Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2023
Langue
Français
Résumé
Le bruit constitue une préoccupation de plus en plus importante et généralisée dans le monde. Selon l’Organisation mondiale de la Santé, environ une personne sur quatre dans le monde souffrira de déficience auditive à des degrés divers d’ici à 2050. Dans de nombreux pays et régions du globe, le bruit représente le second facteur environnemental provoquant le plus de dommages sanitaires, et ce derrière la pollution atmosphérique. Sur un volet cognitif ou perceptif, le bruit environnemental peut par exemple perturber le sommeil et gêner l’apprentissage en milieu scolaire. Dans un milieu de travail, il peut perturber la bonne compréhension/perception de signaux ou messages. De plus, la conséquence majeure liée à l’exposition au bruit dans les milieux de travail est la surdité professionnelle qui se classe dans les tout premiers rangs des maladies professionnelles. Toutes les études de santé publique montrent que le nombre de cas de surdité professionnelle causée par le bruit continue d'augmenter de manière très importante, alors que les moyens de prévenir cette maladie sont connus (limiter l’exposition au bruit, diminuer le niveau de bruit de manière générale). Diminuer le niveau de bruit permet de réduire les cas de surdité professionnelle et les coûts qui y sont associés, mais aussi de limiter la contribution de ce facteur aux accidents du travail, tout en améliorant la qualité de vie des travailleurs et des personnes en général.
Ce travail a pour objectif général de mieux caractériser la performance des matériaux absorbants (on sous-entend absorbant d’un point de vue acoustique). La performance d’un traitement insonorisant est décrite par le coefficient d’absorption, qui est défini théoriquement entre une valeur de 0 (matériau non absorbant) et une valeur de 1 (matériau parfaitement absorbant). Les méthodes utilisées dans le cadre des normes actuelles montrent une grande variabilité des résultats entre les laboratoires de test et les valeurs d’absorption obtenues atteignent souvent des valeurs non physiques (c’est-à-dire supérieures à l’unité).
La présente étude est la suite d’une recherche précédente (Robin et al., 2018) portant sur l’évaluation d’une méthode de caractérisation robuste et fiable des traitements absorbants en laboratoire, évaluation réalisée sur un banc prototype et non automatisé. Malgré de nombreux apports positifs (coefficients d’absorption n’excédant pas l’unité, possibilité de caractériser des petits échantillons), la principale limitation de cette méthode se situait dans le domaine des basses fréquences, où elle restait imprécise.
Un banc de mesure a tout d’abord été développé, ce banc permettant de limiter les erreurs de mesure tout en automatisant le cycle de mesure. En complément de la méthode précédente, deux nouvelles approches de calcul du coefficient d’absorption ont été développées et une approche existante dans la littérature a été testée. La méthode proposée dans la recherche précédente et utilisée avec le nouveau banc de mesure automatisé montre toujours une limite dans le domaine des basses fréquences. C’est aussi le cas pour la méthode existant dans la littérature. Néanmoins, les résultats obtenus via les deux nouvelles approches développées permettent de repousser les limitations en basses fréquences observées dans le cas de la méthode précédente. De plus, elles permettent de croiser des approches expérimentales, mais aussi numériques.
L’ensemble des résultats obtenus montre que la combinaison d’un banc de mesure automatisé et de différentes approches permet de mieux mesurer ou calculer numériquement le coefficient d’absorption de matériaux insonorisants, et ainsi de mieux les mettre en oeuvre et dimensionner des traitements pour la réduction du bruit au travail ou du bruit environnemental. Cela permet de suggérer une alternative intéressante et robuste aux méthodes normalisées existantes (méthode du tube d’impédance, méthode de la chambre réverbérante). Le banc développé sera disponible au laboratoire ICAR (Infrastructure commune en acoustique pour la recherche ÉTS-IRSST) et pourra être utilisé pour d’autres actions de recherche ou de caractérisation de matériaux insonorisants.
Abstract
Globally, noise is an increasingly important and widespread concern. According to the World Health Organization, approximately one in four people worldwide will suffer from a hearing deficit to some degree by 2050. In many countries and regions of the globe, noise is the second-greatest environmental factor triggering health problems, after air pollution.
From a cognitive or perceptual perspective, environmental noise can disrupt sleep and impair learning at school, for example. In the workplace, it can impede proper understanding or perception of signals or messages. Moreover, a major consequence related to noise exposure in the workplace is occupational hearing loss, which is among the most common occupational illnesses. All public health studies show that the number of cases of occupational hearing loss caused by noise is still growing substantially, even though methods to prevent this illness are known (limit noise exposure, reduce the overall noise level). Decreasing the noise level makes it possible to reduce the number of cases of occupational hearing loss and the related costs, but also to limit this factor’s contribution to workplace accidents and to improve workers’ and other people’s quality of life.
The purpose of this study is to better characterize the performance of sound-absorbing materials. The performance of a soundproofing treatment is expressed by its absorption coefficient, which falls theoretically between a value of 0 (non-absorbing material) and 1 (perfectly absorbing material). The methods used under current standards show highly variable results among different test laboratories, and the absorption coefficients obtained frequently achieve non-physical results (i.e., values greater than 1).
This study follows up on a previous study (Robin et al., 2018) concerning the assessment of a robust, reliable characterization of sound-absorbing treatments in the laboratory, which was carried out on a prototype, non-automated testbench. Despite its many positive contributions (absorption coefficients that do not exceed 1, ability to characterize small samples), the main limitation of this method related to the low-frequency range, where it remained inaccurate.
First a measuring station was developed, which made it possible to limit measurement errors and automate the measurement cycle. In addition to the previous method, two new approaches for calculating the absorption coefficient were developed and an existing approach from the literature was tested. The method proposed in the previous study and used with the new automated measuring station still shows some limitations in the low-frequency range.
This was also true of the existing method from the literature. Nevertheless, the results obtained with the two new approaches enabled us to overcome the low-frequency limitations observed with the earlier method. In addition, they made it possible to combine different experimental, and numerical, approaches.
Overall, the results obtained show that the combination of an automated measuring station and different approaches is better able to measure, or numerically calculate, the absorption coefficient of soundproofing materials and thus to apply and size them to reduce workplace or environmental noise. This raises the possibility of a robust, interesting alternative to the existing standard methods (impedance tube, live room). The measuring station developed will be available at the ICAR (ÉTS-IRSST Common Infrastructure for Research in Acoustics) laboratory and will be usable for other research on soundproofing materials, including their characterization.
ISBN
9782897972752
Mots-clés
Absorption acoustique, Sound absorption, Évaluation du matériel, Evaluation of equipment, Méthodologie, Methodology, Propagation du son, Sound propagation, Surdité, Deafness, Garniture d'insonorisation, Sound absorbing fitting
Numéro de projet IRSST
2018-0027
Numéro de publication IRSST
R-1186-fr
Citation recommandée
Berry, A., Robin, O., Dupont, T. et Sgard, F. (2023). Développement d’un système de mesure pour la caractérisation des traitements absorbants en laboratoire (Rapport n° R-1186-fr). IRSST.