Infrasons : de quoi s'agit-il...

Graphique représentant les infrasons, basses fréquences, fréquences audibles et ultrasons

Textes extraits de la note documentaire : Limites d'exposition aux infrasons et aux ultrasons. Étude bibliographique – ND2250 203-06 INRS, Institut Nationale de Recherche Scientifique

Pour consulter l'ensemble de la documentation :
Rendez-vous sur le site de l'Institut National de Recherche Scientifique

Les infrasons

Quand le spectre des bruits se situe partiellement ou totalement en deça de 20 Hz, on parlera d infrasons tandis que s’il se situe au-delà de 20 kHz, on parlera d’ultrasons. On admet généralement que ces bruits sont inaudibles, alors qu’en réalité, la sensibilité de l’oreille humaine s’étend dans les gammes extérieures à l’intervalle 20 Hz - 20 kHz dès que les niveaux reçus sont suffisamment élevés.

Les seuils de sensibilité sont très variables d’un individu à l’autre. Les bruits en général, mais aussi les ultrasons comme les infrasons, peuvent être ressentis par une transmission de l’énergie vibratoire à d’autres organes (peau, yeux, muscles, puis crane et squelette ou organes internes). Cette transmission peut être directe ou aérienne quand les vibrations de l’air atteignent l’oreille ou la peau.

Comme la sensibilité de l’oreille humaine s’étend de part et d’autre de la limite basse de 20 Hz, et avec une variabilité importante selon les sujets, la bande de fréquence de 20 Hz à 40 Hz représente une zone de transition entre les infrasons et les sons audibles. Au-delà de 40 Hz et jusqu’à 100 Hz, on admet que l’on a affaire à des sons audibles basse fréquence.

La sensibilité de l’oreille humaine étant beaucoup plus faible en dehors de la gamme 20 Hz – 20 kHz, les bruits de la gamme infrasonore sont supposés moins dangereux pour l’audition que les bruits audibles de niveau équivalent. Pourtant, l’existence d’effets nuisibles ou désagréables à l’homme de ces bruits quasi-inaudibles est un fait prouvé.

Génération des infrasons

Les sources infrasonores sont nombreuses, qu’elles soient naturelles ou artificielles. Les sources naturelles sont par exemple les tempêtes, les éruptions volcaniques, le tonnerre. Tous les moyens de transport sont des sources de bruit comportant souvent des composantes vibratoires basse-fréquence et infrasonores. En milieu industriel, ce sont principalement les machines tournantes lourdes qui sont source d’infrasons. Les ventilateurs, pompes, compresseurs, machines à air conditionné, broyeurs… produisent couramment des niveaux élevés d’infrasons.

Le développement des éoliennes, comme source d’énergie électrique renouvelable, a amené récemment des polémiques sur leur potentialité à produire des infrasons dangereux pour la sante. On peut citer aussi des sources d’infrasons moins répandues comme celles servant à des applications militaires (armes non létales) dont les niveaux ne sont pas publiés.

De plus, certaines sources cohérentes émettant deux fréquences pures non infrasonores assez proches peuvent provoquer l’apparition d’infrasons par des « battements à la fréquence différence », c’est-à-dire par la différence entre les deux fréquences de départ, en raison des non-linéarités du milieu.

Propagation des infrasons

Comme les bruits audibles, les infrasons sont des ondes sonores se propageant dans un milieu élastique fluide (air) ou dans les solides (sol, structures). Leur gamme de fréquence très basse fait que l’absorption par les milieux traverses est relativement faible. La localisation des sources infrasonores est rendue difficile par la faible absorption : les sources peuvent être très éloignées du lieu où la nuisance est mesurée (plusieurs centaines de mètres). Les sources infrasonores sont généralement omnidirectionnelles.

Ces caractéristiques font qu’il sera souvent illusoire de vouloir se protéger des infrasons par des procédés classiques d’isolement et d’absorption acoustique. Une réduction du niveau d’émission à la source sera souvent la seule solution possible pour diminuer les niveaux d’exposition.

Perception des infrasons

De nombreuses expérimentations récentes ou plus anciennes font état de la sensibilité de l’oreille à des fréquences inferieures à 20 Hz. Cette sensibilité existe pour tous les sujets en bonne santé, même si elle est très inférieure à celle connue aux fréquences moyennes du spectre qualifié d’audible. Cette constatation remet même en cause le concept usuel d’infrasons puisque des sons puissants de fréquence inférieure à 20 Hz ne sont pas inaudibles. La sensation sonore augmente plus vite quand le niveau de pression acoustique s’accroit, comparativement à ce qui se passe aux fréquences audibles.

Une étude conduite avec des sujets sourds a montré que la perception pouvait exister pour des niveaux suffisamment élevés par d’autres moyens que celui de l’audition. Cette étude a précisé que cette perception qualifiée de "vibratile" apparait pour des niveaux de l’ordre de 124 dB à 4 Hz ou 116 dB à 16 Hz. Une perception vibratile peut amener des confusions de sensation. Les personnes exposées aux infrasons peuvent se croire exposées à des vibrations issues d’une seule transmission solidienne. Il est donc important d’être capable d’identifier les couplages entre la nuisance physique ressentie et la source afin de différencier les problèmes purement vibratoires des problèmes d’ondes élastiques dans l’air (infrasons).

Pour les sons basse fréquence et les infrasons, certains auteurs ont montré que la pondération A (utilisée pour l’estimation de l’exposition sonore aux bruits audibles) conduit à sous-estimer la nuisance. Il existe une pondération fréquentielle spécifique pour le mesurage des infrasons. La norme ISO 7196 : 1995 confirme ce résultat en affirmant que, dans le domaine des fréquences comprises entre 1 Hz et 20 Hz, des sons tout juste perceptibles par un auditeur moyen, donneront, après pondération, des niveaux de pression acoustique proches de 100 dB(G).

Effets physiologiques des infrasons

Les effets physiologiques des infrasons, comme ceux de tous les bruits, dépendent du niveau reçu.

A faible niveau, autour du seuil d’audition, des réactions de fatigue, de dépression, de stress, d’irritation, d’asthénie, de mal de tête, de troubles de la vigilance ou de l’équilibre et des nausées ont été décrits. Ces réactions peuvent être dues à la mise en vibration de certains organes digestifs, cardio-vasculaires, respiratoires ou des globes oculaires. Au seuil d’audition, des expériences faites sur des sujets sourds et entendant ont montré que des changements de l’état de vigilance des sujets étaient bien dus à une stimulation cochléaire.

A des niveaux plus élevés, les symptômes précédents s’amplifient et peuvent devenir insupportables si les durées d’exposition sont trop importantes. La rémanence des symptômes a été notée, alors que la source est supprimée, les sensations de malaise peuvent perdurer quelque temps. Cette constatation est expliquée par les expériences au cours desquelles la pression artérielle ou le rythme cardiaque des sujets ont été modifiés.

La sensibilité de chaque individu étant très variable, les sensations de gène ou de désagrément peuvent apparaitre, pour certains individus très sensibles, a des niveaux inférieurs aux seuils d’audition. Certains auteurs notent un effet possible de masquage : les symptômes dus à des infrasons de faible niveau sont atténués dès que le sujet est baigné dans un bruit audible de plus fort niveau.

Mesures de protection

Les mesures de protection contre les infrasons sont peu efficaces puisque ces ondes sont très peu atténuées durant leur trajet dans l’air ou les matériaux isolants acoustiques classiques. Des essais sur des bouchons d’oreille ont prouvé leur inefficacité pour des fréquences en deça de 50 Hz. De toute façon, les autres sensations corporelles transmises par les vibrations du corps ne peuvent pas être atténuées par ces protecteurs. Par la diminution du niveau à la source on offrira probablement une protection plus efficace que par l’isolation des personnes exposées.

Réglementation en matière d'infrason

En l’absence de règlementation nationale ou européenne sur les limites d’exposition aux infrasons, plusieurs références donnent des indications sur les niveaux considères comme étant pénibles ou dangereux.