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Mesure de la charge acoustique exercée sur les occupants d’un véhicule lors d’explosions

Les véhicules blindés doivent assurer la protection des passagers en cas d’explosion, y compris celle de leur audition. Une pression acoustique élevée risquant d’être générée à l’intérieur du véhicule, il convient de vérifier si cette dernière ne dépasse pas la valeur limite définie. Le centre de test d’armasuisse S+T a développé pour la première fois un nouveau procédé de mesure permettant de déterminer l’influence de la pression acoustique sur l’ouïe.

19.06.2020 | armasuisse Sciences et Technologies , Centre de tests, Mario Clausen

Experiment  im Hallraum bei der EMPA in Dübendorf


Pour qu’un système comme un véhicule blindé puisse être déclaré apte à l’engagement, il est testé selon plusieurs critères avant le déploiement des troupes. L’un des principaux objectifs d’un système blindé est d’assurer la protection des militaires en cas d’urgence, et notamment celle de leur ouïe. En effet, en cas d’explosion d’une mine ou d’un dispositif piégé, des niveaux de pression acoustique très élevés peuvent être atteints à l’intérieur du véhicule. Ces derniers risquent, dans des cas extrêmes, d’entraîner un traumatisme et rendre les militaires inaptes au combat.

Les experts du centre de test d’armasuisse (WTT) souhaitent déterminer cette influence sur l’audition au moyen de deux expériences. Pour ce faire, ils ont équipé un casque de microphones spéciaux pour la mesure des ondes sonores générées lors d’une explosion.

Expérience 1 en champ diffus

La première expérience a été réalisée dans une chambre réverbérante presque exempte d’isolation phonique au Laboratoire fédéral d’essai de matériaux et de recherches (EMPA) à Dübendorf. Une chambre réverbérante est une pièce acoustique spéciale, conçue de sorte que le niveau sonore soit approximativement le même en tout point de la pièce. Pour la première mesure des valeurs acoustiques, une tête artificielle fabriquée par le centre WTT et équipée du casque avec microphones intégrés a été placée dans la chambre réverbérante afin de mesurer et d’enregistrer les niveaux sonores. Des stimuli sonores ont ensuite été générés dans le spectre audible par l’homme, de sorte qu’un champ sonore diffus se forme dans la pièce sans aucune information directionnelle. La deuxième mesure n’a été effectuée qu’avec des microphones placés aux endroits des deux entrées auditives. La comparaison des deux mesures permet de déterminer la fonction de transfert du casque à l’oreille, et donc au système auditif, dans un champ diffus.

Expérience 2 dans le champ sonore du véhicule

Le champ sonore à l’intérieur d’un véhicule s’écartant du champ diffus idéal, l’expérience présentée ci-dessus est répétée lors d’une deuxième étape pour le véhicule blindé MOWAG EAGLE 6x6 TASys. À cet effet, deux mannequins équipés d’un casque avec microphones intégrés sont placés dans le véhicule. Comme pour la première expérience, des valeurs sonores sont générées à partir de haut-parleurs à différents emplacements et les réponses impulsionnelles sont mesurées. Les mannequins et leur casque sont ensuite retirés du véhicule, et des microphones à pression acoustique sont installés aux endroits des entrées auditives avant une nouvelle mesure des réponses impulsionnelles. La comparaison des deux réponses impulsionnelles permet alors de déterminer les fonctions de transmission spécifiques au véhicule et aux occupants. Cette fonction décrit essentiellement l’influence du casque et de la tête sur le signal enregistré, et donc sur l’ouïe.

Examens acoustiques des essais de détonation

Ces fonctions de transmission constituent la base des analyses acoustiques des essais de détonation ultérieurs. Elles permettent de convertir les valeurs de pression acoustique mesurées avec les casques équipés de microphones en valeurs de pression acoustique exercée sur l’oreille d’un militaire. La comparaison de la fonction de transmission obtenue dans le véhicule avec celle obtenue dans la chambre réverbérante permet de tirer des conclusions sur la sensibilité par rapport à la localisation du champ sonore et, par conséquent, sur la nécessité de procéder à de nouvelles mesures dans un autre véhicule.