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La technologie ANR repose sur une système électronique miniaturisé (2)
placé à l'intérieur de la coquille du casque. Ce système est connecté
d'une part à un petit microphone (1) qui capte le bruit ambiant et
d'autre part à un petit haut-parleur (3) qui génère un "contre bruit" à
proximité de l'oreile de façon à atténuer considérablement le bruit qui
arrive au tympan. Source : www.technofirst.com.
Nommer le phénomène ondulatoire utilisé par la technologie ANR pour réduire le bruit reçu.
Interférences destructives des onde sonores.
Expliquer
théoriquement et à l'aide de schémas simples comment ce phénomène peut
annuler la perception d'une onde progressive sinusoïdale.
Le bruit extérieur se superpose au son générer par le petit haut-parleur. Le
son émis par ce dernier est en opposition de phase avec le bruit
extérieur. L'amplitude du bruit perçu par l'ouvrier est donc bien
moindre.
On considère un bruit extérieur, reçu par une personne sur un chantier, caractérisé par une intensité sonore I1 = 1,0 10-3 W m-2 à la fréquence de 500 Hz.
Calculer le niveau sonore L1 du son reçu par cette personne, sans casque.
L1 = 10 log (I1/I0) = 10 log (1,0 10-3 / (1,0 10-12) =90 dB.
Le seuil de danger est atteint.
(1) : niveau sonore de bruit donné.
(2) : niveau sonore après atténuation apportée par un casque passif.
(3) : niveau sonore apprès atténuation apportée par un casque actif.
En déduire le niveau sonore L2 du son à travers un casque actif, puis calculer l'intensité sonore I2 correspondante.
Le graphe (3) donne : L2 = 60 dB. Le bruit est gênant.
I2 = I0 10L2/10 = 1,0 10-12 * 106 = 1,0 10-6 W m-2.
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Sur
un chantier de travaux public un ouvrier sans casque est placé à une
distance R = 1,0 m d'un engin émettant un bruit de fréquence moyenne
125 Hz avec une puissance sonore P = 15 mW.
Le bruit perçu par cet ouvrier présente-t-il un danger pour son ystème auditif ?
Intensité sonore I = P / (4pR2) = 15 10-3 / (4*3,14*1,02) =1,1936 10-3 W m-2.
Niveau sonore : L = 10 log (1,1936 10-3 /10-12) =90,8 ~ 91 dB.
Le seuil de danger est dépassé.
L'ouvrier met son casque avec protection active.
Quel est le niveau sonore ressenti ? Le danger persiste-t-il ?
Le graphe (3) donne L = 68 dB. Le bruit devient génant, mais sans danger pour l'oreille.
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L'ouvrier retire son casque et s'éloigne se positionner à 10 m de l'engin.
Cette opération est-elle plus efficace que le port du casque actif à R = 1 m, en terme de protection contre le bruit.
Intensité sonore I = P / (4pR2) = 15 10-3 / (4*3,14*102) =1,1936 10-5 W m-2.
Niveau sonore : L = 10 log (1,1936 10-5 /10-12) =70,7 ~ 71 dB. Le bruit reste génant, mais sans danger pour l'oreille.
Cette
opération est un peu moins efficace ( tout en restant comparable ) que
le port du casque actif pour un ouvrier travaillant à 1 m de l'engin.
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