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Zitiervorschau

Hygiène Industrielle - Santé au Travail

RISQUES PROFESSIONNELS

G1

BRUIT

Ingénieurs en Sécurité Industrielle

I - NATURE ET CARACTÉRISATION DU BRUIT ......................................................................... 1 1 2 3 4

-

Son et bruit ...................................................................................................................................1 Grandeurs physiques ...................................................................................................................2 Évaluation physiologique de l’intensité acoustique ......................................................................4 Propagation du bruit .....................................................................................................................9

II - ACTION DU BRUIT SUR L’ORGANISME............................................................................... 13 1 2 3 4

-

Appareil auditif ...........................................................................................................................13 Effets du bruit sur l’appareil auditif .............................................................................................16 Influence du temps d’exposition .................................................................................................18 Effets induits sur l’organisme .....................................................................................................21

III - PROTECTION CONTRE LE BRUIT........................................................................................ 22 1 2 -

Mesure du bruit .......................................................................................................................... 22 Protections collective et individuelle...........................................................................................25

IV - SURVEILLANCE MÉDICALE.................................................................................................. 31 V - RÉGLEMENTATION DES INSTALLATIONS CLASSÉES ...................................................... 31

SE HYG - 00900_B_F - Rév. 2

Ce document comporte 32 pages

 2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training

30/08/2005

-5

1

I-

G 1 -5

NATURE ET CARACTÉRISATION DU BRUIT 1-

SON ET BRUIT a - Son Le son est dû à une vibration de la pression du milieu ambiant (gaz, liquide, solide) susceptible d’être perçu par l’appareil auditif. Il n’y a pas de transmission du son dans le vide. La vitesse du son dépend du milieu de propagation : Milieu

Vitesse du son (m/s)

Gazeux

~ 300

Liquide

~ 1500

Solide

~ 5000 Vitesse du son en fonction du milieu

Le son à l’air libre est matérialisé par la vibration de l’air : successions de pressions et de dépressions autour de la pression atmosphérique.

Pression

Pression instantanée

atmosphérique

Temps Représentation du son

Température de l'air (°C)

Vitesse du son (m/s)

– 40

306

– 20

319

0

330

20

343

40

354

Vitesse du son à l'air libre en fonction de la température De manière approximative, on admet que la vitesse du son est de 340 m/s. 00900_B_F

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D SEC 2080 A

Press ion

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G 1 -5

b - Bruit Un bruit est généralement défini comme “un ensemble de sons générant une sensation auditive jugée désagréable ou gênante”. Il est donc source de nuisances ou de risques. Toutefois le bruit peut servir de repère ou d’indication pour faire un diagnostic de dysfonctionnement ou pour conduire une machine.

c - Sources de bruits dans les installations industrielles Dans les installations industrielles, le bruit trouve en général son origine dans deux principaux modes de génération : - les bruits de chocs engendrés par des vibrations de corps solides (dues elles-mêmes à des chocs, à des frottements ou à des forces alternatives). Exemples : machines tournantes (pompes, compresseurs alternatifs), bandes transporteuses, roulements, … - les bruits d’origine aérodynamique ou hydrodynamique provoqués par les mouvements de gaz, vapeurs ou liquides en turbulence provoquant des chocs de particules les unes contre les autres. Exemples : cavitation dans pompes, vannes automatiques ; vitesse sonique dans éjecteurs, transports pulvérulents, …

2-

GRANDEURS PHYSIQUES Son et bruit sont caractérisés par des grandeurs physiques mesurables auxquelles sont associées des grandeurs dites “physiologiques” qui correspondent à la sensation auditive. a - Pression acoustique La pression acoustique (P) est la différence entre la pression instantanée de l’air (Pi) en présence d’ondes acoustiques et la pression atmosphérique (Patm). P = Pi – Patm

P = pression acoustique (Pa) Pi = pression instantanée (Pa) Patm = pression atmosphérique (Pa)

b - Puissance acoustique La puissance acoustique (P ) est l’énergie libérée par unité de temps par une source sonore. Elle caractérise l’émission sonore d’une source car elle est indépendante de son environnement. Elle s’exprime en Watt (W). c - Intensité acoustique (ou intensité sonore) L’intensité acoustique (I) est le flux de puissance acoustique, en un point, par unité de surface (en considérant que le son se propage, suivant une sphère, dans l’espace). P = puissance acoustique (W) P I = intensité (W/mm2 ) I = 2 R = rayon d’une sphère en un point (m) 4πR 4 π R 2 = surface d'une sphère 00900_B_F

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Application Une sirène PPI a une puissance de 5 kW, quelle est l’intensité acoustique à 2000 m ? S = I =

m2

=

W/m 2

=

L’intensité acoustique et proportionnelle au carré de la pression acoustique.

I =

P2 ρ×c

I = intensité acoustique (W/m2 ) P = pression acoustique (Pa ) ρ = masse volumique de l’air (kg/m 3 ) c = vitesse du son (≅ 330 m/s dans l’air) à 20°C

Application À quelles intensités acoustiques correspondent respectivement les pressions acoustiques de 20 × 10–5 Pa et de 63 Pa ? I1 =

=

W/m 2

I2 =

=

W/m 2

d - Fréquence Les molécules d’air agitées par la vibration de pression vont et viennent, autour d’une moyenne, un certain nombre de fois par seconde. Ce nombre s’appelle la fréquence (unité : le hertz (Hz)). Une fréquence de 1 Hz correspond à une variation de pression par seconde. Les basses fréquences correspondent aux sons graves et les hautes fréquences aux sons aigus.

Pression

D SEC 2082 B

1/100 sec

Son grave 100 Hz

1 1000

sec

Son aigu : 10 000 Hz Temps

Représentation des fréquences 00900_B_F

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Le son est généralement composé de plusieurs fréquences : on parle alors de spectre. La plupart du temps plusieurs sources de bruit interviennent simultanément. Pour les bruits industriels, il existe une corrélation entre leur fréquence dominante et leur origine, comme l’indique le tableau suivant. Sensation auditive

Bande de fréquences

Origine du bruit

20 à 100 Hz

Mouvements verticaux de pièces mécaniques ou rotations

Ronflement grave Médium monocorde

400 à 2000 Hz

Vibrations latérales forcées

Souffle aigu

1000 à 6000 Hz

Turbulences de fluides

Son aigu monocorde

2000 à 8000 Hz

Résonances de pièces mécaniques

L’oreille humaine normale est sensible à une gamme de fréquences allant de 15 Hz-20 Hz à 20000 Hz maximum.

Graves

20 Hz

Médiums 200 Hz

Aigus 2 000 Hz

Ultrasons 20 000 Hz

Fréquence (Hz)

Domaine d'audibilité INAUDIBLES

INAUDIBLES

D SEC 2081 A

Infrasons

Domaine des fréquences audibles par l’oreille humaine

Les infrasons et les ultrasons, bien que non perçus par l’oreille humaine, peuvent aussi être facteurs de nuisances pour l’homme.

3-

ÉVALUATION PHYSIOLOGIQUE DE L’INTENSITÉ ACOUSTIQUE a - Seuil de perception - Seuil de la douleur • Seuil de perception La plus faible pression acoustique que la meilleure des oreilles humaines puise percevoir est de 2 × 10–5 Pa à 1000 Hz. Cette pression est appelée seuil de perception auditive ou seuil d’audibilité.

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Elle correspond à une intensité acoustique de 10–12 W/m 2 . • Seuil de la douleur La pression acoustique entraînant une sensation douloureuse pour l’oreille humaine est de 63 Pa à 1000 Hz, soit 3 millions de fois plus élevées que le seuil de perception. Cette pression est appelée seuil de la douleur. Elle correspond à une intensité acoustique de 10 W/m 2 . b - Niveau d’intensité acoustique (dB) ou niveau sonore Pour exprimer, par des nombres simples, l’ensemble des phénomènes compris dans le domaine de variation “seuil de perception - seuil de la douleur” (voire au-delà), on utilise une échelle logarithmique graduée en décibels (dB) appelé niveau d’intensité acoustique (L) ou niveau sonore. I P 2 P L = 10 log   = 10 log   = 20 log   Io Po Po L = niveau sonore (dB) I = intensité acoustique (W/m2 ) I o = seuil de perception auditive = 10–12 W/m2 P = pression acoustique (Pa) Po = seuil de perception auditive = 2 × 10–5 Pa Ce choix n’est pas arbitraire et se justifie par le fait que physiologiquement : - le dB est approximativement la plus petite variation de pression acoustique que l’oreille humaine est susceptible de déceler -

la sensation auditive est proportionnelle au logarithme de l’intensité sonore

Ainsi, le niveau d’intensité acoustique, ou niveau sonore, reflète assez bien le niveau de bruit perçu par l’oreille humaine. Application Compléter le tableau ci-dessous.

Pression acoustique (Pa)

Intensité acoustique (W/m2)

Seuil de perception auditive Seuil de la douleur Sirène d’usine

10–4 W/m2 (à 2000 m)

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Niveau sonore (dB)

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G 1 -5

Le tableau ci-dessous indique les correspondances entre échelles des Pressions acoustiques Intensités acoustiques - Niveaux sonores et les Sensations sonores correspondantes.

Pression acoustique (Pa)

Intensité acoustique (W/m2 )

Niveau sonore [dB (A)]

Sensation sonore

Exemples

< 2 . 10-5

< 10–12

105

Station d'épuration

e

tag mp Co

Stockage Stockage

Laboratoire Infirnerie

Direction

Entrée principale

Magasin

Torche

Parking

Entrée des entreprises extérieures

24

G 1 -5

Le schéma ci-dessous représente la carte de bruit d’une usine avec ses contours sonores.

25

2-

PROTECTIONS COLLECTIVE ET INDIVIDUELLE a - Démarche : réglementation • Démarche – Obligation à l’employeur de réduire le bruit au niveau le plus bas raisonnablement possible compte tenu de l’état des techniques. – Évaluation des risques à intervalles réguliers et archivage des résultats. – L’exposition sonore doit être d’un niveau compatible avec la santé. – Si ce n’est pas le cas : port des protections individuelles. • Réglementation – Code du travail : articles R 232.81 à 238.87

Seuil d'alerte

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G 1 -5

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– Directive européenne : 2003/10/CE du 06 février 2003 transposée en droit français avant le 15 février 2006 : • les seuils d’alerte sont portés à 80 dB(A) et 135 dB(C) • les seuils de danger sont portés à 85 dB(A) et 137 dB(C) • deux nouveaux seuils appelés VLE (valeur limite d’exposition) de 87 dB(A) et 140 dB(C) sont à ne pas dépasser quelles que soient les circonstances • les VLE prennent en compte l’atténuation des protections individuelles qui est à “soustraire” au niveau sonore ambiant b - Protection collective Cela concerne les sources de bruit relatives aux machines (turbines, compresseurs, bandes transporteuses, ensacheuses, …) et au procédé (vannes de régulation, soupapes, évents, …). • Réduction du bruit dès la conception Exemple : achat d’équipements ou de machines peu bruyants (< 85 dB(A)). • Réduction du bruit à la source – Lors de l'émission Exemples 1 : - diminution des vibrations des machines - en reprenant le réglage du lignage de la machine - en changeant les roulements - en remplaçant des engrenages bruyants - en installant des supports antivibratiles Exemple 2 : - mise en place de silencieux (échappements d’évents, de soupapes, …) – Lors de la propagation du bruit

D SEC 1555 A

Exemples : - encoffrement/capotage des machines

Capotage d’une machine 00900_B_F

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-

mise en place d’écrans/baffles acoustiques

-

mise en place de panneaux absorbants pour éviter la réverbération

Baffles (≅ 1 baffle /m2)

2,5 m Panneaux 3m absorbants

D SEC 1556 A

Cloison

Matériel bruyant Protection collective d’un matériel bruyant

-

isolation du poste de conduite (cabine insonorisée)

-

éloignement de la source de bruit

Entrée interdite aux personnes non autorisées

Danger dû au bruit Signal d'avertissement

Signal d'obligation

Signal d'interdiction

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D SEC 1301 B

• Repérage et signalisation des zones exposées

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G 1 -5

c - Protections individuelles contre le bruit (PICB) On distingue deux grands types de protecteurs : les protecteurs passifs et les protecteurs actifs. • Protecteurs passifs Ils fournissent un affaiblissement acoustique constant indépendamment du niveau sonore extérieur. On trouve : -

les bouchons d’oreille à usage unique ou réutilisable

- les bouchons d’oreille réalisés sur mesure : moulage en silicone livré avec filtres d’atténuation différente - les casques/coquilles : particulièrement utilisés pour des niveaux sonores élevés, équipés parfois de système de communication les serre-tête : plus légers que les casques

Bouchon d'oreille

Moulage

Serre-tête

Casque

D SEC 1302 A

-

• Protecteurs actifs La protection passive est renforcée par un dispositif électroacoustique qui émet un son sensiblement identique au son résiduel sous le protecteur mais en opposition de phase. Ils sont essentiellement utilisés dans les ambiances où dominent les basses fréquences (exemple : pilotes d’hélicoptères). Ils isolent totalement du milieu extérieur et nécessitent un équipement de communication radio associé pour recevoir signaux, alarmes, messages, …

d - Performances des protections • Efficacité intrinsèque L’ENR (Estimated Noise Reduction) est un indice global d’affaiblissement du bruit calculé à partir des affaiblissements mesurés dans les différentes bandes de fréquence. Cet indice permet de situer l’efficacité d’un appareil par rapport à un autre.

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G 1 -5

Suivant le type de protecteur, l’affaiblissement se situe entre 18 et 40 dB pour des fréquences de 500 Hz à 8000 Hz.

Affaiblissement (dB) selon ISO 4869 0

20

D SEC 2090 A

40

60 60

125

250

500 1000 2000 Fréquence (Hz)

4000

Efficacité intrinsèque d’un protecteur

• Efficace relative L’efficacité relative d’un protecteur dépend : -

de l’efficacité intrinsèque de la durée du port compte tenu de la période d’exposition

Elle se calcule de la manière suivante : ∆e = 10 lg

td

∆i

–   10 t d – t  1 – 10 

∆e = efficacité relative (dB) ∆i = efficacité intrinsèque (dB) t d = temps total d’exposition au bruit (8 heures pour une journée de travail) t = durée du port des protections (h)

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8000

30

G 1 -5

La courbe ci-dessous explicite cette relation pour une efficacité intrinsèque du protecteur de 30 dB.

∆e : Efficacité relative (dB) 30 25 20 15 10

0 1

2

3

4

5

6

7 8 Durée du port (h)

Efficacité relative d’une PICB en fonction de la durée du port

L’efficacité d’une PICB chute donc de façon importante, s’il est porté de manière intermittente : - une PICB d’efficacité intrinsèque de 30 dB ne procure effectivement cette efficacité que s’il est porté à 8 heures -

l’efficacité relative est réduite à 3 dB si la PICB n’a été portée que la moitié du temps

Ainsi : Il vaut mieux porter en continu une protection d’efficacité moindre plutôt que de porter par intermittence une protection très performante. e - Comportement – Veiller au bon entretien des machines/engins bruyants. – Tenir fermées les portes des machines capotées. Exemple : si un capotage permet de gagner 35 dB, le gain n’est plus que de 10 dB avec une porte ouverte. – Vérifier l’état des PICB et les remplacer si besoin. – Porter les PICB correctement ajusté, en continu dans les zones bruyantes.

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D SEC 1557 A

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IV - SURVEILLANCE MÉDICALE Outre l’information et la formation qu’il doit assurer auprès des travailleurs exposés, le médecin du travail réalise : - un examen médical et un contrôle audiométrique préalable à l’affectation à un poste de travail exposant au bruit Lex,d ≥ 85 dB(A) - des examens médicaux et des contrôles audiométriques périodiques Exposition sonore quotidienne L ex,d en dB(A)

Contrôle médical de l’ouïe

Pression acoustique de crête L Pc en dB(A)

85 ≤

< 90

Tous les 3 ans

< 140

90 ≤

< 105

Tous les 2 ans

≥ 140

≥ 105

Tous les ans Surveillance médicale de l’ouïe

Une lésion auditive causée par un traumatisme sonore brutal est considérée comme un accident de travail. La surdité survenue au cours de la vie professionnelle est reconnue comme maladie professionnelle (déficit minimum de 35 dB sur la meilleure oreille).

V-

RÉGLEMENTATION DES INSTALLATIONS CLASSÉES L'arrêté du 20 août 1985 fixe les normes d'émission sonore que doivent respecter les installations classées. Le tableau ci-après rappelle les valeurs limites à ne pas dépasser selon la situation de l'installation.

Jour 7 h - 20 h

Période intermédiaire

Nuit 22 h - 6 h

Zone d'hôpitaux, de repos

45

40

35

Zone résidentielle rurale ou urbaine à faible trafic

50

45

40

Zone résidentielle urbaine

55

50

45

Zone urbaine avec quelques ateliers à trafic important

60

55

50

Zone à prédominance commerciale ou industrielle

65

60

55

Zone à prédominance industrielle

70

65

60

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