Brevet FR2192298A1 — publié le 19740208

La présente invention concerne un appareil de mesure et d'analyse rapides de bruits notamment industriels. La lutte contre le bruit dans l'industrie est devenue une nécessité, dans le cadre de l'amélioration des conditions de travail pour le personnel et de la lutte générale contre les pollutions de tout genre pour le voisinage. Il est reconnu que, lorsque le bruit auprès d'un poste de travail est important, il peut atteindre un niveau entratnant un risque de surdité professionnelle. D'autre part, à partir du meme niveau de bruit sensiblement, on constate une tendance à l'augmentation des accidents de travail sur le lieu de travail et sur le trajet entre ce lieu de travail et le domicile des ouvriers. Enfin, au-dessus de ce niveau de bruit on constate une nette corrélation entre le bruit et le pourcentage d'absentéisme. Le niveau de pression acoustique admissible varie avec la fréquence des composantes du bruit. Pour remédier aux différents in convEnients rappelés ci-dessus, on considère actuellement comme souhaitable de ne pas dépasser dans la région de l'oreille de chaque ouvrier un niveau de bruit défini par la courbe NR 80 de la recez mandation R 1996 de 111 S O (Organisation Internationale de Normalisation), laquelle correspond à un niveau sonore global de tordre de 85 dB (A) (niveau acoustique pondéré suivant la courbe dite A de la publication 123 de la Commission Electrotechnique Internationale "Recommandations pour les sonomètres"). Dans le cas où les problèmes techniques posés par la limitation du bruit à ladite courbe ISO-NR 80 seraient trop difficiles à résoudre, on pourrait encore admettre comme acceptable un niveau de bruit défini par la courbe dite ISO-NR 85, qui correspond à un niveau sonore global de l'ordre de 90dB (A). Pour étudier sérieusement les problèmes d'insonorisation qui se posent dans l'industrie, il est nécessaire d t établir dans les ateliers des relevés dits cartes de bruit". L'utilisation des appareils de mesure actuellement connus pour faire de tels relevés, entrain certaines difficultés qui limitent fortement l'étendue des relevés et des interventions. Si l'on se contente en effet de la mesure du niveau acoustique pondéré A en decibels, on peut utiliser un appareil simple, relativement économique et voir , avec une approximation suffisante, si pour certains postes de travail le bruit dépasse ou non la limite admissible. Cette mesure globale peut être effectuée rapidement par du personnel non spécialisé, mais elle ne permet pas de déceler dans quels domaines de fréquences le dépassement des limites admissibles est le plus marqué et, en conséquence, de choisir et de calculer les moyens d'insonorisation à mettre en oeuvre pour ramener le bruit à un niveau admissible. Après avoir défini les zones des ateliers où le bruit dépasse la limite globale admissible, il faut procéder à des mesures complémentaires qui ne peuvent être effectuées que par des spécialistes.D'autre part, il est bien connu que deux bruits présentant le meme niveau global exprimé en dB (A) peuvent être nettement différents sur le plan de la sensation de g8ne subjective, en fonction de la forme du spectre de bruit. Si l'on désire donc que les "cartes de bruit", relevées dans les ateliers permettent de choisir les techniques d'insonorisation à mettre en oeuvre, il est nécessaire de déterminer en chaque point de mesure le spectre de bruit, c'est-à-dire la répartition de la pression acoustique en fonction de la fréquence. Ceci nécessite l'utilisation d'un spectromètre très coûteux, qui ne peut être mis en oeuvre correctement que par du personnel spécialisé. La plupart des entreprises ne disposent ni de tels spectromètres ni des spécialistes capables d'effectuer des mesures valables avec ces appareils. Le recours à des bureaux dtingénieurs-conseils, ou à des laboratoires d'acoustique officiels, est très onéreux. Cette situation limite le nombre et (ou) l'étendue des interventions d'insonorisation dans l'industrie, au détriment du personnel qui doit continuer à travailler dans des ambiances anormalement bruyantes. La présente invention a pour but de présenter un appareil de mesure léger, facilement maniable et transportable, économique, simple à utiliser meme par un non-spécialisie, et fournissant des informations condensées, faciles à interpréter, en déterminant rapidement dans chaque zone de fréquence non pas le niveau de pression acoustique exprimé en décibels, mais le dépassement par rapport à une courbe telle que ISO-NR 80 précitée. Ces dépassements correspondent à l'efficacité minimale des moyens d'insonorisation à mettre en oeuvre. A cette fin un appareil de mesure et d'analyse de bruit suivant l'invention se caractérise en ce qu'il comprend un microphone permettant de transformer le bruit en signal électrique et une pluralité de canaux respectivement affectés à des bandes de fréquences prédéterminées et présentant chacun un affaiblisseur réglable, un filtre déterminant la bande de fréquences du canal, un redresseur, un convertisseur logarithmique et au moins un détecteur à seuil suivi d'un indicateur de visualisation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'exemples de réalisation et à l'examen des dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 est un schéma d'organisation générale d'un appareil suivant l'invention; - les Figs. 2, 3 et 4 sont des schémas d'une extrémité terminale d'on canal de l'appareil en trois variantes différentes respectivement; - les Figs. 5, 6 et 7, correspondant respectivement aux Figs. 2, 3 et 4, sont des schémas d'agencement de l'ensemble des indicateurs visuels en panneaux d'affichage des résultats de mesures. Tels qu'il est représenté à la Fig. 1, un appareil suivant lUn- vention de mesure et d'analyse rapides de bruit comprend un microphone 10, qui peut être par exemple du type piézoélectrique ou à électret ou à condensateur, un amplificateur 11, puis une pluralité de canaux en parallèle (neuf dans l'exemple représenté) comprenant chacun un affaiblisseur 20 (respectivement 21 à 28), un filtre 30 (respectivement 31 à 38), un redresseur 40 (respectivement 41 à 48), un convertisseur logarithmique 50 (respectivement 51 à 58), un détecteur à seuil 60 (respectivement 61 à 68), enfin un indicateur de visualisation 70 (respectivement 71 à 78). L'appareil utilise, dans huit premiers canaux, huit filtres de bandes d'octaves ayant les fréquences médianes suivantes respectivement : 63, 125, 250, 500, 1009 2000, 4000 et 8000 Hertz. Dans un neuvième canal un filtre de pondération 38 assure une pondération des composantes de son complexe conforme à la courbe A définie initialement. L'affaiblisseur précédant chaque filtre permet de corriger la courbe de réponse spectrale du microphone utilisé de façon telle que le signal de sortie du filtre soit bien proportionnel aux composantes de bruit situées dans la bande passante associée. Les convertisseurs logarithmiques convertissent le niveau de pression acoustique mesuré en sa valeur logarithalique mesurée en dB. Les détecteurs à seuil mesurent la partie de cette valeur logarithmique qui dépasse un seuil prédéterminé donné par le tableau5 de la Recommandation ISO-R 1996 précitée, pare s ple ligne 80. Dtune façon plus précise le détecteur 60 laisse passer la partie du signal de sortie du convertisseur 50 supérieure à 98,7 dB, le détecteur 61 la partie du signal de sortie du convertisseur 51 supérieure à 91,6 dB et ainsi de suite. Le filtre de pondération du neuvième canal et son détecteur associé permettent de déceler tout dépassement au-dessus du niveau sonore global correspondant à la courbe de référence choisie (par exemple de 85 dB (A) pour la courbe ISO-NE 80). En ce qui concerne enfin les indicateurs de visualisation, dif férents types sont utilisables parmi lesquels trois ont été repré sentés à titre d'exemples par les figures schématiques 2,5 - 3,6 4,7 respectivement. Ces indicateurs de visualisation peuvent couvrir facilement des dépassements de l'ordre de 25 à 35 dB par rapport à la courbe ISO-NR 80. Des dépassements de valeurs supérieures, rares dans l'industrie, exigeraient la mise en oeuvre d'équipements de mesures plus complexes et par des spécialistes. Dans le cas d'un premier type d'indicateurs de visualisation (Figs. 2, 5) chaque convertisseur logarithmique tel que 54 est suivi d'un ensemble en parallèle de détecteurs à seuil 641-647 dont les seuils sont échelonnés de 5 dB en 5 dB au-dessus de celui de dépassement de la courbe ISO-NR 80. Ces détecteurs à seuils sont suivis de lampes miniatures 741-747. Dans le cas d'un second type d'indicateurs de visualisation (Figs. 3, 6) chaque convertisseur logarithmique tel que 54, est suivi d'un seul détecteur à seuil 64, puis d'un indicateur 742 de type microampèremètre plat miniaturisé, à échelle graduée de 5 dB en 5 dB, avec éventuellement des subdivisions par dB. Dans le cas d'un troisième type d'indicateurs de visualisation (Figs. 4, 7) chaque convertisseur logarithmique, tel que 54 est suivi d'un indicateur 74n qui donne une bande lumineuse de longueur proportionnelle à la tension du signal provenant du détecteur à seuil. Dans les trois cas, les neuf indicateurs visuels sont groupés côte à côte à faible distance l'un de l'autre sur un panneau d'af fichage (Figs. 5 à 7) de manière à donner une vue d'ensemble des dépassements par une "courbe" qui peut suivant les besoins astre enregistrée en fonction du temps ou relevée à des instants donnés. C'est ainsi qu'on peut placer sur ledit panneau d'affichage une feuille de papier transparent sur laquelle on relève ladite courbe ainsi que les repères des différents canaux. On peut aussi placer devant le panneau des lampes (Fig. 5) une cassette contenant un papier photosensible en vue d'obtenir finalement des noircissements proportionnels aux durées d'éclairenent des indicateurs des différents canaux. Une lampe témoin con stamment allumée sous la meme tension que celle alimentant les lampes détectrices donne un noircissement d'étalonnage pour toute la durée de l'essai. Par un choix convenable des lampes, du papier photosensible, et éventuellement d'écrans absorbants disposés entre celui-ci et les lampes, on obtient différentes nuances de gris représentatives des valeurs moyennes d'éclairement dans un temps don né. L'appareil suivant l'invention peut être réalisé en modèle économique avec précision moyenne ou en modèle professionnel à haute précisien. Dans la variante économique les filtres de bandes d'octaves sont constitués par des paires de filtres passe-haut et passe-bas avec un affaiblissement de ltordre de 12 dB par octave. On prend comme forme unique de courbe celle dito ISO-NR 40 pour les trois courbes ISO-NR 40, NR 60 et NR 80. On utilise un commutateur à un seul canal, disposé après l'amplificateur 11 et correspondant à un affaiblisseur par échelons de 20 dB. Dans une sous-variante on peut encore utiliser un filtre de pondération (réseau correcteur) correspondant approximativement à la courbe NR 60 et inséré entre l'amplificateur et l'affaiblisseur par échelons de 20 dB; les affaiblisseurs individuels de canaux peuvent alors Qtre supprimés. Dans la variante professionnelle par contre on utilise des filtres de bandes d'octaves répondant à la publication CEI - 225 de 1966. Le commutateur permettant de passer de l'une à l'autre des courbes ISO-NR 40, NR 60, NR 80 agit séparément sur les différents canaux. Les petites différences entre les trois courbes sont donc respect8s, D'un. façon générale dans l'appareil de l'invention, les circuits lectroniques et les indicateurs de visualisation sont alimentés par des batteries incorporées, de manière que l'appareil soit autonome. REVENDICATIONS 1 - Appareil de mesure et d'analyserlrapides de bruits, notamment industriels, caractérisé en ce qu'il comprend un microphone permettant de transformer le bruit en signal électrique et une pluralité de canaux respectivement affectés à des bandes de fréquences prédéterminées, présentant chacun un affaiblisseur réglable, un filtre déterminant la bande de fréquences associée un redresseur, un convertisseur logarithmique et au moins un détecteur à seuil suivi d'un indicateur de visualisation. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande passante de chaque canal ou filtre correspond pratiquement à une octave. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte huit canaux dont les bandes de fréquences se raccordent entre elles et parmi lesquels le canal ayant la bande passante de plus basse fréquence présente une fréquence centrale de l'ordre de 62,5 Hertz, de façon que le domaine total de fréquences analysable par l'appareil couvre sensiblement le domaine audible par l'oreille humaine, soit pratiquement de 30 à 10.000 Hertz. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur à seuil de chaque canal est réglais sur un seuil de valeur choisie à volent8. 5 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur à seuil de chaque canal est réglé sur un seuil dont la valeur est proportionnelle à la pression acoustique donnée par la courbe de norme internationale ISO-NR 40, NR 60 ou NR 80, pour la bande de fréquence correspondante. 6 - Appareil selon la revendication 1, caraetWris en ce qu'il comporte un canal dont le filtre a une bande passante correspondant à la courbe de la norme internationale ISO-A dont le détecteur à seuil est réglé sur un seuil prédéterminé par l'emploi, seuil dont la valeur est proportionnelle à la pression acoustique ressentie comme douloureuse par l'oreille humaine. 7 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que, on vue d'obtenir une représentation quasi-graphique du bruit correspondant à une valeur prédéterminée, les indicateurs des différentes bandes de fréquences des canaux associés sont disposés côte à côte sur un m9me panneau et forment ainsi un tableau d'affichage des résultats de mesures. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacun des indicateurs utilisés est un microampèremètre. 9 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacun des indicateurs utilisés est à bande lumineuse de longueur variable. 10 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque canal présente une pluralité de détecteurs à seuils connectés en parallèle, réglés sur des seuils de valeurs différentes, et suivis par autant d'indicateurs par exemple de lampes et en ce que ces indicateurs sont disposés en ligne ou colonne sur le tableau d'affichage.