Protections auditives - Sciences Physiques Terminale S

TS-­‐O5-­‐Protection auditive Chapitre 1 : (Document) Protections
Protections auditives
auditives
Protections auditives 2013/2014 Les
protections
sont
des équipements
visant à atténuer
atténuer
effets
du bruit
bruit
sur
l'être
Les protections auditives sont des équipements visant les
les
à aeffets
tténuer les ambiant
ambiant
effets d
u l'être
b
ruit ambiant sur Les
protections auditives
du
sur
humain,
limitant
ainsi les arisques
de lésions
humain,
limitant
de dl'audition.
l'être humain, limitant insi les risques e lésions de l'audition. Document 1 : casques anti-bruits
anti-bruits et
et bouchons
bouchons en
en mousse
mousse
Les
utilisés dans
dans des
des situations
situations de
de
Les casques
casques anti-bruits passifs sont principalement utilisés
travail.
La
loi
française
oblige
l'employeur
à
protéger
l'audition
de
ses
employés
dans
travail. La loi
l'audition de ses employés dans
l’environnement de travail ou le bruit ambiant est supérieur à 85 dB.
l’environnement de travail ou le bruit ambiant est supérieur à 85 dB.
Le
SNR (Rapport
(Rapport Signal/Bruit)
Signal/Bruit) qui
qui
Le niveau
niveau d'affaiblissement
d'affaiblissement du bruit est mesuré en SNR
donne
contre le
le bruit,
bruit, en
en décibels,
décibels, assuré
assuré
donne une
une information
information sur le niveau de protection contre
par
passifs offrent
offrent une
une atténuation
atténuation
par le
le dispositif
dispositif de protection. Les casques antibruit passifs
entre
performants. Par
Par exemple
exemple SNR
SNR 20
20 dB
dB
entre 20
20 dB
dB et jusqu'à 33 dB pour les plus performants.
signifie
signifie une
une atténuation moyenne de 20 dB.
Les bouchons d'oreilles ont la même fonction
fonction que
que les
les casques,
casques, et
et sont
sont plus
plus simples
simples etet beaucoup
beaucoup
moins chers.
La plupart des bouchons d'oreilles sont
sont fabriqués
fabriqués en
en mousse
mousse àà mémoire
mémoire de
de forme,
forme, qui
qui est
est
généralement roulé en forme de cylindre
cylindre bien
bien comprimé
comprimé (sans
(sans plis)
plis) par
par les
lesdoigts
doigtsetetensuite
ensuiteinséré
inséré
dans le conduit auditif. Une fois libéré, le
le bouchon
bouchon gonfle
gonfle jusqu'à
jusqu'à obturer
obturer lele conduit,
conduit,amortissant
amortissant
les vibrations sonores qui atteignent le tympan.
tympan.
Caractéristiques d'un bouchon et d'un casque du commerce
Caractéristiques
commerce tous
tous les
les deux
deux SNR
SNR 30
30 dB
dB ::
Fréquence (en Hz)
Fréquence
Atténuation
Atténuation (en dB) d'un
bouchon SNR 30 dB
bouchon
Atténuation (en dB) d'un
Atténuation
casque SNR 30 dB
casque
125
250
500
500
1000
1000
2000
2000
4000
4000
8000
8000
12
17
23
23
29
29
30
30
31
31
33
33
21
26
30
30
28
28
30
30
32
32
28
28
Source :: http://fr.wikipedia.org
http://fr.wikipedia.org et
et publicités
publicités pour
Source
pour les
les caractéristiques
caractéristiques
Document 22 :: musique
Document
musique et
et protection
protection auditive
auditive
Certains bouchons bouchons d'oreilles d'oreilles sont sont conçus Certains conçus pour pour atténuer atténuer le le niveau niveau d’exposition d’exposition sonore sonore en en décibels
pour
l'utilisateur
sans
affecter
sa
perception
de
la
musique.
Ils
sont
couramment
décibels pour l'utilisateur sans affecter sa perception de la musique. Ils sont couramment
utilisés par
par les
les musiciens
musiciens et
et techniciens
techniciens tant
utilisés
tant en
en studio studio qu’en qu’en concert concert pour pour éviter éviter une une exposition
à
un
niveau
trop
élevé,
tout
en
respectant
un
bon
équilibre
dans
la
bande
exposition à un niveau trop élevé, tout en respectant un bon équilibre dans la bande des
des
fréquences perçues.
perçues.
fréquences
Les bouchons
bouchons pour
pour musiciens
musiciens sont
sont conçus
Les
conçus pour
pour atténuer
atténuer les
les sons
sons uniformément
uniformément sur
sur l'ensemble
l'ensemble des
des fréquences
fréquences
auditives et permettre ainsi aux musiciens de l’orchestre d'entendre clairement les harmoniques aiguës, auditives et permettre ainsi aux musiciens de l’orchestre d'entendre clairement les harmoniques aiguës, chants, chants, cymbales, et
et d'autres
d'autres hautes
hautes fréquences,
fréquences, mais
cymbales,
mais àà volume
volume réduit.
réduit.
Ces bouchons
bouchons d'oreilles
d'oreilles apportent
apportent généralement
Ces
généralement une
une atténuation
atténuation de
de 20
20 dB
dB seulement
seulement etet ne
ne sont
sont pas
pas destinés
destinés ààlala
protection
contre
les
niveaux
sonores
très
élevés
(>
105
dB).
protection contre les niveaux sonores très élevés (> 105 dB).
Source :: http://fr.wikipedia.org
http://fr.wikipedia.org
Source
Chapitre 1 : (Document) Protections
auditives
Chapitre 1 : (Document) Protections auditives
Terminale S – Sciences Physiques-­‐ TS-­‐O5-­‐Protection auditive Page 1
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1 TS-­‐O5-­‐Protection auditive 2013/2014 Document 3 : trombone
Le trombone est un instrument de musique à vent et à embouchure de la famille des
cuivres clairs. Le terme désigne implicitement le trombone à coulisse caractérisé par
l'utilisation d'une coulisse télescopique, mais il existe également des modèles de
trombone à pistons. Le trombone à coulisse est réputé pour être l'un des instruments les
plus difficiles, mais également l'un des plus puissants d'un orchestre.
Trombone peut jouer des variations de nuances allant de :
 une nuance pp (pianissimo = très faible) correspond à 85 dB
 une nuance ff (fortissimo = très fort) correspond à 115 dB
Ce qui correspond à une variation de 30 dB mesurés à 20 cm en sortie du trombone. Sources :
-
http://fr.wikipedia.org
"De la vibration des lèvres au son émis par le trombone" par Joël Gilbert CNRS (Le Mans)
(version pdf - avril 2006)
Document 4 : niveau d’intensité sonore
L’intensité sonore est la puissance acoustique reçue par unité de surface. Elle est notée I avec son unité W.m-2.
Le niveau d’intensité sonore est noté L avec son unité : décibel (dB).
Relations entre L et I :
I = I0  10 (L/10)
L = 10 log (I/I0)


Seuil d’audibilité : I0 = 10-12 W.m-2
Seuil de douleur : 1 W.m-2
Document 5 : échelle des dB
Source : http://www.audio2000.fr
Terminale S –auditives
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Protections
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2 TS-­‐O5-­‐Protection auditive Questions :
2013/2014 S’approprier :
1. Comparer la protection offerte par un casque à celle offerte par un bouchon.
1. Comparer la protection offerte par un casque à celle offerte par un bouchon. Un employeur
propose
à usicien son ouvrier,
un marteau-piqueur
115 dB, des
bouchons
d'oreilles. Le
2. 2.Expliquer pourquoi un m
à des utilisant
bouchons de protection pàarticuliers : pour cela comparer marteau-piqueur émet majoritairement des sons graves. Discuter au regard de la loi et du confort d'utilisation
l'atténuation des bouchons en mousse classiques avec l'atténuation des bouchons pour (dans la durée) si l'ouvrier est correctement protégé, et combien de temps il pourra travailler ainsi.
musiciens, décrire le son qui serait perçu avec des bouchons classiques. 3. 3.Quelles sont les trois grandeurs utilisées dans les dB
documents our l'on
caractériser le sseuil
on ?de
Préciser Calculer
l'intensité
sonore
d'un marteau-piqueur
à 115
et montrerpque
s'approche du
douleur.
leur unité. 4. Expliquer pourquoi un musicien à des bouchons de protection particuliers : pour cela comparer l'atténuation
Réaliser des
: bouchons en mousse classiques avec l'atténuation des bouchons pour musiciens, décrire le son qui serait
perçu
avec des bouchons en mousse.
4. Un trombone joue une partition avec différents niveaux d’intensité sonore en dB mentionnés 5.dans Un trombone joue une partition avec différents niveaux d’intensité sonore en dB mentionnés dans le
tableau.
le tableau ci-­‐dessous. Compléter le tableau en vous aidant du document 4. Proposer une Compléter le tableau en utilisant les formules données. Proposer une conclusion sur ce qu'il se passe tous les 3
conclusion sur ce qu'il se passe tous les 3 dB. dB.
L (en dB)
85
88
100
103
110
113
-2
I (en W.m )
Rapport
des deux intensités I
6. Entre la nuance pianissimo et la nuance fortissimo, en utilisant la conclusion précédente (donc sans faire le
Valider : calcul avec la formule), décrire l'augmentation de l'intensité sonore I.
5. 7.Entre la nuance pianissimo et la nuance fortissimo, eàn 115
utilisant la conclusion précédente Application
: Pour
l'ouvrier utilisant
un marteau-piqueur
dB, calculer
de combien
est atténuée(donc l'intensité
sans faire le cun
alcul avec puis
la formule), décrire 'augmentation de l'intensité sonore I. sonore
avec
bouchon
avec un casque
en lsupposant
une fréquence
de 125 Hz.
Appliquer : 6. Un ouvrier utilise un marteau-­‐piqueur à 115 dB. Doit-­‐il s’équiper de protections auditives ? Justifier votre réponse en vous appuyant sur les documents fournis. 7. L’employeur propose à son ouvrier des bouchons d'oreilles. Le marteau-­‐piqueur émet majoritairement des sons graves (basse fréquence). L'ouvrier est-­‐il correctement protégé ? combien de temps il pourra travailler ainsi ? 8. Calculer de combien est atténuée l'intensité sonore avec un bouchon puis avec un casque en supposant une fréquence de 125 Hz. BILAN : Rédiger un court bilan présentant : -­‐ l’intensité sonore et les seuils d’audibilité et de douleur, -­‐ le niveau d’intensité sonore en précisant ce qu’il se passe pour l’intensité sonore lorsque le niveau d’intensité sonore augmente de 3dB, -­‐ Les moyens de protection. Chapitre 1 : (Document) Protections auditives
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