Perception des alarmes dans le bruit : développement de méthodes d’évaluation de l’audibilité ressentie

La perception des signaux acoustiques indiquant un danger est impérative pour assurer la sécurité des travailleurs face au risque d’accident. La norme ISO 7731 définit un critère pour que les alarmes soient jugées « clairement audibles » : le niveau global en dB(A) de l’alarme doit dépasser d’au moins 15 dB celui du bruit ambiant (SNR > 15 dB). Cependant, ce critère semble conduire à des alarmes ressenties par les salariés comme trop fortes lorsque les niveaux de bruit sont élevés. L’objectif de cette étude était de concevoir et de mettre en œuvre des méthodes d’évaluation de l’audibilité des alarmes pour qu’elles soient considérées comme « clairement audibles », sans toutefois être jugées excessivement fortes. Le travail réalisé s’est réparti suivant trois axes de recherche complémentaires : (1) l’amélioration d’un modèle de détection des alarmes, (2) l’étude expérimentale de l’audibilité des alarmes et (3) le développement d’un système, basé sur un réseau de neurones convolutif, dans le but de prédire le caractère « clairement audible » des alarmes. Concernant le modèle de détection des alarmes, la comparaison des prédictions à des données expérimentales montre que les modifications apportées au modèle initial permettent une nette amélioration de la performance : 3,3 dB d’erreur quadratique moyenne, contre 6,1 dB pour la version initiale. Concernant l’étude expérimentale de l’audibilité, une expérience de laboratoire a été menée avec vingt auditeurs normo-entendants auxquels on a demandé d’évaluer trente associations alarme-bruit, dans des niveaux de bruit ambiant de 60 et 80 dB(A). Les analyses ont mis à jour un lien direct entre les notes d’audibilité et le pourcentage de réponses « clairement audibles ». En exploitant ce lien, un critère d’audibilité simple a été proposé, qui consiste à définir un SNR (rapport signal sur bruit entre le niveau sonore de l’alarme et le niveau sonore du bruit) qui décroît quand le niveau de bruit ambiant Lb (en dB(A)) augmente : SNRcible= -0.5 Lb+45. Concernant l’approche par réseau de neurones, un classifieur binaire a été développé dans le but de prédire le caractère « clairement audible (oui/non) » des alarmes. Pour cela, un jeu de données a été spécifiquement collecté pour permettre l’apprentissage du système. Les résultats montrent que les performances de classification du système sont proches de celles d’un humain émettant une réponse binaire à l’issue d’une présentation unique.
Les travaux réalisés ont fait l’objet de deux articles dans des revues scientifiques internationales et de trois communications internationales avec actes. Par ailleurs, les données expérimentales et le modèle de réseau de neurones ont été mis à disposition de manière libre à la communauté scientifique. L’ensemble de ces valorisations devrait permettre de faire évoluer la norme ISO 7731 en proposant de remplacer le critère actuel par le critère SNRcible présenté précédemment.