Brevet FR2631815A1 — publié le 19891201

L'invention concerne un bouchon protecteur auriculaire destiné à être introduit dans le conduit auditif. Sa fonction est de permettre à l'utilisateur, au moyen de deux systèmes acoustiques séparés, à savoir un bloc écouteur convenant à l'écoute et un bloc microphone, d'entrer en communication à la fois simplex et duplex avec une autre personne dans des environnements bruyants. Il existe de nombreuses situations dans lesquelles une personne doit travailler dans des environne- ments fortement bruyants, par exemple dans une salle de machines ou à proximité immédiate d'un avion, dont les moteurs constituent une source de bruits particulièrement forts. On a utilisé divers dispositifs pour permettre à ces personnes de travailler malgré la nuisance constituée par le bruit. Par exemple, un régulateur d'avions peut être équipé d'une protection auriculaire et d'un émetteur/ré- cepteur radio-portatif. Cette solution n'est pas très pratique, en partie du fait que l'appareil radio doit être tenu à la main (ou porté sur le corps) et surtout du fait que le microphone proprement dit de l'émetteur radio est également affecté par le bruit. On a donc mis au point divers dispositifs qui utilisent un bouchon protecteur auriculaire ayant une fonction double: d'une part, transmettre les ondes sonores à l'utilisateur du bouchon au moyen d'un canal d'un type courant provenant de dispositifs tels que des appareils correcteurs de la surdité et, d'autre part, utiliser l'écouteur en tant que microphone à haute impédance qui détecte les signaux sonores que transmet la propre voix de l'utilisateur par l'intermédiaire du système oto- laryngien vers l'oreille moyenne et l'extérieur à travers la membrane tympanique, jusqu'à l'écouteur utilisé comme microphone. On peut se référer, à titre d'exemple de ceci, au document PCT/AU83/0039-WIPO 83/03733. Le système oto-laryngien de communication décrit ici est basé sur l'utilisation d'un bouchon protecteur d'oreille à microphone intégré conçu pour détecter les vibrations de la colonne d'air entre le bouchon se trouvant dans le conduit auditif et la membrane tympanique et l'oreille moyenne de l'utilisateur; il est spécifié dans la demande PCT qu'un microphone est utilisé avec une "impédance élevée", au moins 1000 ohms, avantageu- sement plus de 2000 ohms, à 1 kHz. La fonction du système décrit est basée sur la supposition que l'énergie sonore détectée par le microphone à haute impédance et transmise par conduction osseuse à l'oreille moyenne, réalise la suppression souhaitée des bruits dans la cavité en avant de la membrane tympanique par suite de la fermeture par le bouchon du conduit auditif. Par contre, le type de bouchon protecteur auriculaire auquel l'invention a trait diffère, de par sa fonction, de la technique habituelle par le fait que le bouchon est conçu, lorsqu'il est inséré, pour être en contact étroit avec la paroi du conduit auditif, à la fois à l'extrémité faisant face au tympan, o le bouchon est en contact avec l'os environnant à travers la paroi du conduit auditif, et à l'extrémité opposée, o la paroi du conduit auditif est en contact avec le tissu environnant. Le bouchon protecteur auriculaire, au point milieu entre les deux extrémités, a sa surface extérieure à une distance telle de la paroi du conduit auditif qu'une cavité est formée en ce point. Le bouchon protecteur est également capable de transmettre des signaux sonores à la fois à partir de sa surface extrême, situee à l'ouverture du conduit auditif, jusqu'à sa surface extrême portant contre le tympan, et à partir de la cavité médiane jusqu'à la surface extrême du bouchon situé à l'ouverture du conduit auditif. L'invention est basée sur la constatation qu'il n'est pas particulièrement utile de faire reposer le fonctionnement du microphone sur la conduction osseuse entre l'oreille moyenne et la membre tympanique, et que des résultats nettement meilleurs peuvent être obtenus par l'utilisation d'une conduction des sons au tissu mou entourant le conduit auditif, extérieurement à la surface interne du conduit auditif à la partie osseuse, et jusqu'à un point convenable avant que les sons soient transmis plus loin jusqu'à la structure osseuse dure de l'oreille externe autour du conduit auditif. Les mesures réalisées pendant la mise au point de la présente invention montrent que l'on obtient une reproduction des sons avec une qualité élevée pour la propre voix de l'utilisateur et une suppression pouvant atteindre 40 dB pour les bruits extérieurs. L'invention propose diverses solutions au problème de l'obtention d'un contact étroit entre le bouchon protecteur auriculaire et la paroi du conduit auditif au point o la structure de la paroi passe du tissu osseux au tissu mou. Le bouchon protecteur auriculaire pourrait être constitué, au moins partiellement, d'un noyau moulé revêtu, aux extrémités du bouchon, d'une matière élastique souple destinée à entrer en contact avec la paroi du conduit auditif. Le bouchon protecteur auriculaire pourrait également être constitué en totalité d'une matière élastique souple, par exemple une matière formée d'une mousse de polychlorure de vinyle. Etant donné qu'un contact étroit n'est en fait nécessaire qu'aux extrémités intérieure et extérieure du bouchon, la forme la plus appropriée de ce revêtement de matière élastique souple pourrait être constituée de deux bagues toriques en mousse de polychlorure de vinyle, enchâssées dans la surface à chaque extrémité du bouchon. Pour amplifier l'effet de conduction des sons à partir du tissu mou entourant le conduit auditif, la cavité mentionnée ci-dessus pourrait être formée le plus avanta- geusement de la manière suivante: sur la surface du bouchon protecteur auriculaire, et entre ses deux ex- trémités, pourrait être réalisé un évidement circonféren- tiel qui, vu radialement par rapport à la direction axiale du bouchon, est d'une profondeur inférieure à la dimension que cet évidement présente dans la direction longitudinale du bouchon. On parvient ainsi à ce que les ondes sonores provenant du tissu mou se propagent dans la cavité perpendiculairement à la surface du fond de la cavité afin que le canal étroit partant du fond de la cavité, du fait que la section transversale du canal est faible en comparaison avec l'étendue du fond de la cavité, transmette les ondes de pression sonore d'une amplitude plus grande du fait de l'amplification des ondes sonores dans le canal étroit. Bien que la cavité puisse être remplie d'air, elle pourrait également être convenablement remplie d'un fluide ou liquide. Dans ce cas, une membrane pourrait être appliquée sur le fond de l'évidement pour contenir le liquide a l'intérieur de l'évidement. Pour protéger encore le signal provenant de l'évidement contre tout bruit résiduel pouvant pénétrer, il est indiqué conformément à l'invention qu'il pourrait être commode d'utiliser une membrane sensible aux sons, en une matière piézo-électrique ou piézorésistive, et qu'il pourrait y avoir au moins deux circuits électriques pour transmettre des signaux électriques de la membrane sensible à la pression des sons jusqu'à la surface extrême ex- térieure du bouchon protecteur. Un bouchon protecteur auriculaire du type spécifié pourrait également se distinguer de l'art antérieur par le fait que le bouchon, à sa surface extrême extérieure, est muni d'une tête, ou conçu pour être raccordé à une tête, qui, d'une part, transmet des signaux d'entrée à la membrane tympanique par l'intermédiaire du canal longitudinal et qui, d'autre part, reçoit des signaux de la parole provenant de la cavité et les transmet à un bloc, lui-même d'un type connu, pour une communication avec l'environnement. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe axiale classique d'une oreille humaine dans laquelle est inséré le bouchon protecteur selon l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale du bouchon proprement dit et d'une membrane facultative, placés dans le conduit auditif; et - la figure 3 est une vue en bout du bouchon vu -du côté extérieur de l'oreille. La figure 1 est une coupe tout à fait classique d'une oreille humaine montrant le pavillon 1 de l'oreille, le conduit auditif 2, la membrane tympanique 3, la partie de la structure osseuse de la tête entourant une partie du conduit auditif 4, et le tissu mou entourant la partie restante du conduit auditif 5 jusqu'au pavillon 1. Il n'est pas nécessaire de décrire en détail ici les autres parties de l'oreille interne, car elles ne sont pas d'une impor- tance particulière pour la compréhension de l'invention. Un bouchon protecteur auriculaire 6 a été inséré conformément à l'invention dans le conduit auditif 2. La figure 2 montre le bouchon protecteur 6 inséré dans le conduit auditif. Pour plus de clarté, la partie restante de l'oreille n'a pas été représentée et la figure montre seulement le bouchon 6, le conduit auditif 2 et la membrane tympanique 3. Le bouchon protecteur auriculaire 6, de forme oblongue, peut en principe être façonne par moulage classique adapté à l'utilisateur particulier afin que la forme soit adaptée dans son ensemble à la forme du conduit auditif de l'utilisateur. A l'extrémité du bouchon protecteur faisant face à la membrane tympanique 3, le bouchon est façonné de façon à venir en contact étroit ou relativement étroit avec une partie de la paroi 2a du conduit auditif qui est en contact direct avec la transition 4a vers le tissu mou 5. L'extrémité intérieure 6c devrait être à une distance convenable de la membrane tympanique 3. La zone du bouchon protecteur o existe un contact étroit avec la paroi 2a du conduit auditif et la section de transition 4a entre la partie osseuse et le tissu mou a été représenté en hachures sur la figure 1 et peut être vu plus clairement, également en hachures sur la figure 2. A l'extrémité du côté opposé à celui de la membrane tympanique 3 et jusqu'à l'extérieur de l'ouverture du conduit auditif, le bouchon protecteur 6 est muni d'une tête 7 qui, comme expliqué plus en détail ciaprès, a pour fonction de permettre au bouchon protecteur auriculaire d'être connecté à un émetteur/récepteur de signaux. Immédiatement en arrière de la tête 7, le bouchon 6 est configuré de façon à comporter un manchon 6b, représenté en hachures, en contact étroit ou globalement étroit avec la paroi 2a du conduit auditif. Un manchon similaire 6a est prévu à l'extrémité intérieure du bouchon. Entre les deux manchons 6a et 6b du bouchon, un évidement entoure le bouchon 6 de manière que, lorsque celui-ci est inséré dans l'oreille, la partie du corps comprise entre les manchons n'établit pas un contact étroit avec la paroi 2a du conduit auditif. Lorsque le bouchon protecteur se trouve dans le conduit de l'oreille, la surface extérieure de cette partie du bouchon se trouve à une certaine distance de la paroi du conduit auditif pour former une cavité 8. Un canal longitudinal 9 s'étend à travers la totalité du bouchon protecteur 6, de la surface extrême 6c faisant face à la membrane tympanique 3 jusqu'à la tête 7 du bouchon. Au moins un canal longitudinal 10, et de préférence quatre canaux longitudinaux 10, aboutissant à la tête 7 du bouchon, partent du fond de la cavité 8 entourant le bouchon protecteur, et principalement de la partie médiane de cette cavité. La tête 7 du bouchon est conçue pour être connectée a une capsule, non représentée sur le dessin, contenant un émetteur de signaux audio, placé à l'ex- térieur du canal longitudinal 9 dans le bouchon, et un enregistreur de signaux relié au canal ou aux canaux 10 de la cavité. Le fonctionnement du bouchon protecteur auriculaire selon l'invention sera à présent expliqué plus en détail. Un bouchon protecteur inséré dans le canal auditif établit un contact étroit, comme mentionné ci- dessus, avec la section 4a de transition entre la partie osseuse et le tissu mou, par l'intermédiaire de la paroi 2a du conduit auditif à la partie extrême 6a du bouchon, et il établit aussi un contact étroit avec le tissu mou entourant à travers la paroi 2a du conduit auditif. L'émetteur de signaux audio, qui peut, par exemple, recevoir un signal électrique d'un récepteur radio incorporé, propage des ondes sonores vers le canal 9 qui conduit ces ondes jusqu'à la membrane tympanique 3. Il convient de noter que ces ondes, sur leur parcours allant de la source de signaux situés à la tête 7 du bouchon jusqu'à la membrane tympanique, se propagent dans des plans perpendiculaires à l'axe 9 du canal et donc aussi, essentiellement, perpendiculaires à l'axe du conduit auditif. En raison du contact étroit entre la paroi du conduit de l'oreille et les manchons 6a et 6b du bouchon protecteur auriculaire 6 et du fait de la structure du bouchon proprement dit, la plus grande partie de tous signaux de bruit provenant d'une source rapprochée de bruits forts (par exemple un moteur à réaction), qui seraient normalement une forte nuisance pour la personne concernée, est très sensiblement amortie. Le son de la propre voix de l'utilisateur est transmis principalement à travers le tissu mou 5 à l'extérieur de l'évidement 8 du bouchon protecteur 6. Les ondes sonores provenant d'un tel son se propagent perpen- diculairement à l'axe du canal 9 du bouchon, et la petite cavité 8, dont la profondeur est inférieure a sa dimension axiale, produit un effet amplificateur afin que les ondes sonores de la propre voix de l'utilisateur se propagent encore dans les canaux 10 partant de la cavité jusqu'à un récepteur audio incorporé dans la capsule située à la tête 7 du bouchon protecteur. Le récepteur pourrait être, par exemple, un microphone muni d'un émetteur de signaux électriques ou électromagnétiques, par exemple un émetteur radio. On considérera à présent plus en détail la façon dont on peut mettre en forme le bouchon protecteur auriculaire 6 proprement dit. Le bouchon 6 peut être produit par une opération de moulage qui lui fait épouser la forme de l'oreille d'une personne. L'ensemble du bouchon, ou une partie de noyau du corps du bouchon, peut être moulé. Pour ce procédé de moulage, on peut utiliser des matières plastiques classiques du type utilisé pour des appareils de correction de surduité ordinaires. Pour établir un contact étroit aux deux manchons 6a et 6b du bouchon 6, deux gorges circonférentielles, une à chaque extrémité du manchon, peuvent être réalisées par moulage ou lors d'une opération suivante (moulage à chaud, fraisage, etc.), puis mise en place d'une bague torique en matière souple, élastique ou visco-élastique, dans chaque gorge. Cette matière pourrait être, par exemple, une mousse polymérique à lente reprise de forme, du type polychlorure de vinyle, polyuréthanne ou autre matière convenant à des bouchons protecteurs en mousse tels que ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique Re. 29 487. Cette matière peut être fortement comprimée, puis peut s'expanser et reprendre sa forme normale en quelques secondes. Selon une autre possibilité, la masse du bouchon protecteur pourrait être conçue de façon à être réalisée dans une telle matière mais, pour éviter la fermeture des canaux 9 et 10 pendant la compression, ces canaux pourraient se présenter sous la forme de tubes étroits en une matière non compressible afin que la continuité auditive soit maintenue par les canaux. La cavité 8 pourrait être remplie d'air, mais pourrait également être remplie d'une couche de fluide, une membrane appropriée 18, représentée en traits mixtes sur la figure 2, étant prévue pour retenir le fluide ou le liquide dans l'évidement ou aux sorties du canal ou des canaux 10. Il est également possible de détecter le son de la propre voix de l'utilisateur directement au fond de l'évidement 8 à travers une membrane de matière piézo- électrique ou piézorésistive afin que la conversion du signal acoustique en un signal électrique s'effectue directement au niveau de l'évidement. Dans ce cas, le bouchon protecteur auriculaire comporte un circuit conducteur du courant électrique incorporé pour transmettre le signal électrique à la tête 7 du bouchon et à un émetteur associé (non représenté) de signaux relié à la tête. ?631815 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bouchon protecteur auriculaire décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. il REVENDICATIONS 1. Bouchon protecteur auriculaire conçu pour être inséré dans un conduit auditif (2) et pour permettre à l'utilisateur du bouchon, au moyen de deux systèmes acoustiques séparés constitués d'un bloc écouteur convenant à l'écoute et d'un bloc microphone, d'entrer en communica- tion à la fois simplex et duplex avec une autre personne dans des environnements bruyants, le bouchon protecteur auriculaire étant caractérisé en ce qu'il comporte un corps dont la dimension et la forme sont conçues pour lui permettre de s'ajuster dans le conduit auditif (2), le corps ayant une extrémité intérieure (6c), une tête extérieure (7) et un canal longitudinal (9) traversant le corps de l'extrémité intérieure jusqu'à la tête extérieure, et deux manchons (6a, 6b) entourant le corps et qui, lorsque le bouchon se trouve dans le canal auditif, sont dimensionnés et disposés de façon à établir un contact avec une paroi (2a) du conduit auditif et sont espacés de façon à former une cavité (8) définie par les manchons, une partie de la surface du corps entre les manchons et la paroi du conduit auditif, le corps présentant aussi au moins un canal (10) de cavité s'étendant de la tête extérieure jusqu'à la surface de la partie du corps - comprise entre les manchons. 2. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps est constitué au moins partiellement d'un noyau moulé et en ce que les manchons sont en une matière élastique souple pour entrer en contact avec la paroi du conduit auditif. 3. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière élastique et souple est une mousse de polychlorure de vinyle. 4. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matière élastique souple. 5. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que la matière élastique est une mousse de polychlorure de vinyle. 6. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les manchons sont des bagues toriques en matière élastique souple. 7. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un du canal longitudinal et du canal de cavité est constitué de minces tubes formés d'une matière non compressible ou d'une matière essentiellement non compressible. 8. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité est remplie d'air. 9. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité est remplie d'un fluide. 10. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une membrane (18) reliée à la partie du corps située entre les manchons afin de retenir un fluide à l'intérieur de la cavité. 11. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 10, caractérisé en ce que la membrane est une membrane sensible aux sons, formée d'une matière piézo- électrique ou d'une matière piezorésistive, le bouchon comprenant aussi au moins deux circuits conducteurs du courant électrique pour transmettre un signal électrique de la membrane sensible à la pression sonore jusqu'à l'ex- trémité extérieure du bouchon. 12. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête extérieure est dimensionnée et configurée pour recevoir au moins l'un d'un émetteur et d'un récepteur. 13. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les manchons sont constitués d'une mousse à lente reprise de forme. 14. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 13, caractérisé en ce que la mousse à lente reprise de forme est une mousse de polychlorure de vinyle ou de polyuréthanne. 15. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps est constitué d'une mousse à lente reprise de forme. 16. Bouchon protecteur auriculaire selon la revendication 15, caractérisé en ce que la mousse à lente reprise de forme est constituée de polychlorure de vinyle et de polyuréthanne.