Le bruit : notions de base en ergonomie-métrologie ... - Santé Durable

Le bruit : notions de base en ergonomie-métrologie dans
le cadre de la pluridisciplinarité
Dr E. PHAN CHAN THE
Médecin du Travail
I. DEFINITIONS
I.1 Le bruit
Le bruit est un son ou un « ensemble de sons qui se produisent en dehors de toute harmonie
régulière » (Dictionnaire de l’Académie française). Le bruit possède des caractéristiques
physiques précises mais est aussi défini par la sensation qu’il engendre, un son interprété
comme désagréable ou gênant.
I.2 Différents types de bruit
I.2.1 Norme AFNOR NF S 31-084 (version Août 1987 et version Octobre 2002)
La norme française AFNOR NF S 31-084 (Août 1987) définit trois types de bruit (bruit
stable, fluctuant et impulsionnel).
Un bruit stable est un bruit présentant des fluctuations de niveaux telles que l'écart total de
lecture soit inférieur ou égal à 5 dB sur un sonomètre réglé avec la caractéristique temporelle
S (lente), au cours de l'intervalle d'observation.
Ces définitions ne sont pas reprises dans sa dernière version (Octobre 2002) qui, dans sa
méthodologie cible deux objectifs de mesurage (le mesurage de contrôle et l’évaluation du
risque à moyen terme).
La norme ISO 3746 distingue également quatre types de bruit (stable, fluctuant, intermittent et
impulsif).
I.2.2 Département Bourgogne-Ergonomie (I.M.T.E.B.F.C.)
Le Département Bourgogne-Ergonomie (2001) définit six types de bruit (bruit stable,
«intermédiaire», fluctuant, varié, intermittent et impulsionnel).
Pour ces deux références :
- le bruit fluctuant (pas de mesurage par échantillonnage mais faire une exposimétrie de bruit)
est un bruit présentant des fluctuations de niveaux telles que l’écart total de lecture soit
supérieur à 5 dB, sur un sonomètre réglé avec la caractéristique temporelle S (lente), au cours
de l’intervalle d’observation ;
- le bruit impulsionnel est un bruit consistant en une ou plusieurs impulsions d’énergie
acoustique ayant chacune une durée inférieure à une seconde et séparées de plus de 0,2
seconde.
Ils différencient également un bruit particulièrement « stable », bruit dont les fluctuations de
niveaux telles que l’écart total de lecture soit inférieur voire égal à 2 dB sur un sonomètre
réglé avec la caractéristique temporelle S (lente), au cours de l’intervalle d’observation.
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Cette différenciation facilite jusqu’à présent le choix de la stratégie de la métrologie à
employer (sonométrie, exposimétrie, postographie, cartographie) et donc du choix de
l’appareillage (sonomètre simple ou intégrateur avec ou sans mémoire, exposimètre).
I.2.3 Conseil National du Bruit et Groupe de Travail animé par l’I.N.R.S. (1994)
Pour ce Groupe de Travail, il y a toujours trois aspects dans le bruit :
- il est émis par une machine ou une activité bruyante,
- il se propage dans un milieu, le local de travail,
- il est reçu par les oreilles de travailleurs exposés.
Ainsi, quand on parle d’exposition, on s’intéresse au bruit que reçoivent les travailleurs. Il
dépend de trois facteurs indiqués : les machines ou équipements bruyants en fonctionnement,
les caractéristiques des locaux de travail, la localisation de l’activité professionnelle. Le bruit
reçu varie donc en fonction de l’espace et du temps. Le type de bruit reçu par un travailleur
peut donc être classé selon la présence ou l’absence de trois caractéristiques :
- les évènements acoustiques intenses,
- les fluctuations du bruit reçu habituellement,
- le caractère répétitif, cyclique, de l’exposition.
Ceci conduit à distinguer 5 catégories d’exposition sonore :
1) bruit reçu stable,
2) poste multiple, exposé à plusieurs bruits stables,
3) bruit reçu fluctuant de façon répétitive,
4) bruit reçu fluctuant, avec évènements acoustiques prévisibles,
5) bruit reçu fluctuant de façon imprévisible.
Le classement du bruit reçu par les travailleurs dans ces diverses catégories permettra
d’élaborer un plan de mesurage adapté aux situations d’exposition professionnelle.
I.3 Déroulement spatial
On définit également des champs sonores (proche, libre, semi-réverbérant et réverbérant).
On se trouve dans un champ sonore proche lorsqu'on est placé à une distance inférieure à un
mètre de la source sonore (cas d'une postographie par ex.).
On parle de champ sonore libre lorsque l'énergie sonore ne rencontre aucune paroi, aucune
surface de réflexion et donc une décroissance acoustique de 6 dB à chaque fois que l'on
double la distance par rapport à la source sonore.
II. APPAREILLAGE
II.1 Exposimètre et sonomètre
Les exposimètres ont été conçus pour être portés par les travailleurs contrôlés et sont donc
recommandés pour les mesurages d’exposition sonore. Leur emploi est notamment
indispensable lorsque les postes sont très mobiles ou lorsqu’un mesurage de longue durée ou
systématique est requis.
Les sonomètres intégrateurs peuvent être utilisés si les postes de travail sont fixes et situés
dans des bruits ambiants reproductibles, car il faut respecter la distance maximum de 40 cm
entre le microphone de mesure et l’oreille du travailleur. Il est possible d’utiliser ce type
d’appareil lors d’une exploration sonométrique rapide des postes de travail.
L’usage des sonomètres simples (non intégrateurs) est proscrit pour les mesurages
d’exposition des travailleurs. Ils peuvent être utilisés pour des mesurages exploratoires ou
pour des actions d’information et de sensibilisation.
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II.2 Chaînes de mesure par enregistrement
Ces chaînes de mesurage enregistrent le signal acoustique en continu, pendant une durée
comprise entre quelques minutes et plusieurs heures. Le traitement différé des données fournit
de nombreuses indications (séries chronologiques, analyses spectrales,…) utiles pour les
études de réduction du bruit des machines, mais peu adaptées au mesurage de l’exposition
sonore des opérateurs.
II.3 Constantes de temps d’intégration
La pression acoustique efficace est la racine carrée de la moyenne quadratique de la pression
instantanée sur un temps appelé « temps d’intégration ».
Il existe différents temps d’intégration dont les valeurs sont normalisées. Ces constantes sont
quasiment toujours notées par leur initiale anglaise :
- I pour Impulse (impulsion) TI = 35 ms (constante de temps d'intégration choisi pour la
mesure du bruit impulsionnel),
- F pour Fast (rapide) TF = 125 ms (bruit stable/intermittent),
- S pour Slow (lent) TS = 1 s. (bruit stable).
Les constantes Impulse, Fast et Slow sont appelées les pondérations temporelles.
Leur choix pour la mesure d’un bruit est très important.
Ainsi, une impulsion isolée d'une durée de 50 ms, mesurée sur la constante Slow, sera trop
pondérée : la moyenne est effectuée sur un temps trop long.
II.4 Les décibels pondérés et non pondérés
II.4.1 Le décibel pondéré A : dB (A) (grandeur physiologique)
L'oreille n'est pas sensible de façon identique à toutes les plages fréquentielles des sons : la
sensibilité auditive est maximale entre 500 et 10000 Hz, moindre aux basses fréquences et aux
hautes fréquences. Il est possible de pondérer de façon non uniforme les composantes
fréquentielles du son mesuré. C'est le cas lorsque l'on utilise la pondération A : elle tient
compte de la réponse fréquentielle de l'oreille. On doit l'employer pour le mesurage du niveau
d'exposition sonore quotidienne (L EX, 8h) et du niveau de pression acoustique continu
équivalent (L Aeq,T) .
II.4.2 Le décibel pondéré C : dB (C)
Lors du mesurage en pondération C, on donne approximativement le même poids à toutes les
composantes comprises entre 100 Hz et 4000 Hz. Cette pondération est normalisée.
II.4.3 Le décibel pondéré Lin : dB (Lin)
La pondération Lin correspond à la non pondération dans une bande de fréquence spécifiée.
Pour le mesurage de l'exposition sonore, cette bande s'étend de 20 Hz à 20000 Hz.
II.4.4 Le décibel non pondéré : dB (grandeur physique)
En l'absence d'une pondération fréquentielle dans le mesurage d'un niveau sonore, le résultat
s'exprime en décibels non pondérés. Le mesurage des niveaux de pression acoustique de crête
doit être effectué de cette façon. Toutefois, pour la majorité des bruits industriels, ce résultat
peut être approché par l'emploi de deux pondérations fréquentielles : les pondérations Lin ou
C.
Il est à rappeler cependant que la norme NF S 31-084 (Octobre 2002) préconise que le
mesurage du niveau de pression acoustique de crête doit être effectué en employant la
pondération fréquentielle C.
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II.5 Types d’appareillage
II.5.1 Classes de l’appareil de mesure
Il existe trois classes de précision pour les appareils de mesure de bruit (Norme CEI 61672-1
et NF S 31-084, Août 1987) : classe 1, 2 et 3.
D'après la norme NF S 31-084 (Août 1987), le mesurage effectué avec un appareillage de
classe 3 comporte par rapport à cette référence une incertitude que l'on peut estimer à +/- 5
dB. La fonction sonomètre des dosimètres sera réputée avoir la précision d'un sonomètre
intégrateur de classe 3 et de catégorie N, sauf spécification contraire du fabricant.
La dernière version de cette norme (Octobre 2002) évoque exclusivement l'incertitude due à
l'appareillage de mesure des appareils de classe 1 et 2.
L'exactitude des mesurages d'exposition au bruit dépend de la connaissance des situations
d'exposition, de l'échantillonnage du temps de travail et de la classe de l'appareillage utilisée.
II.5.2 Choix de l’appareillage
La précision du résultat d’un mesurage de bruit dépend donc d’un grand nombre de facteurs
(incertitude due à l’appareillage et celle liée à l’échantillonnage notamment).
Ainsi, le niveau d'exposition sonore quotidienne d'un travailleur à prendre en considération
pour l'application des articles R. 232-8 à R. 232-8-6 du Code du Travail est celui qui a été
mesuré, augmenté, s'il y a lieu, de l'incertitude de mesurage (Norme AFNOR NF S 31-084
(Octobre 2002)).
Lorsque l’utilisation d’un exposimètre est indiquée, un appareil de classe 2 avec une capacité
de mémoire satisfaisante en rapport avec la constante de temps d'intégration choisie (slow par
ex.) et la durée de la mesure (la durée du poste par ex.), est suffisant (NF S 31-084, Octobre
2002).
Lorsque l’utilisation d’un sonomètre intégrateur est indiqué, l’appareil de mesure de référence
est un appareil de classe 1. Il doit avoir une capacité de mémoire suffisante, être capable de
faire des analyses fréquentielles et comporter les trois constantes d’intégration de temps
normalisées.
II.6 Calibrage
Avant d’entamer une série journalière de mesurage, tous les appareils doivent être calibrés.
Cette opération s’effectue sur le site à contrôler, avant le début et au terme de chaque série
journalière de mesurage, à l’aide d’une source sonore d’étalonnage. Si la vérification de
calibrage fait apparaître une dérive de plus de 0,5 dB entre le début et la fin de la journée, il
faut annuler les résultats et recommencer le mesurage.
III. ASPECTS REGLEMENTAIRES
III.1 Décret n° 88-405 du 21 avril 1988
Ce décret prévoit une évaluation des risques dus au bruit dans l’entreprise, avant la mise en
œuvre de mesures éventuelles de protection des travailleurs. Ce décret est codifié aux articles
R. 232-8 et suivants du Code du Travail.
III.1.1 Estimation des risques
L’employeur recherche et identifie les travailleurs exposés au bruit. Il procède à une
estimation du bruit subi, pendant la période de travail, afin d’identifier les travailleurs exposés
à :
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- un niveau d’exposition sonore quotidienne atteignant ou dépassant 85 dB (A),
- et/ou un niveau de pression acoustique de crête atteignant ou dépassant 135 dB(C).
L’estimation consistera en une estimation qualitative d’écoute du bruit ou quantitative, à
l’aide d’un sonomètre.
En pratique, l’estimation pourra suffire s’il apparaît de façon presque évidente que le niveau
de bruit n’atteint pas les seuils dangereux. Dès lors que ces seuils sont susceptibles d’être
atteints ou le sont de façon claire, il sera utile d’avoir recours au mesurage pour déterminer
avec précision le niveau d’exposition des travailleurs
L’estimation du niveau sonore pourra être réalisée, dans un premier temps, grâce au
croisement de deux données simples à observer : la force de la voix qu’il faut utiliser pour être
entendu et la distance entre deux personnes en conversation. Le tableau ci-après permet une
estimation approximative du niveau sonore.
Distance entre
interlocuteurs
Niveau maximal reçu par l'oreille quand, pour s'entendre, il faut
parler à :
Voix criée voix très forte voix forte voix normale
15 cm 90 dB(A) 84 dB(A) 78 dB(A) 72 dB(A)
30 cm 84 dB(A) 78 dB(A) 72 dB(A) 66 dB(A)
60 cm 78 dB(A) 72 dB(A) 66 dB(A) 60 dB(A)
120 cm 72 dB(A) 66 dB(A) 60 dB(A) 54 dB(A)
Ce tableau, sans aucune valeur réglementaire, permet une estimation très approximative. Il
aide essentiellement à identifier les locaux (ici en gras) où une estimation plus précise, à l'aide
d'un sonomètre, paraît souhaitable. Cette estimation sera bien sûr réalisée en des lieux et à des
moments significatifs de l'exposition.
La norme NF S 31-047 (Mai 1975) fournit des critères de perception de la parole dans le
bruit, mais sans prise en compte du port d'un Protecteur Individuel Contre le Bruit (P.I.C.B.).
La norme NF ISO 7731 (1987) remplacée par la norme NF EN 457 (1992) présente des
critères objectifs et subjectifs de perception des signaux sonores auditifs de danger, prenant en
compte l'utilisation d'une protection auditive et éventuellement une déficience auditive du
porteur.
L’employeur procède à une nouvelle estimation tous les trois ans ou lorsqu’une modification
des installations ou des modes de travail est susceptible d’entraîner une élévation des niveaux
de bruit (Art. R. 232-8-1,1 du Code du Travail).
III.1.2 Mesurage des risques
L’employeur procède à un mesurage du niveau sonore d’exposition quotidienne et
éventuellement du niveau de pression acoustique de crête :
- pour identifier les travailleurs exposés si l’estimation n’a pas permis de conclure,
- et pour mesurer le niveau exact de bruit auquel sont exposés les travailleurs identifiés lors de
la phase d’estimation.
Le mesurage de l’exposition au bruit doit être effectué en utilisant la méthode et
l’appareillage spécifiés par la norme française NF S 31-084 (Octobre 2002) : Méthode de
mesurage des niveaux d’exposition au bruit en milieu de travail.
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Il est à rappeler que la Directive 2003/10/CE du 6 février 2003 concernant les prescriptions
minimales de sécurité et de santé relatives à l’exposition des travailleurs aux risques dus aux
agents physiques (bruit) fixent comme indicateurs d’exposition sonore :
- P acoustique de crête (Pcrête) : valeur maximale de la P acoustique instantanée mesurée
avec la pondération fréquentielle C,
- Niveau d’exposition quotidienne au bruit (L EX, 8h ) et niveau d’exposition hebdomadaire au
bruit, niveaux définis par la norme ISO 1999 :1990.
Cette directive fixe également :
- les valeurs limites d’expositions L EX, 8h = 87 dB (A) et Pcrête = 200 Pa ou 140 dB (C),
- les valeurs d’exposition supérieures déclenchant l’action : L EX, 8h = 85 dB (A) et Pcrête =
140 Pa ou 137 dB (C),
- les valeurs d’exposition inférieures déclenchant l’action : L EX, 8h = 80 dB (A) et Pcrête = 112
Pa ou 135 dB (C).
Cette directive préconise d’utiliser la norme ISO 1999 :1990 pour évaluer les expositions
sonores et entre en vigueur pour les Etats membres au plus tard le 15/02/2006.
III.2 Cas des cartographies de bruit
D'objectif réglementaire, le bilan sonore d'un atelier se fait dans le cadre d'une cartographie de
bruit.
L'employeur doit alors répondre à deux questions :
- Existe-t-il un endroit quelconque dans l'atelier et à un moment quelconque au cours de la
journée de travail un niveau de pression acoustique de crête dépassant 135 dB(C) ou 140
dB(C) ?
- Existe-t-il dans un endroit quelconque de l'atelier des niveaux d'exposition sonore
quotidienne ou L EX, 8h qui atteignent ou dépassent 85 ou 90 dB(A) ?
Cette technique consiste à définir un maillage (ou quadrillage) des ateliers, puis à mesurer le
niveau sonore dans chaque maille. Dresser une "carte de bruit" peut faciliter la localisation
dans un atelier des zones d'activités les plus bruyantes et guider le choix de priorités dans des
programmes de réduction sonore dès lors que ces zones correspondent aussi à des lieux de
forte exposition sonore pour le personnel.
Mais une carte, établie par ce procédé, ne représente pas l'exposition des travailleurs au cours
de leur travail : le microphone placé dans une maille d'atelier, capte le bruit ambiant à cet
endroit, mais pas le bruit que reçoivent les travailleurs exposés durant leurs diverses activités.
Elles n'ont de signification que si le bruit est stable, ou s'il est fluctuant mais périodique.
IV. Norme AFNOR NF S 31-084 (Octobre 2002) – Méthode de mesurage des niveaux
d’exposition au bruit en milieu de travail
La méthodologie permet d'atteindre 2 objectifs de mesurage :
IV.1 Le mesurage de contrôle
Il distingue plusieurs approches :
- l'approche sans analyse du travail,
- l'approche du mesurage dans des Groupes d'Exposition Homogène (GEH) définis par
fonction de travail,
- l'approche par tâche.
IV.2 L'évaluation du risque à moyen terme
Cette évaluation doit se rapporter à une période de représentativité définie en fonction des
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variations à moyen terme du processus de travail (quelques semaines, quelques mois, une
année par exemple).
IV.3 Le Rapport de mesurage
Le corps du Rapport doit contenir les informations et les résultats essentiels suivants :
IV.1 Description du plan de mesurage et ses justifications
IV.2 Les indicateurs de production
I.V.3 La liste des appareils de mesurage employés
I.V.4 Les résultats
Pour plus de détails, veuillez consulter la norme précédemment citée.
Elle contient également dans son Annexe B des modèles de fiches d'analyse de travail et dans
son Annexe C des modèles de Fiches récapitulatives des mesurages d'exposition sonore.
Elle est éditée et diffusée par l'Association Française de Normalisation ou AFNOR (11,
avenue Francis de Pressensé - 93571 Saint-Denis La Plaine Cedex - Tél. 01.41.62.80.00 - Fax
: 01.49.17.90.00).
Elle est également vendue en ligne sur le site Internet de l'AFNOR.
Les rapports de mesurage d'exposition sonore qui font référence à cette norme se doivent de
respecter scrupuleusement ses recommandations au risque sinon de voir leurs résultats
discutables et/ou contestés sur le fond et/ou sur la forme.
V. Rôle de la Médecine du Travail
V.1 Code du Travail
Le Médecin du Travail assure une surveillance médicale spéciale pour les travailleurs exposés
aux risques sonores (Décret n° 88-405 du 21 avril 1988, Circulaire du 6 mai 1988, Arrêté du
31 janvier 1989 et Arrêté du 22 avril 1988).
Dans le cadre de ses attributions (Art. R. 242-11 du Code du Travail), le médecin du travail
est le conseiller du chef d’établissement ou du secrétaire général du syndicat, des personnels
et de leurs représentants, en ce qui concerne notamment :
1°) L’amélioration des conditions de vie et de travail dans l’établissement ;
(…)
De plus, d’après l’article R. 242-12 du Code du Travail, le médecin du travail peut, aux frais
de l’établissement ou du syndicat, procéder ou faire procéder à des prélèvements et des
mesures aux fins d’analyses (…).
Généralement et en première intention, l'estimation du risque semble suffisante.
Cependant et plus particulièrement dans leur démarche d'évaluation des risques professionnels
liés à l'exposition au bruit par les études de mesurage par exposimétrie, les préventeurs de
terrain devraient alors conseiller au mieux les employeurs et les salariés exposés afin que les
valeurs seuils actuelles, respectivement d'alerte et de danger, d'expositions sonores
quotidiennes (L EX, 8h 85 dB(A) et 90 dB(A)) et/ou de crête (135 dB (C) et 140 dB(C))
réglementaires ne soient pas dépassées.
V.2 Pluridisciplinarité
La loi de modernisation sociale n° 2002-73 du 17 janvier 2002 rend obligatoire la
pluridisciplinarité. Cette obligation est conforme aux recommandations européennes plus
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anciennes (Directive 89/391/CEE du 12 juin 1989).
Le Décret n° 2003-546 du 24 juin 2003 pris pour application de l’article L. 241-2 du Code du
Travail décrète que les services de santé au travail fassent appel aux intervenants en
prévention des risques professionnels.
Le médecin du travail en tant que préventeur de terrain occupe donc une place privilégiée
dans cette équipe pluridisciplinaire en devenir.
Grâce à sa connaissance de l’état de santé du salarié à travers le dossier médical, son action
sur le terrain comme coordonnateur de cette équipe pluridisciplinaire ne sera que plus efficace
afin de répondre au mieux aux attentes du monde du travail.
VI. POUR EN SAVOIR PLUS
1. Aide mémoire juridique. Brochure n° 16 : Le bruit. Ed. I.N.R.S., 4ème éd., 1998, 26 p.
2. Norme AFNOR NF S 31-084 (Octobre 2002). Méthode de mesurage des niveaux
d’exposition au bruit en milieu de travail.
3. Norme AFNOR NF S 31-084 (Août 1987). Acoustique. Méthode de mesurage des niveaux
sonores en milieu de travail en vue de l’évaluation du niveau d’exposition sonore quotidienne
des travailleurs.
4. Monod H., Kapitaniak B. Ergonomie. Masson, 1999, 282 p.
5. S.E.L.F. Les Actes de la journée d’étude du 14 juin 2001. Pluridisciplinarité en santé au
travail : des échanges de pratique.
6. Smolik H.-J., Raymond F. Cours de D.U. d’Ergonomie Appliquée : le bruit.
I.M.T.E.B.F.C., Département Bourgogne-Ergonomie, Dijon, 2001.
7. Thiery L., Louit P., Lovat G., Lucarelli D., Raymond F., Servant J.-P., Signorelli C.
Exposition des travailleurs au bruit : méthode de mesurage (Conseil National du Bruit). Paris,
I.N.R.S. (Ed.), brochure ED 772, 1994, 54 p.
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