Mesure objective de l'atténuation et de l'effet d'occlusion des protecteurs auditifs à partir des potentiels évoqués stationnaires et multiples

Valentin, Olivier (2016). Mesure objective de l'atténuation et de l'effet d'occlusion des protecteurs auditifs à partir des potentiels évoqués stationnaires et multiples. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Selon l'Organisation mondiale de la santé, le nombre de travailleurs exposés quotidiennement à des niveaux de bruit préjudiciables à leur audition est passé de 120 millions en 1995 à 250 millions en 2004. Même si la réduction du bruit à la source devrait être toujours privilégiée, la solution largement utilisée pour lutter contre le bruit au travail reste la protection auditive individuelle.

Malheureusement, le port des protecteurs auditifs n’est pas toujours respecté par les travailleurs car il est difficile de fournir un protecteur auditif dont le niveau d’atténuation effective est approprié à l’environnement de travail d’un individu. D’autre part, l'occlusion du canal auditif induit une modification de la perception de la parole, ce qui crée un inconfort incitant les travailleurs à retirer leurs protecteurs.

Ces deux problèmes existent parce que les méthodes actuelles de mesure de l’effet d’occlusion et de l'atténuation sont limitées. Les mesures objectives basées sur des mesures microphoniques intra-auriculaires ne tiennent pas compte de la transmission directe du son à la cochlée par conduction osseuse. Les mesures subjectives au seuil de l’audition sont biaisées à cause de l’effet de masquage aux basses fréquences induit par le bruit physiologique.

L’objectif principal de ce travail de thèse de doctorat est d’améliorer la mesure de l’atténuation et de l’effet d’occlusion des protecteurs auditifs intra-auriculaires. L’approche générale consiste à : (i) vérifier s’il est possible de mesurer l’atténuation des protecteurs auditifs grâce au recueil des potentiels évoqués stationnaires et multiples (PEASM) avec et sans protecteur auditif (protocole 1), (ii) adapter cette méthodologie pour mesurer l’effet d’occlusion induit par le port de protecteur auditifs intra-auriculaires (protocole 2), et (iii) valider chaque protocole par l’intermédiaire de mesures réalisées sur sujets humains.

Les résultats du protocole 1 démontrent que les PEASM peuvent être utilisés pour mesurer objectivement l’atténuation des protecteurs auditifs : les résultats obtenus à 500 Hz et 1 kHz démontrent que l’atténuation mesurée à partir des PEASM est relativement équivalente à l’atténuation calculée par la méthode REAT, ce qui est en accord avec ce qui était attendu puisque l’effet de masquage induit par le bruit physiologique aux basses fréquences est relativement négligeable à ces fréquences.

Les résultats du protocole 2 démontrent que les PEASM peuvent être également utilisés pour mesurer objectivement l’effet d’occlusion induit par le port de protecteurs auditifs : l’effet d’occlusion mesuré à partir des PEASM à 500 Hz est plus élevé que celui calculé par l’intermédiaire de la méthode subjective au seuil de l’audition, ce qui est en accord avec ce qui était attendu puisqu’en dessous d’1 kHz, l’effet de masquage induit par le bruit physiologique aux basses fréquences est source de biais pour les résultats obtenus par la méthode subjective car il y a surestimation des seuils de l’audition en basse fréquence lors du port de protecteurs auditifs. Toutefois, les résultats obtenus à 250 Hz sont en contradiction avec les résultats attendus.

D’un point de vue scientifique, ce travail de thèse a permis de réaliser deux nouvelles méthodes innovantes pour mesurer objectivement l’atténuation et l’effet d’occlusion des protecteurs auditifs intra-auriculaires par électroencéphalographie.

D’un point de vue santé et sécurité au travail, les avancées présentées dans cette thèse pourraient aider à concevoir des protecteurs auditifs plus performants. En effet, si ces deux nouvelles méthodes objectives étaient normalisées pour caractériser les protecteurs auditifs intra-auriculaires, elles pourraient permettre : (i) de mieux appréhender l’efficacité réelle de la protection auditive et (ii) de fournir une mesure de l’inconfort induit par l’occlusion du canal auditif lors du port de protecteurs. Fournir un protecteur auditif dont l’efficacité réelle est adaptée à l’environnement de travail et dont le confort est optimisé permettrait, sur le long terme, d’améliorer les conditions des travailleurs en minimisant le risque lié à la dégradation de leur appareil auditif.

Les perspectives de travail proposées à la fin de cette thèse consistent principalement à : (i) exploiter ces deux méthodes avec une gamme fréquentielle plus étendue, (ii) explorer la variabilité intra-individuelle de chacune des méthodes, (iii) comparer les résultats des deux méthodes avec ceux obtenus par l’intermédiaire de la méthode «Microphone in Real Ear» (MIRE) et (iv) vérifier la compatibilité de chacune des méthodes avec tous les types de protecteurs auditifs. De plus, pour la méthode de mesure de l’effet d’occlusion utilisant les PEASM, une étude complémentaire est nécessaire pour lever la contradiction observée à 250 Hz.

Titre traduit

Using auditory steady state responses for measuring hearing protector attenuation and occlusion effect

Résumé traduit

According to the World Health Organization, worldwide hearing loss estimates increased from 120 million people in 1995 to 250 million in 2004. Since it is often difficult, for technological or economic reasons, to reduce noise at its source, the most commonly used solution to protect workers from noise exposure consists in using hearing protection devices (HPDs).

Unfortunately, workers do not always wear HPDs as required. One problem is the difficulty in providing an appropriate attenuation level required by an individual’s work environment. Another problem is that the occlusion of the ear canal induces a modification of the wearer’s voice perception, which creates a discomfort that sometimes leads people to remove their HPD.

Both of these problems exist because present methods of occlusion effect (OE) measurement and attenuation measurement have limitations. Objective measurements using a microphone in the ear canal do not take into account the bone conducted sounds directly transmitted to the cochlea and psychophysical measurements at hearing threshold are biased due to the low frequency masking effects from test subjects’ physiological noise.

The main objective of this doctorate thesis work is to improve the measurement of HPDs attenuation and the OE induced by wearing HPDs. The general approach is to: (i) ensure that it is possible to measure HPDs attenuation by using auditory steady state responses (protocol 1), (ii) adapt this methodology to measure the OE induced by wearing HPDs (protocol 2), and (iii) validate each protocol trough measurements performed on human subjects.

Results of protocol 1 shows that auditory steady state responses (ASSRs) can be used to objectively measure HPDs attenuation: results at 500 Hz and 1 kHz report that the physiological attenuations are relatively similar to the REAT values. This finding is in agreement with what was expected since the low-frequency masking effects from test subjects’ physiological noise is negligible at these frequencies.

Results of protocol 2 shows that ASSRs can be also used to objectively measure the OE induced by wearing HPDs: the average physiological OE measured at 500 Hz is significantly higher than the average psychophysical OE. This finding is in agreement with what was expected since, below 1 kHz, the low-frequency masking effects from test subjects’ physiological noise induces an overestimation of the occluded psychophysical hearing threshold. However, the results obtained at 250 Hz are inconsistent with what was expected.

From a scientific point of view, this PhD work has achieved two new innovative methods using electroencephalography for measuring HPDs’ attenuation and the induced OE.

From an occupational health and safety point of view, the advances described in this thesis can help to better design the HPDs. Indeed, if these two new objective methods were recommended by standards for characterizing HPDs, they may provide: (i) a better understanding of the effective attenuation of HPDs and (ii) a measurement of the discomfort induced by the occlusion of the ear canal. Providing HPDs with an effective attenuation adapted to an individual’s work environment and with an optimized comfort will, ultimately, improve working conditions by minimizing the risk of damage to the worker’s hearing.

Further research perspectives mentioned at the end of this thesis consist mainly in: (i) exploiting these two methods with an extended frequency range, (ii) investigating the intra-individual variability of each method, (iii) comparing the results obtained with these two methods with those obtained by using the «Microphone in Real Ear» (MIRE) method and (iv) verifying the assumption that this method is suitable for other kind of HPDs, such as earmuffs.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliographie : pages 93-101.
Mots-clés libres:	Bouchons d'oreille. Bruit Lutte contre Appareils et matériel. Potentiels évoqués auditifs. multiple, PEASM, stationnaire, protecteurs auditifs intra-auriculaires, électroencéphalographie, atténuation, effet d’occlusion
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Laville, Frédéric
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	17 mars 2016 15:54
Dernière modification:	17 mars 2016 15:54
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1644

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