Prediction of the static pressure induced by a foam earplug inside a cylindrical earcanal

Résumé

Plus de 120 million de travailleurs dans le monde sont exposés à des niveaux de bruit dangereux. Chaque jour, 360000 travailleurs (Québec) sont exposés à des niveaux de bruit (90 dBA) pouvant entraîner une perte auditive. Une façon de protéger les travailleurs consiste à utiliser des protecteurs auditifs (PA). L’utilisation des PA n'est pas efficace pour les porteurs car ils sont souvent portés de manière incorrecte ou incohérente. La cause la plus importante est l'inconfort induit par les PA. Cette thèse fait partie d’un projet de recherche de grande ampleur et se concentre sur la prédiction de la pression mécanique statique (PMS) sur la paroi du canal auditif humain induite par un bouchon d'oreille en mousse, qui est l'une des sources d'inconfort évoquées dans la littérature. Il n'existe actuellement aucun banc d'essai pour mesurer la PMS à l'interface entre le bouchon d'oreille en mousse et le canal auditif humain. L'objectif principal de cette maîtrise est de concevoir des testeurs virtuels pour prédire la PMS exercée par un bouchon d'oreille en mousse inséré dans un canal auriculaire cylindrique simplifié. Les objectifs spécifiques visant à construire des modèles par éléments finis (MEF) avec deux niveaux de complexité: 1) Un modèle simulant l'insertion du bouchon d'oreille en mousse dans un canal auriculaire rigide simplifié de forme cylindrique sans couche de peau. 2) Un modèle qui simule l'insertion du bouchon d'oreille en mousse dans un canal auditif cylindrique qui comprend les tissus mous environnants (couches cutanées). Un bouchon d'oreille (3M Classic E.A.R en mousse CVP) est envisagé. Les propriétés mécaniques de la peau humaine ont été calibrées à partir d’essais tirés de la littérature alors que celles du bouchon d'oreille en mousse ont été obtenues d’essais de caractérisation. Le modèle avec conduit cylindrique rigide a été validé en comparant les résultats de simulation à ceux d’une expérience réalisée dans des conditions similaires. Une très bonne corrélation fut obtenue à partir des résultats des tests de compression transversale et axiale du bouchon d'oreille en mousse en simulation expérimentale et numérique. Les courbes forcedéplacement obtenues par simulation numérique de test d’indentation sur la peaur montrent une très bonne correspondance avec les données expérimentales tirées de la littérature. La force de contact entre le bouchon d'oreille en mousse et le canal auriculaire cylindrique rigide est mesurée par un test expérimental. Les simulations numériques sont effectuées pour imiter des tests expérimentaux. Les forces de contact calculées à l'interface entre le bouchon d'oreille en mousse et le canal auriculaire cylindrique rigide sont de 1,6 N sans couche de peau et de 1,5 N avec couche de peau. La PMS à l'interface entre le bouchon d'oreille en mousse et le canal auriculaire cylindrique rigide sans couche cutanée et avec couche cutanée est de 3,40 kPa et 3,18 kPa, respectivement.

Date	29 août 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Éric Wagnac (Directeur(-trice)) & Franck Sgard (Codirecteur(-trice))