Modélisation vibroacoustique d'une tête humaine munie d'un protecteur auditif

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L'une des raisons pour lesquelles les protecteurs auditifs ne sont pas complètement efficaces à protéger des environnements bruyants est l'inconfort auditif qu'ils induisent. Cet inconfort, peut inciter l'individu à mal porter ou ôter son protecteur, diminuant ainsi la performance de ce dernier. L'inconfort auditif dépend de la valeur de la pression acoustique au tympan. Pour le réduire efficacement, un outil d'aide à la conception acoustique du protecteur permettant de prédire cette pression acoustique est indispensable. L'objectif est donc d'élaborer, valider pas à pas, et calibrer un Modèle Vibrocoustique (MV) numérique unique et réaliste de tête humaine exposée à un bruit stationnaire et munie d'un protecteur auditif dans le domaine audible. Pour ce faire, la tête d'un sujet vivant sera reconstruite à partir d'images médicales. Les propriétés des tissus biologiques seront tirées de la littérature. Des modèles éléments finis améliorés de différents types de protecteurs auditifs seront développés en s'appuyant sur les travaux antérieurs du candidat. Un MV de la tête couplée au protecteur sera conçu. Ce modèle sera validé pas à pas et calibré par rapport à un Fantôme Anatomique Expérimental (FAE) instrumenté. Il sera ensuite calibré par rapport au sujet humain puis exploité pour étudier une variété de bouchons et coquilles, et analyser les mécanismes de transmission sonore par un protecteur. Cette recherche permettra de (i) créer un MV de tête humaine muni d'un protecteur, validé et calibré, pour prédire la pression acoustique au tympan (ii) créer un FAE réalisé à partir de matériaux synthétiques, pour mesurer la pression acoustique au tympan (iii) mieux comprendre les mécanismes de propagation par voie osseuse des ondes acoustiques et mécaniques dans le système tête/protecteur (iv) fournir un outil d'aide à la conception de protecteurs auditifs alliant efficacité acoustique et confort. La première originalité de ce travail réside dans l'augmentation du réalisme des modèles existants de prédiction de la réponse acoustique d'une oreille protégée en élaborant un MV d'une tête humaine complète avec protecteur auditif. La seconde consiste dans la validation pas à pas d'un MV de complexité croissante, par rapport à un FAE. La troisième réside dans la calibration du MV par des comparaisons mesures/calcul, les mesures étant effectuées sur le sujet dont le modèle est la réplique. Ce travail contribuera à terme, à réduire le nombre croissant de pertes auditives touchant actuellement plus de trois millions de canadiens à tous les stades de la vie en améliorant l'efficacité de la protection auditive grâce à un accroissement du confort auditif et du temps de port associé. Cette recherche dépasse le contexte de la protection auditive avec une application possible à l'ensemble des dispositifs intraauriculaires comme les aides auditives, les oreilles, les écouteurs.