os acoustique activités de recherche - univ-lorraine.fr
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Joël DUCOURNEAUAdil FAIZ
Balbine MAILLOU (ATER)Antoine MALRIN (Thésard)
OS ACOUSTIQUE
Activités de recherche
LEMTA – UMR 7563 : Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée
Faculté de Pharmacie – Formation menant au D.E. d’Audioprothésiste
Institut National de Recherche et Sécurité
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
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détermination in situ du coefficient de diffusion acoustique des parois à relief
2,8 m
2,36 m
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Diffuseur de Schroeder
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités : de profil périodique de profil apériodique
Scattered acoustic field above a grating of parallel rectangular cavities A. Khanfir et al.
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
Etude des mécanismes de diffusion acoustiquedes reliefs sortants
Développement d’un modèle de champ de pression acoustique réfléchie
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
Etude des mécanismes de diffusion acoustiquedes reliefs sortants
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
Etude des mécanismes de diffusion acoustiquedes reliefs sortants
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
Etude des mécanismes de diffusion acoustiquedes reliefs sortants
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Expérimentale :Développement d’outils de caractérisation in situ
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Modèle de propagation dans les locaux délimitéspar des parois à relief
Théorique :Etude des mécanismes de diffusion acoustique descavités de profil périodique de profil apériodique
Etude des mécanismes de diffusion acoustiquedes reliefs sortants
Perspectives :
Le modèle doit être généralisé au cas des réseaux de formes parallélépipédiques rectangulaires (campagne de mesure effectuée)
Les configurations parallèles et non parallèles
Une analyse du modèle avec et sans couplage entre les blocs (influence des espacements).
Une collaboration avec l’Université de Tunis El Manar et plus particulièrement avec Adel Khanfir est « engagée » depuis plusieurs mois.
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
x
z
zs
source
zr
r1
r2 y
2b2a
Utilisation d’une source impulsionnelle : mesure de la réponse impulsionnelle spatialleau dessus d’une structure à relief complexe
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
x
z
zs
source
zr
r1
r2 y
2b2a
Intérêt de la technique : utilisation d’une source impulsionnelle : réponses impulsionnelles spatiales en fonction de x : • réflexions spéculaires pour x>|a|• réflexions spéculaires et diffuses pour x≤|a| :
𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = �−𝑏𝑏
𝑏𝑏�−𝑎𝑎
𝑎𝑎 𝑊𝑊. 𝑧𝑧𝑠𝑠4𝜋𝜋𝑟𝑟13
.1 − 𝛼𝛼 . 𝛿𝛿2𝜋𝜋. 𝑟𝑟22
𝑑𝑑𝑑𝑑.𝑑𝑑𝑑𝑑𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 =𝑊𝑊. 1 − 𝛼𝛼 . 1 − 𝛿𝛿
4𝜋𝜋 𝑧𝑧𝑠𝑠 + 𝑧𝑧𝑠𝑠 2 + 𝑑𝑑2
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Etape d’identification de δ et de α :
Calcul de l’erreur moyenne à partir des différences entre les niveaux d’intensité en dB obtenues avec ces deux modèles et celles issues des réponses impulsionnelles convoluées à un bruit large bande
Une cartographie de l’erreur en fonction de δ et de α δ et de α retenues pour l’erreur est la plus faible
𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = �−𝑏𝑏
𝑏𝑏�−𝑎𝑎
𝑎𝑎 𝑊𝑊. 𝑧𝑧𝑠𝑠4𝜋𝜋𝑟𝑟13
.1 − 𝛼𝛼 . 𝛿𝛿2𝜋𝜋. 𝑟𝑟22
𝑑𝑑𝑑𝑑. 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 =𝑊𝑊. 1 − 𝛼𝛼 . 1 − 𝛿𝛿
4𝜋𝜋 𝑧𝑧𝑠𝑠 + 𝑧𝑧𝑠𝑠 2 + 𝑑𝑑2
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Au dessus du diffuseur de Schroeder
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
EP APLI
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
OS Acoustique
Perspectives :
• Tenir compte de la directivité de la source par une pondération en bandes de tiers d’octave et non pas large bande,
• Dans la procédure de convolution des réponses impulsionnelles avec le bruit blanc,
• Utilisation de l’intensimétrie acoustique : séparation du champ incident et réfléchi,
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
1 : Mannequin KEMAR2 : Multidiffusion3 : Carte Son4 : Ordinateur, logiciel Matlab
Balbine Maillou : Post Doc - ATER
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
1 : Mannequin KEMAR2 : Multidiffusion3 : Carte Son4 : Ordinateur, logiciel Matlab
Balbine Maillou : Post Doc - ATER
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Méthode d’estimation du RSB basée sur la diffusion de bruit en opposition
de phase
Séparation
Parole + Erreur
Bruit + Erreur
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Le Rapport Distorsion/Signal est minimisé dans la bande passante [200 - 8k] Hz de la prothèse
Pgm 2 : Gain Linéaire +
Réduction de BruitPgm 3 : Gain
linéaire + Directivité
ss AA : Mannequin sans prothèse
auditive
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Perspectives : Etude de l’efficacité des traitements des aides auditives :
• de 1ère (100% Santé) et 2ème classe,
• Utilisation des directivités et des réducteurs de bruit adaptatifs implémentée dans les AA : Localisation des sources (signal de parole utile), (Sound Navigator)
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Perspectives : Etude de l’efficacité des traitements des aides auditives :
• de 1ère (100% Santé) et 2ème classe,
• Utilisation des directivités et des réducteurs de bruit adaptatifs implémentée dans les AA : Localisation des sources (signal de parole utile), (Sound Navigator)
• Etude de la directivité multipolaire implémentée sur des systèmes microphoniques MEMS dans les AA : application à des environnements très bruyants.
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Perspectives : Etude de l’efficacité des traitements des aides auditives :
• de 1ère (100% Santé) et 2ème classe,
• Utilisation des directivités et des réducteurs de bruit adaptatifs implémentée dans les AA : Localisation des sources (signal de parole utile), (Sound Navigator)
• Etude de la directivité multipolaire implémentée sur des systèmes microphoniques MEMS dans les AA : application à des environnements très bruyants.
• Atténuation de l’autophonation (Système OVP)
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Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse débuté en novembre
2019 à l’INRS)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Constat :
Personnes malentendantes porteuses d’aides auditives confrontées au problème : L’accès à l’information, Perception de la parole en présence de bruit, la communication, Localisation des sons dans l’espace, La réalisation efficace de tâches.
Pb d’intelligibilité, du confort, de protection contre le bruit dans le secteur industriel
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Etudier la variation d’indices psychoacoustique (Speech Intelligibility Index, Speech Transmission Index) au point d’écoute binaural pour des personnes malentendantes appareillées, placées au poste de travail, en fonction : des conditions acoustiques (locaux bruyants, réverbérants, bureau, ...), des options de traitement du signal disponibles dans les aides auditives.
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse débuté en novembre
2019 à l’INRS)
![Page 29: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/29.jpg)
Vue en 2D1 temps
Amplitude
1 →2
temps
Amplitude
2 →
temps
Amplitude
temps
Amplitude
OG OD
N
temps
Amplitude
N →temps
Amplitude
Détermination des réponses impulsionnelles spatiales des locaux,
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse débuté en novembre
2019 à l’INRS)
Ces indicateurs simulation des réponses impulsionnelles spatiales qui caractérisent de manière simple le local modèles de propagation acoustique
+
Fonctions de transfert HRTFs représentatives de l’écoute binaurale
Vue en 2D
1 2
MannequinKEMAR
Oreille artificielle
Sans aide auditive
Avec aide auditive
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse débuté en novembre
2019 à l’INRS)
Mesure de la réponse en fréquence de l’aide auditive : système non linéaire (réducteur de bruit, directivité, et/ou compression activés) : utilisation des méthodes du sinus balayé
L’aide auditive doit être dans un environnement bruyant pour que les options de traitement soient fonctionnels
Le signal utile (Sinus Synchronisé) doit être émis en même temps que du bruit.
Le signal utile (Sinus Synchronisé) doit être séparé du bruit en sortie d’aide auditive pour en déduire la réponse de l’aide auditive : – Utilisation de Méthode Oloson & Hagerman
![Page 32: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/32.jpg)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse débuté en novembre
2019 à l’INRS)Modélisation de l’oreille externe et moyenne
par FEM : collaboration avec ENSA El-Jadida au Maroc (thèse en cours)
![Page 33: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/33.jpg)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
• Modélisation du pavillon + Le conduit auditif : la partie osseuse + la partie cartilagineuse
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
102 103 104
0
5
10
15
20
Pres
sure
gai
n (d
B)
Frequency (Hz)
Our model Koike 2002
Pressure gain
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Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
![Page 36: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/36.jpg)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
Sur le système cochléaire : dégradation et détérioration des cellules ciliées,
Développent d’un modèle prédictif l’exposition aux bruits impulsionnels
Etude de l’impact des bruits impulsionnels :
![Page 37: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/37.jpg)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
• Etudier l’effet non linéaire des aides auditives sur la réduction du bruit impulsionnel
Audioprothèse : Protecteur passif :
• Optimiser les fonctions de transferts des protecteurs individuels contre le bruit de type impulsionnel
![Page 38: OS ACOUSTIQUE Activités de recherche - univ-lorraine.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062420/62ae7d188719496aa41126a9/html5/thumbnails/38.jpg)
Réduire le bruit en entrepriseAmélioration de l’acoustique des locaux industriels
Caractérisation acoustique in situdes parois présentes dans les locaux industriels.
Estimation des performances des options de traitement du signal des aides auditivesDétermination du SNR en sortie des
appareils auditifs
OS Acoustique
Nouveau Projet : Etude des indices acoustiques représentatifs de l’intelligibilité/audibilité
chez les malentendants appareillés dans un local industriel (thèse en 2019 à l’INRS)
Modélisation de l’oreille externe et moyenne par FEM : collaboration avec ENSA El-
Jadida au Maroc (thèse en cours
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