de
BellmannPondration Wk (vertical)Introduction Stimuli Psychophysique
Effets sur l'hommeMorioka & Griffin, JSV
(2006)18Relationsensation = (niveau) Estimation de grandeur rfrence
: 10 Hz, 0.1962 m/s2(sensation = 100); stimuli tests : estimation
de l'intensit de la sensation; 20 sujets, 4 rptitions. Sensation k.
1.3(loi de Stevens)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme10-1101102valeur rms (m/s2)reponse rponsesmodle1.31.( 0.017)
S k = Etude Insa-Lva (2006)19Effet des vibrations Sant Amplitudes
trop faibles dans les btiments Confort GneIntroduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme20Influence des vibrations sur le
confort ? Evaluation de la gne par riverains de lignes de chemin de
fer; Deux catgories : faibles vibrations / fortes
vibrations01020304050607070 - 75 76 - 80 81 - 85 86 - 90 91 - 95LA
maxproportion cumule (%)> 2 mm/s< 1 mm/sProportions de
rponses "plutt gn" et "trs gn"hrstrm, JSV (1997)Introduction
Stimuli Psychophysique Effets sur l'homme21Evaluation du confort
vibratoireMaeda et al., Int. J. Ind. Erg. (2008) 3 allures
spectrales de stimuli vibratoires 1-100 Hz; Egalisation des niveaux
pondrs (0.2 1.8 m/s2); Estimation du confort. Estimations
diffrentes selon le signal : pondration peu prcise.Introduction
Stimuli Psychophysique Effets sur l'homme22Confort vibro-acoustique
dans une voiture 100 stimuli (4 autos, 5 niveaux vibratoires, 5
niveaux acoustiques); Restitution en laboratoire; Estimation du
confort (68 sujets)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'hommeEtude Insa-Lva (2009)23Confort vibro-acoustique dans une
voiture Modle additif : C = a 1.7 LdB(A) 4.Lv[dB(A) , dB] Vibration
+ 20 dB bruit + 46 dB Modles quivalents dans le btiment : Howarth
& Griffin, Jasa (1991) : trains Paulsen & Kastka, Jsv
(1995) : tramways02550751000 25 50 75 100predicted valuesmeasured
valuesM. Amari : thse INSA-Lyon (PSA), 2009Introduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme24Confort vibratoire dans le
btiment Critres de confort vibratoire selon Eurocode 5 : Premire
frquence de rsonance Dflection verticale statique Dflection
dynamique (effort unitaire) (z : amortissement modal) 18 f Hz >[
]ua mmF1( . 1) 2[ /( . )]f zv b m N sIntroduction Stimuli
Psychophysique Effets sur l'homme25Gne Effet des vibrations sur
performances : criture Vision Mmorisation Mais niveau lev (par ex.,
16 Hz, 2 m/s2 soit 126 dB). Pour des niveaux plus faibles et des
dures d'exposition plus longues : question encore ouverte.Nakashima
& Cheung, DRDC report (2006)Sherwood et Griffin, JSV
(1992)Introduction Stimuli Psychophysique Effets sur
l'homme26Conclusion Psychophysique des vibrations encore mal
connue. Mesures des niveaux d'exposition difficiles. Confort :
effet aggravateur des vibrations Des modles additifs vibration -
bruit semble convenables. Gne : a priori peu d'effet aux niveaux
usuels Attention au cas des planchers bois (bureaux).
