Études de cas pratique

EGC

Impact du Bruit sur la Santé

Impact du Bruit sur la Santé en Acoustique

Impact du Bruit sur la Santé en Acoustique

Comprendre l'Impact du Bruit sur la Santé

L'exposition au bruit excessif, que ce soit en milieu professionnel ou environnemental, peut avoir des conséquences néfastes sur la santé humaine. Celles-ci incluent la perte auditive, le stress, les troubles du sommeil, les problèmes cardiovasculaires et une diminution des performances cognitives. L'évaluation de l'exposition au bruit se fait souvent par le calcul du niveau d'exposition sonore équivalent continu (\(L_{Aeq,T}\)) sur une période donnée et la comparaison avec des valeurs limites réglementaires ou des seuils de risque.

Données de l'étude

Un travailleur dans un atelier est exposé à différentes sources de bruit au cours de sa journée de travail de 8 heures. Les niveaux sonores et durées d'exposition sont les suivants :

  • Source 1 (Machine A) : \(L_{pA1} = 90 \, \text{dB(A)}\) pendant \(T_1 = 2 \, \text{heures}\)
  • Source 2 (Machine B) : \(L_{pA2} = 85 \, \text{dB(A)}\) pendant \(T_2 = 3 \, \text{heures}\)
  • Source 3 (Bruit de fond) : \(L_{pA3} = 75 \, \text{dB(A)}\) pendant \(T_3 = 3 \, \text{heures}\)

La période de référence pour l'exposition quotidienne est \(T_0 = 8 \, \text{heures}\).

Valeurs limites d'exposition (réglementaires, à titre indicatif) :

  • Valeur Limite d'Exposition (VLE) : \(L_{EX,8h} = 87 \, \text{dB(A)}\)
  • Valeur d'exposition supérieure déclenchant l'action de prévention : \(L_{EX,8h} = 85 \, \text{dB(A)}\)
  • Valeur d'exposition inférieure déclenchant l'action de prévention : \(L_{EX,8h} = 80 \, \text{dB(A)}\)
Schéma : Exposition au Bruit en Milieu de Travail
Machine A
\(L_{pA1}\)
Machine B
\(L_{pA2}\)
Bruit de fond (\(L_{pA3}\))

Travailleur exposé à plusieurs sources de bruit.

Questions à traiter

  1. Calculer la dose de bruit partielle pour chaque source d'exposition (\(D_1, D_2, D_3\)). La dose partielle \(D_i\) est donnée par \(D_i = \frac{T_i}{T_0} \times 10^{(L_{pAi} - L_{ref})/10}\), où \(L_{ref}\) est un niveau de référence, souvent pris à \(80 \, \text{dB(A)}\) pour le calcul de la dose relative à ce seuil, ou à la VLE pour une dose par rapport à la limite. Pour cet exercice, utilisez \(L_{ref} = 80 \, \text{dB(A)}\) pour le calcul de la dose.
  2. Calculer la dose de bruit totale (\(D_{tot}\)) pour la journée de travail.
  3. Calculer le niveau d'exposition sonore quotidienne équivalent (\(L_{EX,8h}\) ou \(L_{Aeq,8h}\)) du travailleur. Formule : \(L_{EX,8h} = 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{1}{T_0} \sum_{i=1}^{n} T_i \cdot 10^{L_{pAi}/10} \right)\).
  4. Comparer le \(L_{EX,8h}\) calculé aux valeurs limites d'exposition et commenter les actions de prévention à envisager.
  5. Si le travailleur porte des protecteurs auditifs individuels (PICB) ayant une atténuation normalisée (SNR) de \(25 \, \text{dB}\), estimer le niveau sonore effectif perçu par le travailleur lorsqu'il est exposé à la Machine A. (Note : l'efficacité réelle peut varier).

Correction : Impact du Bruit sur la Santé

Question 1 : Calcul des Doses de Bruit Partielles (\(D_i\))

Principe :

La dose de bruit partielle représente la contribution de chaque source à l'exposition totale, normalisée par rapport à un niveau de référence et une durée de référence. On utilise \(L_{ref} = 80 \, \text{dB(A)}\) et \(T_0 = 8 \, \text{heures}\).

Formule(s) utilisée(s) :
\[D_i = \frac{T_i}{T_0} \times 10^{(L_{pAi} - L_{ref})/10}\]
Calculs :

Pour la Source 1 (Machine A) :

\[ \begin{aligned} D_1 &= \frac{2 \, \text{h}}{8 \, \text{h}} \times 10^{(90 - 80)/10} \\ &= 0.25 \times 10^{10/10} \\ &= 0.25 \times 10^1 \\ &= 2.5 \end{aligned} \]

Pour la Source 2 (Machine B) :

\[ \begin{aligned} D_2 &= \frac{3 \, \text{h}}{8 \, \text{h}} \times 10^{(85 - 80)/10} \\ &= 0.375 \times 10^{5/10} \\ &= 0.375 \times 10^{0.5} \\ &\approx 0.375 \times 3.162 \\ &\approx 1.186 \end{aligned} \]

Pour la Source 3 (Bruit de fond) :

\[ \begin{aligned} D_3 &= \frac{3 \, \text{h}}{8 \, \text{h}} \times 10^{(75 - 80)/10} \\ &= 0.375 \times 10^{-5/10} \\ &= 0.375 \times 10^{-0.5} \\ &\approx 0.375 \times 0.3162 \\ &\approx 0.119 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : Les doses de bruit partielles sont :
  • \(D_1 \approx 2.5\)
  • \(D_2 \approx 1.186\)
  • \(D_3 \approx 0.119\)

Question 2 : Calcul de la Dose de Bruit Totale (\(D_{tot}\))

Principe :

La dose de bruit totale est la somme des doses partielles.

Formule(s) utilisée(s) :
\[D_{tot} = \sum D_i = D_1 + D_2 + D_3\]
Calcul :
\[ \begin{aligned} D_{tot} &\approx 2.5 + 1.186 + 0.119 \\ &\approx 3.805 \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : La dose de bruit totale pour la journée est \(D_{tot} \approx 3.805\).

Une dose totale de 1 correspond à une exposition équivalente à \(80 \, \text{dB(A)}\) pendant 8 heures. Ici, la dose est nettement supérieure à 1.

Question 3 : Calcul du Niveau d'Exposition Quotidienne (\(L_{EX,8h}\))

Principe :

Le \(L_{EX,8h}\) est le niveau sonore continu équivalent sur une période de 8 heures qui contiendrait la même énergie acoustique que l'exposition réelle fluctuante.

Formule(s) utilisée(s) :
\[L_{EX,8h} = 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{1}{T_0} \sum_{i=1}^{n} T_i \cdot 10^{L_{pAi}/10} \right)\]

Ou, en utilisant la dose totale calculée avec \(L_{ref} = 80 \, \text{dB(A)}\) : \(L_{EX,8h} = L_{ref} + 10 \cdot \log_{10}(D_{tot})\) si \(D_{tot}\) est calculée avec \(L_{ref}\) et \(T_0\) comme référence de dose unitaire.

Utilisons la première formule pour plus de précision :

Calcul :

Termes de la somme :

  • \(T_1 \cdot 10^{L_{pA1}/10} = 2 \cdot 10^{90/10} = 2 \cdot 10^9\)
  • \(T_2 \cdot 10^{L_{pA2}/10} = 3 \cdot 10^{85/10} = 3 \cdot 10^{8.5} \approx 3 \cdot 316227766 \approx 9.4868 \times 10^8\)
  • \(T_3 \cdot 10^{L_{pA3}/10} = 3 \cdot 10^{75/10} = 3 \cdot 10^{7.5} \approx 3 \cdot 31622776.6 \approx 0.9487 \times 10^8\)
\[ \begin{aligned} \sum T_i \cdot 10^{L_{pAi}/10} &\approx (2 \times 10^9) + (0.94868 \times 10^9) + (0.09487 \times 10^9) \\ &\approx (2 + 0.94868 + 0.09487) \times 10^9 \\ &\approx 3.04355 \times 10^9 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} L_{EX,8h} &= 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{1}{8} \cdot (3.04355 \times 10^9) \right) \\ &= 10 \cdot \log_{10} (0.38044375 \times 10^9) \\ &= 10 \cdot \log_{10} (3.8044375 \times 10^8) \\ &= 10 \cdot (\log_{10}(3.8044375) + \log_{10}(10^8)) \\ &\approx 10 \cdot (0.5803 + 8) \\ &\approx 10 \cdot 8.5803 \\ &\approx 85.8 \, \text{dB(A)} \end{aligned} \]

Vérification avec la formule de dose (attention, \(D_{tot}\) a été calculée avec \(L_{ref}=80\)):

\[ \begin{aligned} L_{EX,8h} &= 80 + 10 \cdot \log_{10}(3.805) \\ &\approx 80 + 10 \cdot 0.5803 \\ &\approx 80 + 5.803 \\ &\approx 85.8 \, \text{dB(A)} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le niveau d'exposition sonore quotidienne équivalent est \(L_{EX,8h} \approx 85.8 \, \text{dB(A)}\).

Question 4 : Comparaison aux Valeurs Limites et Actions

Principe :

Comparer le \(L_{EX,8h}\) calculé aux seuils réglementaires pour déterminer les actions de prévention requises.

Comparaison :
  • \(L_{EX,8h} \approx 85.8 \, \text{dB(A)}\)
  • Valeur Limite d'Exposition (VLE) : \(87 \, \text{dB(A)}\)
  • Valeur d'exposition supérieure déclenchant l'action : \(85 \, \text{dB(A)}\)
  • Valeur d'exposition inférieure déclenchant l'action : \(80 \, \text{dB(A)}\)

Commentaire :

  • Le \(L_{EX,8h}\) de \(85.8 \, \text{dB(A)}\) est inférieur à la VLE de \(87 \, \text{dB(A)}\). La limite absolue n'est pas dépassée.
  • Cependant, \(85.8 \, \text{dB(A)}\) est supérieur à la valeur d'exposition supérieure déclenchant l'action (\(85 \, \text{dB(A)}\)).

Actions de prévention à envisager (liste non exhaustive) :

  • Mise en œuvre d'un programme de prévention du bruit.
  • Réduction du bruit à la source (capotage des machines, choix d'équipements moins bruyants).
  • Mesures organisationnelles (rotation des postes, limitation du temps d'exposition aux tâches les plus bruyantes).
  • Mise à disposition et port obligatoire de Protecteurs Individuels Contre le Bruit (PICB) adaptés.
  • Signalisation des zones à risque.
  • Information et formation des travailleurs sur les risques liés au bruit et les moyens de prévention.
  • Surveillance médicale de l'audition des travailleurs exposés.
Résultat Question 4 : \(L_{EX,8h} \approx 85.8 \, \text{dB(A)}\). Ce niveau dépasse la valeur d'exposition supérieure (\(85 \, \text{dB(A)}\)), ce qui impose des actions de prévention significatives, y compris la fourniture et le port de PICB.

Quiz Intermédiaire 1 : Si le \(L_{EX,8h}\) calculé était de \(89 \, \text{dB(A)}\), quelle serait la situation par rapport à la VLE de \(87 \, \text{dB(A)}\) ?

Question 5 : Niveau Sonore Effectif avec PICB

Principe :

L'atténuation SNR (Single Number Rating) d'un PICB donne une estimation de la réduction du niveau sonore. Le niveau perçu \(L'_{pA}\) est le niveau ambiant moins le SNR. Il est important de noter que c'est une estimation, et des corrections (souvent pénalisantes) sont parfois appliquées en pratique pour tenir compte de l'efficacité réelle.

Formule(s) utilisée(s) (estimation simplifiée) :
\[L'_{pA} = L_{pA} - \text{SNR}\]
Données spécifiques :
  • \(L_{pA1} = 90 \, \text{dB(A)}\) (Machine A)
  • SNR = \(25 \, \text{dB}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} L'_{pA1} &= 90 \, \text{dB(A)} - 25 \, \text{dB} \\ &= 65 \, \text{dB(A)} \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Le niveau sonore effectif estimé perçu par le travailleur exposé à la Machine A avec les PICB est d'environ \(65 \, \text{dB(A)}\).

Quiz Intermédiaire 2 : Si le SNR des PICB était de \(30 \, \text{dB}\), le niveau perçu pour la Machine A (\(90 \, \text{dB(A)}\)) serait de :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

6. Le \(L_{EX,8h}\) représente :

7. Une augmentation de \(3 \, \text{dB(A)}\) du niveau sonore correspond à :

8. Le port de Protecteurs Individuels Contre le Bruit (PICB) est une mesure de :

Glossaire

Niveau de Pression Acoustique (\(L_p\))
Mesure, en décibels (dB), de la pression exercée par une onde sonore par rapport à une pression de référence. Souvent pondéré en A (dB(A)) pour refléter la sensibilité de l'oreille humaine.
Niveau d'Exposition Sonore Quotidienne (\(L_{EX,8h}\) ou \(L_{Aeq,8h}\))
Niveau de pression acoustique continu équivalent pondéré A, moyenné sur une période de référence de 8 heures, qui représente l'énergie sonore totale reçue par un travailleur pendant sa journée de travail.
Dose de Bruit (\(D\))
Quantité d'énergie sonore reçue, exprimée par rapport à une exposition de référence (par exemple, \(80 \, \text{dB(A)}\) pendant 8 heures).
Valeur Limite d'Exposition (VLE)
Niveau d'exposition sonore quotidienne qui ne doit pas être dépassé, en tenant compte de l'atténuation assurée par les protecteurs auditifs individuels.
Protecteurs Individuels Contre le Bruit (PICB)
Équipements conçus pour réduire le niveau de bruit atteignant les oreilles du porteur (ex: bouchons d'oreilles, serre-tête).
SNR (Single Number Rating)
Indice global d'affaiblissement acoustique d'un protecteur auditif individuel, exprimé en décibels.
Décibel (dB)
Unité logarithmique utilisée pour exprimer le rapport entre deux valeurs d'une grandeur physique, souvent la puissance ou l'intensité. Pour le son, il exprime le niveau de pression acoustique.
Impact du Bruit sur la Santé - Exercice d'Application

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