Spectral Flatness Index : indice des écarts fréquentiels des protecteurs auditifs

Spectral Flatness Index : nouvel indice pour protecteurs auditifs

Deux bouchons d’oreille peuvent afficher le même niveau d’atténuation moyen (SNR), tout en protégeant de manière très différente les fréquences du bruit. L’un sera équilibré et confortable, l’autre déséquilibré, déformant la perception sonore, masquant la parole ou provoquant un inconfort auditif. Pourtant, aucun indicateur courant ne permet aujourd’hui d’évaluer ces écarts fréquentiels de manière synthétique.

C’est précisément le rôle du Spectral Flatness Index (SFI) : fournir un indicateur unique, simple à calculer, qui révèle la répartition de l’atténuation sur les différentes bandes de fréquence. Cet indice ouvre une nouvelle voie dans l’évaluation qualitative des protecteurs auditifs, au service des préventeurs, des médecins du travail et des industriels.

Pourquoi un nouvel indicateur ?

Jusqu’à présent pour comparer le niveau d’uniformité de l’affaiblissement sur les fréquences d’un protecteur auditif, nous utilisions (H – L) la « moyenne H » – la « moyenne L ».

Le résultat indiquait si un écart important existait entre le H et le L, entre les hautes et les basses fréquences, plus la valeur était proche de zéro plus le protecteur était réputé disposé d’un affaiblissement plat.

Un biais existe dans ce calcul, des écarts importants peuvent exister sur les différentes fréquences d’une moyenne, ces écarts sont alors « gommés » par la moyenne.

Pour obtenir une vision plus fine et réaliste, le SFI descend au niveau de la fréquence éliminant les biais exprimés ci-dessus.

Définition du Spectral Flatness Index

Le Spectral Flatness Index (SFI) quantifie l’écart entre les atténuations mesurées à 7 fréquences normalisées (125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz). Il est calculé à partir des données issues du test REAT (méthode subjective avec sujets humains) conformément à la norme ISO 4869-1. Ces données sont obtenues lors de la certification EN 352 du protecteur par le laboratoire certificateur.

Formule :

où :

• A_i​ est l’atténuation à la fréquence i (en dB),
• Ā est la moyenne des atténuations sur les 7 fréquences
• n=7

Il s’agit d’un écart type, appliqué directement aux valeurs d’atténuation en décibels. Un SFI faible indique une répartition équilibrée des atténuations. Un SFI élevé signale des variations importantes entre les fréquences et donc d’importantes distorsions dans la perception auditive.

Interprétation des résultats

Sur le graphique nous voyons le protecteur Elacin RC25 qui obtient une pente (H- L) de « 0 » ce qui en théorie est parfait et laisse supposer un protecteur avec un affaiblissement parfaitement plat. Nous voyons que pour ce protecteur par exemple la valeur d’affaiblissement a un écart de 4 décibels avec la moyenne des autres fréquences, ce qui en soit n’est pas dramatique, c’est un résultat correct, mais le H-L de la pente est malgré tout dans ce cas trompeur.

Mesure de dispersion des atténuations (SFI) autour de leur moyenne (donnée juste sous le nom du protecteur). Plus la valeur SFI (en jaune) est proche de zéro, plus la réponse est plate et la distorsion faible.

Valeur SNR sur la partie inférieure du graphique en vert et pente (p = H – L) en rose.

On constate que certains bouchons présentent une répartition plus homogène de l’atténuation sur l’ensemble du spectre audible, malgré un niveau moyen équivalent. Ces différences, invisibles via le SNR ou le H – L, ont pourtant un impact direct sur le confort, la transparence sonore et la protection réelle.

Intérêt pour les HSE, médecins du travail et préventeurs

L’intégration du SFI dans le choix des protecteurs auditifs permet de :

• Détecter les bouchons trop déséquilibrés, dont l’atténuation varie fortement selon les fréquences ;
• Privilégier des solutions à profil plat, plus confortables, favorisant la communication et la détection des alertes sonores ;
• Comparer objectivement des modèles à SNR équivalents, mais à réponse spectrale différente ;
• Réduire le risque de sous-protection ou de surprotection ciblée (par exemple sur les fréquences de la parole).

Le SFI ne remplace pas le SNR, mais il complète l’analyse en apportant une dimension spectrale jusqu’ici absente.

Conclusion

Le Spectral Flatness Index apporte un regard neuf sur l’évaluation des protecteurs auditifs. Il ne s’agit pas seulement de mesurer de combien un protecteur auditif atténue le bruit, mais aussi comment il répartit cette atténuation dans le spectre audible. Grâce à cet indice, il devient possible de choisir des protections plus équilibrées, sans distorsion, mieux tolérées, et donc plus efficacement portées par les salariés.

Sources

Les protections auditives – Guide de choix – ED 6510 – INRS – 09/2023

Bruit au travail : de l’évaluation à la prévention des risques – INRS – 03/2019

Norme EN458 – Protecteurs individuels contre le bruit – Recommandations relatives à la sélection, à l’utilisation, aux précautions d’emploi et à l’entretien – Document guide