ISO/TS 16976-7:2013
(Main)Respiratory protective devices — Human factors — Part 7: Hearing and speech
Respiratory protective devices — Human factors — Part 7: Hearing and speech
ISO/TS 16976-7:2013 contains information related to the interaction between respiratory protective devices and the human body functions of hearing and speech.
Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains — Partie 7: Discours et audition
L'ISO/TS 16976-7:2013 contient des informations relatives aux interactions entre le port d'un appareil de protection respiratoire et les fonctions physiologiques de l'ouïe et de la parole.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 16976-7
First edition
2013-04-15
Respiratory protective devices —
Human factors —
Part 7:
Hearing and speech
Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains —
Partie 7: Discours et audition
Reference number
ISO/TS 16976-7:2013(E)
©
ISO 2013
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions, and abbreviated terms . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Abbreviated terms . 2
4 Range of hearing and speech . 2
5 Measurement of sound pressure . 3
6 Physiology of the ear . 3
6.1 General . 3
6.2 Outer ear . 4
6.3 Middle ear . 4
6.4 Inner ear . 5
7 Hearing loss . 5
7.1 Conductive hearing loss . 5
7.2 Ototoxicity . 5
7.3 Presbycusis . 5
7.4 Noise induced hearing loss (NIHL) . 5
7.5 Other types of hearing loss . 6
7.6 Other effects of noise . 6
8 Noise exposure limits . 6
8.1 Workplace exposure levels and durations . 6
8.2 Ceiling limit . 9
9 Speech and hearing difficulties . 9
Bibliography .11
© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
The committee responsible for this document is ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and
equipment, Subcommittee SC 15, Respiratory protective devices.
ISO/TS 16976 consists of the following parts, under the general title Respiratory protective devices —
Human factors:
— Part 1: Metabolic rates and respiratory flow rates
— Part 2: Anthropometrics
— Part 3: Physiological responses and limitations of oxygen and limitations of carbon dioxide in the
breathing environment
— Part 4: Work of breathing and breathing resistance: Physiologically based limits
— Part 5: Thermal effects
— Part 7: Hearing and speech
— Part 8: Ergonomic factors
The following part is under preparation:
— Part 6: Psycho-physiological effects
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
Introduction
For an appropriate design, selection and use of respiratory protective devices, basic physiological
demands of the user must be considered. The function of a respiratory protective device, the way it
is designed and used and the properties of its material may affect communications: either speech or
hearing or both.
This part of ISO/TS 16976 belongs to a series of documents providing basic physiological and
anthropometric data on humans. It contains information about hearing and speech associated with
wearing respiratory protective devices.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 16976-7:2013(E)
Respiratory protective devices — Human factors —
Part 7:
Hearing and speech
1 Scope
This part of ISO/TS 16976 contains information related to the interaction between respiratory protective
devices and the human body functions of hearing and speech.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1999, Acoustics — Estimation of noise-induced hearing loss
ISO 16972, Respiratory protective devices — Terms, definitions, graphical symbols and units of measurement
3 Terms and definitions, and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1999, ISO 16972 and the
following apply.
3.1.1
hearing
manner in which the brain and central nervous system recognizes and interprets sounds
3.1.2
ototoxicity
damage to hearing from overexposure to drugs or toxic substances
3.1.3
noise
unwanted sound
3.1.4
presbycusis
gradual sensorineural hearing loss due to natural ageing
3.1.5
sound
form of energy that moves through media in waves of pressure
3.1.6
sound pressure
local pressure change caused by the vibration
Note 1 to entry: Measured in pascals (Pa).
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
3.2 Abbreviated terms
SPL sound pressure level
NIHL noise induced hearing loss
TWA time-weighted average
STI speech transmission index
SII speech intelligibility index
4 Range of hearing and speech
Humans with normal hearing can usually hear sound pressure waves in a frequency range of about 20 Hz
to 20 000 Hz, but the ear is most sensitive to frequencies from 500 Hz to around 4 000 Hz and declines
dramatically in sensitivity as frequencies drop below 500 Hz. Figure 1 depicts the frequencies response
and sound pressure level response of human hearing and speech. The frequency range is affected by
ageing as explained further in 7.3.
Key
X logarithmic sale of frequency (Hz)
Y sound pressure level (dB)
1 pain threshold
2 range of speech
3 hearing threshold
Figure 1 — Range of human hearing and speech
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
5 Measurement of sound pressure
Sound pressure is the local pressure change caused by the vibration and is measured in pascals (Pa).
Sound pressure level (SPL) is the logarithmic ratio of the sound pressure to a reference pressure and is
expressed in decibels (dB) by the equation
P
RMS
L =20log
p 10
P
0
where
L is the sound pressure level, in dB;
p
P is the root mean square (RMS) sound pressure, in Pa;
RMS
P is the sound reference pressure, in Pa.
0
In air, the sound reference pressure is 0,000 02 Pa. That reference is based on the average human
threshold of hearing at a frequency of 1 000 Hz.
When measuring sound pressure level as it relates to human perception, weighting factors are used
to represent human threshold at different frequencies. The most common is the A-weighted sound
measurement which approximates the human threshold at 40 dB and is expressed as dBA. Two other
sound measuring weighting factors exist: B-weighted and C-weighted, which approximate the human
threshold at 70 dB and 100 dB, respectively.
Examples of some typical sound levels are:
library 40 dBA
normal conversation 60 dBA
traffic noise 80 dBA
metal shop 100 dBA
siren 120 dBA
jet engine 140 dBA
A perceived difference in sound level occurs at approximately 3 dB, and a perceived doubling of sound
volume occurs with a 10 dB increase in sound pressure level.
6 Physiology of the ear
6.1 General
The human ear is the sense organ that detects sounds and changes the pressure waves into a signal of
nerve impulses that is sent to the brain. The ear not only receives and converts sound but also plays a
major role in the sense of balance and body position.
As shown in Figure 2, the ear is usually described in three sections: the outer ear (key 1), middle ear
(key 2) and inner ear (key 3).
© ISO 2013 – All rights reserved 3
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
Key
1 outer ear 10 oval window
2 middle ear 11 semicircular canals
3 inner ear 12 vestibular nerve
4 pinna 13 cochlear nerve
5 external auditory channel 14 cochlea
6 tympanic membrane 15 Eustachian tube
7 malleus 16 round window
8 incus 17 tympanic cavity
9 stapes
Figure 2 — Physiological ear terms
6.2 Outer ear
The outer ear is the most external portion of the ear. The outer ear includes the pinna (also called auricle),
the ear canal, and the very most superficial layer of the ear drum (also called the tympanic membrane).
In humans, the only visible portion of the ear is the outer ear. The outer ear does help get sound (and
imposes filtering), but the ear canal is very important. Unless the canal is open, hearing will be damped.
Ear wax (cerumen) is produced by glands in the skin of the outer portion of the ear canal. The outer ear
ends at the most superficial layer of the tympanic membrane. The tympanic membrane is commonly
called the ear drum.
The pinna helps direct sound through the ear canal to the tympanic membrane (eardrum).
6.3 Middle ear
The middle ear, an air-filled cavity behind the ear drum (tympanic membrane), includes the three ear
bones or ossicles: the malleus (or hammer), incus (or anvil), and stapes (or stirrup). The opening of the
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ISO/TS 16976-7:2013(E)
Eustachian tube is also within the middle ear. The three bones are arranged so that movement of the
tympanic membrane causes movement of the malleus, which causes movement of the incus, which causes
movement of the stapes. When the stapes footplate pushes on the oval window, it causes movement of
fluid within the cochlea (a portion of the inner ear).
In humans the middle ear (like the ear canal) is normally filled with air. Unlike the open ear canal,
however, the air of the middle ear is not in direct contact with the atmosphere outside the body. The
Eustachian tube connects from the chamber of the middle ear to the back of the pharynx.
The arrangement of the tympanic membrane and ossicles works to efficiently couple the sound from the
opening of the ear canal to the cochlea. There are several simple mechanisms that combine to increase
the sound pressure.
— The first is the “hydraulic principle”. The surface area of the tympanic membrane is many times that
of the stapes footplate. Sound energy strikes the tympanic membrane and is concentrated to the
smaller footplate.
— A second mechanism is the “lever principle”. The dimensions of the articulating ear ossicles lead to
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 16976-7
Première édition
2013-04-15
Appareils de protection
respiratoire — Facteurs humains —
Partie 7:
Discours et audition
Respiratory protective devices — Human factors —
Part 7: Hearing and speech
Numéro de référence
ISO/TS 16976-7:2013(F)
©
ISO 2013
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et abréviations . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Abréviations . 2
4 Gamme de fréquences pour l’ouïe et la parole . 2
5 Mesurage de la pression acoustique . 3
6 Physiologie de l’oreille . 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Oreille externe . 4
6.3 Oreille moyenne . 4
6.4 Oreille interne . 5
7 Détérioration de l’audition . 5
7.1 Perte auditive conductive . 5
7.2 Ototoxicité . 5
7.3 Presbyacousie . 5
7.4 Perte d’audition due au bruit (NIHL) . 6
7.5 Autres types de perte auditive . 6
7.6 Autres effets du bruit . 6
8 Limites d’exposition au bruit . 6
8.1 Niveaux et durées d’exposition sur le lieu de travail . 6
8.2 Valeur-limite. 9
9 Difficultés d’audition concernant la parole . 9
Bibliographie .11
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/patents.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements
et équipements de protection, sous-comité SC 15, Appareils de protection respiratoire.
L’ISO/TS 16976 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Appareils de protection
respiratoire — Facteurs humains:
— Partie 1: Régimes métaboliques et régimes des débits respiratoires
— Partie 2: Anthropométrie
— Partie 3 : Réponses physiologiques et limitations en oxygène et en gaz carbonique dans
l’environnement respiratoire
— Partie 4: Travail de respiration et de résistance à la respiration: limites physiologiques
— Partie 5: Effets thermiques
— Partie 7: Discours et audition
— Partie 8: Facteurs ergonomiques
La future partie est en préparation:
— Partie 6: Effets psycho-physiologiques
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
Introduction
La conception, le choix et l’utilisation des appareils de protection respiratoire doivent répondre aux
exigences physiologiques fondamentales de l’utilisateur. Le fonctionnement d’un appareil de protection
respiratoire, la manière dont il est conçu et utilisé et les propriétés du matériau dont il est constitué
peuvent gêner la communication en affectant l’ouïe, la parole ou les deux.
La présente partie de l’ISO/TS 16976 fait partie d’une série de documents fournissant des données
physiologiques et anthropométriques élémentaires concernant l’être humain. Elle contient des
informations concernant l’incidence sur l’ouïe et la parole du port d’appareils de protection respiratoire.
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16976-7:2013(F)
Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains —
Partie 7:
Discours et audition
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO/TS 16976 contient des informations relatives aux interactions entre le port
d’un appareil de protection respiratoire et les fonctions physiologiques de l’ouïe et de la parole.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 1999, Acoustique — Détermination de l’exposition au bruit en milieu professionnel et estimation du
dommage auditif induit par le bruit
ISO 16972, Appareils de protection respiratoire — Termes, définitions, symboles graphiques et unités de mesure
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1999, l’ISO 16972 ainsi
que les suivants s’appliquent.
3.1.1
ouïe
fonction permettant au cerveau et au système nerveux central de reconnaître et d’interpréter les sons
3.1.2
ototoxicité
détérioration de l’ouïe due à une surexposition à des substances médicamenteuses ou toxiques
3.1.3
bruit
son indésirable
3.1.4
presbyacousie
perte d’audition rétrocochléaire progressive liée au vieillissement naturel
3.1.5
son
forme d’énergie qui se déplace par ondes de pression
3.1.6
pression acoustique
variation locale de pression liée aux vibrations
© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
3.2 Abréviations
SPL niveau de pression acoustique
NIHL perte d’audition due au bruit
TWA moyenne pondérée dans le temps
STI indice de transmission de la parole
SII indice d’intelligibilité de la parole
4 Gamme de fréquences pour l’ouïe et la parole
Un être humain avec une ouïe normale peut généralement percevoir des ondes de pression acoustique
dans une gamme de fréquences approximativement comprise entre 20 Hertz (Hz) et 20 000 Hz, mais
l’oreille est plus sensible à des fréquences comprises entre 500 Hz et 4 000 Hz environ, et sa sensibilité
décroît rapidement lorsqu’il s’agit de fréquences inférieures à 500 Hz. La Figure 1 illustre la réponse
en fréquence et en niveau de pression acoustique de l’ouïe et de la parole. La gamme de fréquences est
affectée par le vieillissement, comme indiqué en 7.3.
Légende
X échelle logarithmique de la fréquence (Hz)
Y niveau de pression acoustique (dB)
1 seuil de la douleur
2 gamme de fréquences de la parole
3 seuil d’audition
Figure 1 — Gamme de fréquences de l’ouïe et de la parole chez l’être humain
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
5 Mesurage de la pression acoustique
La pression acoustique est la variation de pression locale due aux vibrations; elle se mesure en pascals
(Pa). Le niveau de pression acoustique (SPL) est le rapport logarithmique de la pression acoustique à une
pression de référence et il s’exprime en décibels (dB) selon l’équation:
P
RMS
L =20log
p 10
P
0
où
L est le niveau de pression acoustique, en dB;
p
P est la pression acoustique efficace (RMS), en Pa;
RMS
P est la pression acoustique de référence, en Pa.
0
Dans l’air, la pression acoustique de référence est de 0,000 02 Pa. Cette référence est fondée sur le seuil
moyen d’audition à une fréquence de 1 000 Hz chez l’être humain.
Pour la mesure du niveau de pression acoustique lié à la perception humaine, des facteurs de pondération
sont utilisés pour représenter le seuil humain à différentes fréquences. Le plus courant est la mesure du
son pondéré A qui se rapproche du seuil humain à 40 dB et est exprimé en dBA. Deux autres facteurs de
pondération existent pour la mesure du son: pondéré B et pondéré C; ils se rapprochent du seuil humain
à 70 dB et 100 dB, respectivement.
Exemples de niveaux de pression acoustique types:
bibliothèque 40 dBA
conversation normale 60 dBA
bruits de circulation 80 dBA
atelier de travail des métaux 100 dBA
sirène 120 dBA
moteur à réaction 140 dBA
Une différence de niveau sonore est perçue à environ 3 dB, et un doublement du volume sonore est perçu
lorsque le niveau de pression acoustique augmente de 10 dB.
6 Physiologie de l’oreille
6.1 Généralités
L’oreille humaine est l’organe sensoriel qui détecte les sons et transforme les ondes de pression en un
signal d’impulsions nerveuses qui est envoyé au cerveau. Non seulement l’oreille reçoit et convertit les
sons, mais elle joue également un rôle essentiel pour le sens de l’équilibre et la posture.
Comme le montre la Figure 2, l’oreille est généralement représentée selon trois sections, l’oreille externe
(1), l’oreille moyenne (2) et l’oreille interne (3).
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
Légende
1 oreille externe 10 fenêtre ovale
2 oreille moyenne 11 canaux semi-circulaires
3 oreille interne 12 nerf vestibulaire
4 pavillon 13 nerf cochléaire
5 canal auditif externe 14 cochlée
6 tympan 15 trompe d’Eustache
7 malléus 16 fenêtre ronde
8 incus 17 caisse du tympan
9 stapès
Figure 2 — Termes de la physiologie de l’oreille
6.2 Oreille externe
L’oreille externe est la partie extérieure de l’oreille. Elle inclut le pavillon (également appelé auricule), le
conduit auditif et la couche la plus superficielle du tympan (également appelé membrane tympanique).
Chez l’être humain, la seule partie visible de l’oreille est l’oreille externe. L’oreille externe aide à percevoir
les sons (et exerce un filtrage), mais le conduit auditif joue un rôle très important. Si le conduit n’est pas
ouvert, l’audition sera assourdie. Le cérumen est produit par des glandes situées dans la peau de la partie
extérieure du conduit auditif. L’oreille externe se termine au niveau de la couche la plus superficielle de
la membrane tympanique. La membrane tympanique est communément appelée tympan.
Le pavillon aide à diriger le son dans le conduit auditif jusqu’à la membrane tympanique (tympan).
6.3 Oreille moyenne
L’oreille moyenne, qui est une cavité remplie d’air située derrière le tympan (membrane tympanique),
inclut les trois osselets de l’ouïe: le malléus (ou marteau), l’incus (ou enclume) et le stapès (ou étrier).
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ISO/TS 16976-7:2013(F)
L’ouverture de la trompe d’Eustache se trouve également dans l’oreille moyenne. Les trois osselets sont
disposés de sorte qu’un mouvement de la membrane tympanique entraîne un mouvement du malléus,
qui entraîne un mouvement de l’incus, qui entraîne un mouvement du stapès. Lorsque la base de l’étrier
exerce une poussée sur la fenêtre ovale, elle entraîne un mouvement de fluide à l’intérieur de la cochlée
(qui fait partie de l’oreille interne).
Chez l’être humain, l’oreille moyenne (tout comme le conduit auditif) est normalement remplie d’air.
Cependant, contrairement au conduit auditif ouvert, l’air de l’oreille moyenne n’est pas en contact
direct avec l’atmosphère, à l’extérieur du corps. La trompe d’Eustache s’étend de la chambre de l’oreille
moyenne à l’arrière du pharynx.
La disposition de la membrane tympanique et des osselets permet de conduire efficacement le son entre
l’ouverture du conduit auditif et la cochlée. Plusieurs mécanismes simples se combinent pour augmenter
la pression acoustique.
— Le premier est le «principe hydraulique». La surface de la membrane tympanique est égale à
plusieurs fois celle de la base de l’étrier. L’énergie acoustique heurte la membrane tympanique et se
concentre sur le petit étrier.
— Un deuxième mécanisme est le «principe du levier». Les dimensions des osselets articulés de l’oreille
induisent une augmentation de la force appliquée à la base de l’étrier par comparaison avec celle
appliquée au malléus.
— Un troisième mécanisme canalise la pression acoustique vers une ex
...
Questions, Comments and Discussion
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