Brevet FR2883123A1 — publié le 20060915

DISPOSITIF CAPTEUR DE SONS DESTINE NOTAMMENT À DES PAROLES EMISES SOUS UN MASQUE La présente invention concerne un dispositif pour capter des sons, notamment des paroles émises sous un masque. On connaît des masques respiratoires pour pompiers. Ces masques comprennent une visière transparente qui le plus souvent ferme hermétiquement le masque pour empêcher les gaz émis par un incendie d'être respirés par le porteur du masque. Ces masques comportent à leur base une cartouche filtrante de gaz qui peut en outre être branchée sur une bouteille de réserve d'air. On comprend que dans ces conditions la parole émise par le porteur du masque sort difficilement de la sphère fermée ainsi constituée. Or, il est nécessaire que deux porteurs de masques puissent communiquer à distance. En effet, dans le cas de pompiers, il est absolument nécessaire que chacun de ceux-ci puisse être localisé rapidement pour pouvoir être secouru en cas par exemple, de manque d'air, de perte de connaissance, de malaise, etc. La technique antérieure a essayé tout d'abord de capter les sons émis par un porteur de casque, de les amplifier et de les transmettre à un émetteur. On connaît des systèmes de microphones qui sont reliés à un casque au moyen d'un support flexible. Ces microphones sont des transducteurs électroacoustiques qui transforment l'énergie acoustique en énergie électrique. Ils comportent un élément sensible au champ acoustique et un transducteur produisant un signal électrique. Ce signal électrique est ensuite transmis à un amplificateur et à un émetteur. Ces microphones sont placés devant la bouche et à l'extérieur du casque. Ils ne captent que l'énergie acoustique qui se transmet dans l'air et qui est arrêtée par la paroi de la visière ou du casque et ne peuvent donc pas capter les sons émis dans une sphère fermée ou les capter très difficilement. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le brevet U. S. No. 5 590 209, délivré le 31 décembre 1996 à Setcom Corporation. On a donc cherché à capter les vibrations émises directement par le corps humain et non plus traversant l'air ambiant. Un dispositif connu consiste à capter les sons émis par le larynx. Il s'agit d'un laryngophone fixé sur un tour de cou élastique. Le laryngophone comporte un transducteur qui transforme les vibrations du larynx en signaux électriques. Ce laryngophone comporte donc l'avantage de pouvoir être disposé à l'intérieur d'une sphère fermée comme une combinaison étanche de protection, un casque étanche isolé du milieu extérieur, ou un masque à gaz. Il comporte également l'avantage de laisser les mains libres. Cependant, un tel dispositif présente pour inconvénient qu'il est gênant puisqu'il se porte autour du cou, et doit être situé exactement sur le larynx. Certains individus ne supportent que difficilement un objet sur leur larynx qui peut provoquer des nausées. En outre, le positionnement du laryngophone doit être réalisé assez méticuleusement, ce qui peut provoquer une perte de temps au moment de la mise en place de la combinaison, du casque, etc. De plus, ce laryngophone peut se déplacer facilement au cours des différentes manoeuvres à moins d'être serré sur le cou. Dans la technique antérieure, on a ensuite mis au point des dispositifs captant les vibrations osseuses émises lorsqu'un individu émet des paroles, dispositifs appelés ostéomicrophones. Un tel dispositif est décrit par exemple dans les brevets U. S. No. 3 787 641, délivré le 22 janvier 1974, à Setcom Corporation, U. S. No. 3 723 670, délivré le 27 mars 1973 à Dyna Magnetic Devices, le modèle d'utilité allemand No. G 89 03 602.6, déposé le 22 mars 1989 par Ceotronics GmbH, la demande de brevet européen 0 618 751, déposée le 11 mars 1994, par Ceotronics GmbH, réputée retirée. Ces dispositifs peuvent être placés soit sur le sommet de crâne, soit sur une tempe. Ils permettent certes de transmettre les paroles et de laisser les mains libres du porteur, mais ils nécessitent des systèmes compliqués d'attache de l'ostéomicrophone au casque. Ces moyens d'attache sont par exemple un système de sangles et de bandes de type Velcro . En outre, ils nécessitent des moyens pour comprimer le microphone sur les os du crâne avec une pression prédéterminée et pour se déplacer quand les os du crâne vibrent. Le transducteur suit donc les mouvements des os du crâne. Le positionnement de l'ostéomicrophone est donc particulièrement important et il est difficile de le conserver au cours des différentes manoeuvres car il est inévitable que le crâne du porteur bouge par rapport au casque. La captation des vibrations se fera donc plus ou moins bien. Par exemple, le transducteur pourra être un accéléromètre de faible masse, sensible, du type fabriqué par Knowles Electronics Ins., modèle No. BL1670 (voir le brevet U. S. No. 3 787 641, colonne 2, lignes 54 à 57). On a recherché d'autre moyens pour capter les vibrations émises par la parole; ainsi, le brevet U. S. No. 6 493 451, délivré le 10 décembre 2002 à Phone-Or Ltd., décrit un casque de communication comprenant un microphone optique qui est placé sur un tissu en avant de la bouche du porteur. Un tel dispositif est compliqué et implique des éléments supplémentaires de soutien du microphone. De nombreux autres documents décrivent des casques et des systèmes de communication solidaires des casques. Ce nombre énorme de documents montre que le problème n'a pas été résolu, à savoir, mettre à disposition un masque qui permette de libérer les mains du porteur, une mise en place rapide, sans gêne pour le porteur, un positionnement précis pour capter plus précisément les vibrations émises par la parole, et ce pour une réalisation et une fabrication faciles, rapides et donc moins coûteuse. L'invention a permis de résoudre ce problème. Ainsi, la présente invention concerne un dispositif microphone caractérisé en ce qu'il comprend: un transducteur de vibrations acoustiques, un enrobage dudit transducteur en matière souple, des moyens plaquant ledit transducteur et son enrobage sur un support et comprimant la matière souple dudit enrobage contre le support; des moyens de réception dudit transducteur muni de son enrobage; des moyens de maintien sur un support dudit transducteur muni de son enrobage, desdits moyens de réception et desdits moyens de plaquage; ledit support étant placé entre la source S de vibrations acoustiques et ledit transducteur enrobé et distant de ladite source S. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, lesdits moyens plaquant ledit transducteur et son enrobage sur le support sont un ou des ressorts placés entre lesdits moyens de réception et ledit enrobage; Le transducteur de vibrations (10) est placé entre ledit support (13) et lesdits moyens élastiques; Les moyens plaquant ledit transducteur et son enrobage sur le support sont lesdits moyens de maintien constitués par un système de clipsage sur une partie rigide du masque, par exemple le jonc; Le support est placé en avant de la bouche d'un utilisateur et distante de celle-ci. Le support est une visière de masque; le support est une visière de casque, ladite visière étant éventuellement relevable; Ledit dispositif de microphone est réalisé pour résister à l'eau, aux poussières (selon la norme ISO IP68), aux gaz (par exemple, au méthane), en atmosphère explosive (selon la norme ATEX). Ledit dispositif de microphone est relié à un dispositif amplificateur et ensuite à un système émetteur. La description suivante en regard des dessins annexés permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente un masque de pompier comportant le dispositif selon l'invention (10). La figure 2 montre une étude comparative très schématique entre un microphone à col pour casque (2A), un ostéomicrophone pour masque (2B) et un dispositif de microphone pour masque selon l'invention (2C). La figure 3 montre une coupe schématique du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un masque respiratoire pouvant être utilisé, par exemple, par des pompiers. Un tel masque 1 est constitué généralement d'un pourtour 2 maintenant une visière 3 et un filtre à gaz 4, et une arrivée d'air 5. Le pourtour 2 du masque 1 vient s'adapter hermétiquement sur le visage d'un humain et est maintenu sur la tête au moyen de sangles 6, 7 qui permettent un appui fort du pourtour 2 du masque 1 sur le visage. Tout l'avant du visage est alors isolé de l'extérieur. Les yeux, le nez et la bouche sont ainsi protégés des émanations éventuelles de gaz toxiques (fumée, particules en suspension, monoxyde de carbone, acide sulfurique, acide chlorhydrique, etc.). une arrivée d'air 5 reliée à une bouteille d'air comprimé (non représentée) permet de fournir de l'air au porteur. Un tel masque peut être porté par un pompier, mais aussi par d'autres personnes comme des vulcanologues, des spéléologues, qui peuvent être en contact avec des atmosphères dangereuses pour les voies respiratoires et les muqueuses des yeux et de la bouche. Cependant, une telle protection nécessaire diminue la transmission du son émis par la bouche et les sujets portant de tels masques ont de réelles difficultés à communiquer entre eux. En effet, les vibrations des sons émis par la bouche d'un sujet sont barrées par la visière du masque et plus généralement par le masque dans son ensemble. Or, la communication des sujets entre eux est nécessaire pour leur permettre de se positionner les uns par rapport aux autres et éventuellement pour se venir en aide en cas d'accident. Comme on l'a expliqué ci-dessus, de multiples dispositifs ont été proposés pour permettre la communication entre des sujets porteurs de casques et/ou de masques. Les figures schématiques 2A et 2B montrent des moyens mis en oeuvre de la technique antérieure. Sur la figure 2A, on a représenté schématiquement la source de vibrations sonores S, à savoir la bouche. La manière la plus simple pour transmettre ces vibrations sonores est de les capter au moyen d'un microphone R, c'est-à-dire de recevoir les vibrations en R et de transformer ces vibrations en signal électrique au moyen d'un transducteur, puis de transmettre le signal à un amplificateur, puis à un récepteur et enfin à un écouteur. Le transducteur T se trouve dans le microphone R. Un tel système fonctionne bien dans le cas représenté sur la figure 2A, c'est-àdire dans le cas où la source de vibrations sonores se trouve dans le même espace que la réception R, c'est-à-dire que la source de vibrations acoustiques n'est pas séparée du transducteur par une cloison, la transmission des vibrations acoustiques se faisant dans l'air. Ce système est utilisé couramment pour une transmission d'un sujet à un autre qui portent un casque sur lequel est supporté le microphone récepteur R par l'intermédiaire d'un "col de cygne" 8 fixé sur le côté du casque. Plusieurs inconvénients se posent pour un tel système. Un premier inconvénient est que le transducteur est mal protégé des chocs et le col de cygne peut se courber dans des sens différents et s'éloigner plus ou moins de la bouche du sujet. Un autre inconvénient, majeur celui-ci, est que si on souhaite utiliser ce dispositif avec un masque, le col de cygne ne peut être fixé qu'à l'extérieur du masque pour des raisons d'encombrement et de confort. La transmission des vibrations acoustiques est donc empêchée par la paroi du masque et notamment par la visière du masque. La liaison est donc mauvaise. On a donc essayé de remédier à cet inconvénient en plaçant un ostéomicrophone au sommer du crâne d'un sujet. Un tel dispositif permet de capter des sons émis par la boîte crânienne en S à l'aide de l'ostéomicrophone R placé sensiblement au point d'émission S des sons. Un inconvénient principal de ce dispositif est qu'il nécessite des systèmes de fixation compliqués du microphone R pour qu'il reste parfaitement en contact avec les os crâniens. Ces systèmes de fixation sont coûteux et peu pratiques. En outre, ils nécessitent un ajustement précis du microphone sur le crâne, cet ajustement demandant du temps. Or, le facteur temps est primordial, notamment dans le cas de pompiers qui doivent intervenir rapidement sur les lieux d'un sinistre (incendies, attaques chimiques, biologiques, etc.) et doivent s'habiller et se protéger le plus rapidement possible. En outre, les systèmes de fixation des ostéomicrophones sont plus ou moins fiables et ces derniers peuvent néanmoins se déplacer par rapport au crâne au cours d'interventions. En cas de déplacement de l'ostéomicrophone, le contact se faisant mal avec les os crânien, la transmission phonique sera diminuée, voire interrompue. Le dispositif selon la présente invention résout les problèmes décrits dans la présente demande de brevet. Comme on le voit sur la figure 2C, on place un microphone R au voisinage de la source S, à l'extérieur du masque 1. Comme on le voit plus en détail sur la figure 3, le microphone comprend un transducteur de vibrations acoustiques 10, des moyens de réception 11 dudit transducteur 10, lesdits moyens de réception 11 étant espacés dudit transducteur 10, et des moyens élastiques 12 placés entre lesdits moyens de réception 11 et ledit transducteur 10. Les moyens de réception sont par exemple un boîtier dont le fond est seulement représenté sur la figure 3. Le transducteur 10 est enrobé dans une matière souple et élastique 14 comme une matière caoutchouteuse. Le transducteur 10 enrobé de la matière caoutchouteuse 14 est placé sur un support 13 qui est placé entre la source S de vibrations acoustiques et le transducteur 10. Des moyens élastiques 12, par exemple un ressort, plaquent de manière élastique ledit transducteur 10 sur ledit support 13. L'enrobage de caoutchouc souple et élastique est plaqué par le ressort 12 contre la paroi du support 13 et épouse la forme du support 13. Ce support est en effet une visière de masque qui peut être courbe. L'enrobage 14 permet donc d'obtenir une surface de contact importante entre le support 13 et l'enrobage déformé par la pression du ressort 12. Les sons provenant de la source S sont donc mieux transmis au transducteur 10. Le dispositif selon l'invention permet de résoudre l'adaptation du boîtier rigide qui contient le transducteur et le ressort 12 sur une visière courbe de masque. La surface de contact entre le transducteur et le support est augmentée par la présence de l'enrobage et la transmission du son dans l'élastomère est plus importante que si le transducteur rigide étant directement en contact avec le support courbe. Le transducteur 10 enrobé de la matière souple et élastique 14 ainsi que le ressort 12 sont réceptionnés dans un boîtier 11 dont le fond est espacé du transducteur 10. Plus préférentiellement, ce transducteur 10 est distant du fond du boîtier 11. Le transducteur 10 est enrobé d'une matière souple et déformable 14 qui permet une plus grande surface de contact entre le transducteur 10 et le support courbe 13. Comme on le voit sur la figure 3, le transducteur 10 est placé à l'extérieur de la visière 3 du masque, c'est-à-dire que le support 13 est disposé entre la source S d'ondes acoustiques et le transducteur 10. Lorsque la source S émet des ondes acoustiques, elles viennent frapper le support 13, comme on l'a représenté par la flèche F sur la figure 3, et le support 13 vibre. Le transducteur qui est plaqué contre le support 13 vibre également du fait de son placage élastique contre le support 13 au moyen du ou des ressorts 12. De préférence, le transducteur 10 est par exemple un transducteur à vibration fabriqué par Knowles Electronics Inc., modèle BU- 1771, BU-3173 ou BU-3135. Le boîtier 11 peut être de forme quelconque (parallélépipédique, cylindrique) mais comporte une ouverture sur un de ses côtés et recevant ledit transducteur 10, l'enrobage 14 souple et élastique et le ressort 12, ce ressort étant comprimé pour plaquer l'enrobage souple 14 sur le support courbe afin que la transmission des ondes acoustiques depuis la source S au transducteur. Le boîtier est fixé à l'extérieur du casque ou du masque sur une partie rigide de celui-ci, comme par exemple le jonc (tour) 15 de la visière. La fixation est telle que le ressort est comprimé pour permettre la compression de l'enrobage 14 sur le support courbe 13. Cependant, le positionnement du ressort 12 et sa compression peuvent être plus ou moins faciles à réaliser, ainsi selon un autre mode de réalisation, les moyens de fixation du boîtier 11 comprenant le transducteur 10 enrobé de l'enrobage 14 sont un système de fixation rapide (non représenté) sur une partie rigide du masque comme par exemple le jonc 15, tel qu'un système de clips. Ce mode de réalisation permet de supprimer le ressort 12 tout en comprimant l'enrobage 14 souple sur la visière 13 du masque. Le dispositif de microphone est réalisé pour résister à l'eau, aux poussières (selon la norme ISO IP68), aux gaz (par exemple, au méthane), en atmosphère explosive (selon la norme ATEX). REVENDICATIONS 1. Dispositif microphone caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur (10) de vibrations acoustiques, un enrobage (14) dudit transducteur (10) en matière souple, des moyens (12) plaquant ledit transducteur (10) et son enrobage (14) sur un support (13) et comprimant la matière souple dudit enrobage (14), des moyens de réception (11) dudit transducteur (10) muni de son enrobage (14), des moyens de maintien sur un support (13) dudit transducteur (10) muni de son enrobage (14), desdits moyens de réception (11) et desdits moyens (12) de plaquage; ledit support (13) étant placé entre la source S de vibrations acoustiques et ledit transducteur (10) enrobé et distant de ladite source S. 2. Dispositif microphone selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (12) plaquant ledit transducteur et son enrobage sur le support (13) sont un ou des ressorts placés entre lesdits moyens de réception (11) et ledit enrobage (14). 3. Dispositif microphone selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (12) plaquant ledit transducteur et son enrobage sur le support sont un lesdits moyens de maintien constitués par un système de clipsage sur une partie rigide du masque, par exemple le jonc. 4. Dispositif microphone selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit transducteur de vibrations (10) est placé entre ledit support (13) et lesdits moyens élastiques (12). 5. Dispositif microphone selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support (13) est placé en avant de la bouche d'un utilisateur et distante de celle-ci. 6. Dispositif microphone selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support (13) est une visière de masque. 7. Dispositif microphone selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support est une visière de casque, ladite visière étant éventuellement relevable. 8. Dispositif microphone pour masque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de microphone est réalisé pour résister à l'eau, aux poussières (selon la norme ISO IP68), aux gaz (par exemple, au méthane), en atmosphère explosive (selon la norme ATEX). 9. Dispositif microphone pour masque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de microphone est relié à un dispositif amplificateur et ensuite à un système émetteur. 10. Casque ou masque de protection muni du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.