Étude sur les effets du bruit sur la performance humaine

Objet

La présente étude a pour objet de déterminer si le niveau de bruit de 72 décibels A - ou dBA - à bord de la Station spatiale internationale (ISS) a des effets physiologiques et psychologiques sur les astronautes qui participent à des missions de longue durée.

Contexte

Les astronautes qui séjournent à bord de la Station sont exposés à un niveau sonore moyen de 72 dBA, et ce, pendant les six mois que peut durer leur mission. Le bruit provient des équipements essentiels qui doivent continuellement fonctionner, comme les génératrices pour les systèmes de survie et de ventilation.

Vue intérieure de Zvezda, le module de service de la Station. (Source : NASA)

Le bruit peut avoir des effets néfastes sur le bien-être physiologique et mental. Il est d'ailleurs un facteur de stress qui agit sur l'être humain de la même façon que le froid extrême. On peut observer chez un sujet exposé au bruit des changements dans le rythme cardiaque et la circulation sanguine vers le cerveau, ainsi que des changements dans la respiration, la tension squelettomusculaire et la composition chimique du sang et de l'urine.

Des études antérieures ont démontré qu'on pouvait être exposé sans danger à un niveau sonore de moins de 85 dBA pendant une période de huit heures même sans protection auditive. Au Canada, la limite imposée dans le milieu de travail des employés fédéraux est de 87 dBA sur une période de huit heures. Le tableau ci-dessous donne des exemples des niveaux de bruit auxquels les êtres humains peuvent être soumis sur Terre :

Niveau de bruit Son
10 dBA Respiration normale
20 dBA Maison tranquille
40 dBA Bureau tranquille, bibliothèque
60 dBA Conversation normale
70 dBA Circulation autoroutière
80 dBA Aspirateur, sonnette de porte, sonnerie de téléphone, sifflement de bouilloire
90 dBA Tracteur
100 dBA Chasse-neige, souffleuse à feuilles
120 dBA Sirène d'ambulance
170 dBA Coup de fusil
180 dBA Lancement de fusée

Même si les astronautes séjournant à bord de la Station sont exposés à des niveaux sonores inférieurs à la limite acceptable de 87 dBA, ils sont soumis aux effets de ce bruit vingt-quatre heures sur vingt-quatre, sept jours sur sept. Le rapport des examens auditifs subis par un petit groupe de cosmonautes russes après un long séjour dans l'espace révèle des cas de perte auditive permanente et temporaire, et ce, malgré le fait qu'ils aient été exposés à des niveaux de bruit inférieurs à ceux susceptibles d'entraîner une perte auditive ici sur Terre.

Le module d'examen des sous-groupes comprend trois unités : les aires d'habitation et de repos, l'ensemble évier et toilettes et l'unité d'examen proprement dite. (Source : RDDC-Toronto)

Des astronautes de la Station ont également signalé une perte auditive. Comme mesure de réduction du bruit, des atténuateurs acoustiques ont été installés partout dans la Station. Les astronautes disposent également de casques protecteurs auriculaires, mais ils ne peuvent les porter en permanence à cause de l'inconfort qu'ils causent et de la difficulté à communiquer avec les autres membres d'équipage. Étant donné que les examens auditifs doivent être menés en milieu silencieux et que la Station produit un bruit constant, les chercheurs n'ont pas réussi à déterminer les changements auditifs chez les astronautes en vol.

Description du projet

Parrainé par l'Agence spatiale canadienne (ASC), ce projet a été réalisé à Recherche et développement pour la défense Canada-Toronto (RDDC-Toronto) en collaboration avec l'Agence spatiale européenne (ESA) et la National Aeronautics and Space Administration (NASA). Cinq sous-groupes composés d'hommes et de femmes âgés entre 20 et 50 ans et dont l'ouïe était normale ont subi des tests en séquences sur une période de cinq semaines. Chaque sous-groupe a séjourné pendant 70 heures dans un module reproduisant les conditions régnant à bord de la Station. Le module comprenait trois unités distinctes, mais reliées entre elles, soit les aires d'habitation et de repos, l'ensemble évier et toilettes et l'unité d'examen proprement dite.

Vue intérieure de l'unité d'examen. (Source : RDDC-Toronto)

Chacun des sous-groupes a été soumis à l'une des trois conditions choisies pour l'étude : sans bruit pendant les 70 heures d'isolement, bruit continu pendant toute la période d'isolement et bruit continu durant le jour seulement. Pour produire un son se rapprochant le plus possible de celui qui règne à bord de la Station, les chercheurs ont transmis par des haut-parleurs installés dans chacune des unités des enregistrements des bruits à bord du module de service de la Station.

Lors de leur période d'isolement, les sujets ont subi des tests le matin, l'après-midi et le soir au cours de leurs journées de travail de 14 heures. Les chercheurs ont étudié les effets du bruit sur l'ouïe, la communication orale, la résolution de problèmes, la mémoire, le temps de réaction, la fatigue, la motivation, l'humeur, le rythme cardiaque, la pression artérielle et la qualité du sommeil.

Résultats

Un chercheur examine le tympan d'un sujet de l'étude. (Source : RDDC-Toronto)

Il ressort de l'étude que les sujets n'ont pas été considérablement touchés par les diverses conditions de bruit auxquels ils ont été exposés. Ces résultats ne coïncident pas avec les pertes auditives signalées par les astronautes et les cosmonautes après un vol. Cela pourrait être attribuable à un ou plusieurs des facteurs suivants : a) l'exposition au bruit relativement plus courte que celle des astronautes à bord de la Station; b) le nombre restreint de sujets ayant pris part à cette étude; c) les sujets ne présentaient pas les mêmes caractéristiques que le groupe d'astronautes; d) les sujets de l'étude n'ont pas été exposés au stress lié au vol spatial causé notamment par l'isolement et le confinement, ni à la microgravité.

Il importe d'approfondir la recherche pour mieux comprendre comment les conditions de vol spatial affectent l'ouïe et déterminer si un niveau sonore modéré nuit au rendement physiologique et psychologique pendant des missions de longue durée.

Information connexe

Buckey, J. C. fils, Musiek, F. E., Kline-Schoder, R., Clark, J. C., Hart, S. et Havelka, J, « Hearing loss in space », Aviation, Space and Environmental Medicine, volume 72, numéro 12, p. 1121-1124, 2001.