Tout savoir sur les boucles d'induction magnétique

Découvrez l'utilité des boucles d'induction magnétique, leur principe de fonctionnement, les différents types de boucles ...

Les systèmes à induction magnétique ont été développés pour venir en aide aux personnes malentendantes appareillées. Les premières réalisations visaient à faciliter l'usage du téléphone aux personnes munies d'une aide auditive.

Un appareil auditif est constitué d'un microphone qui capte les sons ambiants, d'un amplificateur associé à un étage de corrections et d'un mini haut-parleur. Cette chaîne audiofréquences constitue certes une aide précieuse pour les malentendants mais les résultats demeurent dans certains cas très imparfaits. Ceci se vérifie notamment dans les endroits bruyants ou réverbérants dans lesquels apparaît une confusion du message. Un tel système ne remplace pas en effet l'analyse subtile normalement effectuée par un système auditif (oreilles et cerveau) en bonne santé.

Compte tenu de la technologie disponible les premiers appareils auditifs étaient des contours d'oreille assez volumineux. Cela ne facilitait pas l'usage du téléphone car le microphone se trouvait placé par rapport à l'écouteur téléphonique et continuait au surplus à capter les sons ambiants perturbants.

Vers 1947 il semble qu'un technicien ait noté que les combinés téléphoniques de l'époque laissaient fuir un faible champ magnétique qui pouvait être récupéré par une petite bobine placée dans la prothèse auditive. En commutant l'appareil en position "téléphone" la personne malentendante pouvait alors couper le microphone et mettre en fonction la bobine d'induction. Il lui était ainsi possible de capter le son clair et net du téléphone sans être dérangée par les bruits ambiants.

Les combinés téléphoniques actuels ne présentent plus de fuites magnétiques mais il existe dans le commerce des appareils téléphoniques permettant l'écoute en position "T".

Il est possible de recourir au principe de l'induction pour d'autres applications que le téléphone, ce procédé pouvant être utilisé à beaucoup plus grande échelle.

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Les prothèses d'ancienne génération étaient suffisamment volumineuses pour que puisse y être implantée aisément une bobine d'induction. La tendance à la miniaturisation fait qu'il n'est plus possible de placer une bobine d'induction dans certaines prothèses qui se logent dans le conduit auditif. On pourra faire valoir que la présence d'une bobine d'induction ne se justifie plus puisque la prothèse étant logée dans l'oreille, il n'y a plus de problème pour téléphoner. Cela ne répond toutefois pas à l'attente des malentendants qui souhaitent pouvoir se rendre dans des endroits munis de boucles d'induction magnétique (cinémas, théâtres, musées, guichets, transports, etc.) et pour lesquels la position "T" reste incontournable. De nombreux malentendants ont donc toujours recours à des appareils, certes moins discrets, mais qui disposent d'une bobine d'induction et d'une position "T". Certaines aides auditives disposent d'une commutation MT dans laquelle le micro et la bobine d'induction fonctionnent simultanément.

Le fonctionnement du système est facile à comprendre. Quand un courant alternatif parcourt un conducteur électrique il se crée un champ magnétique autour de ce dernier. Si un autre conducteur baigne dans ce champ magnétique il apparaît à ses bornes un signal électrique identique au premier. On parle alors de signal "induit", d'où le terme d'induction. Ce principe est notamment utilisé dans les transformateurs.

Le principe de l'induction magnétique peut être utilisé à grande échelle pour couvrir une pièce ou une zone délimitée avec une "antenne" d'induction magnétique convenablement installée.

En commutant leur appareil auditif en position "T", les personnes appareillées situées dans le champ de cette antenne peuvent recevoir le signal issu de celle-ci, clair et net, affranchi des bruits ambiants, des résonances acoustiques, ou de la distorsion d'une mauvaise sonorisation, sans aucune restriction de mouvement. Pour les personnes non appareillées il existe de petits récepteurs dédiés.

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A peu près tous les lieux peuvent être équipés d'un système d'induction magnétique : guichets, ascenseurs, cabines téléphoniques, bornes interactives, portiers d'immeubles, moyens de transports, bureaux, salles de réunions, auditoriums, amphithéâtres, hémicycles, tribunaux, salles de spectacle, salles de conférence, salles de classes, palais des congrès, offices de tourisme, lieux de cultes, maisons de retraite, halles de sports, pavillons, appartements, cabinets médicaux, tribunaux, etc. Il n'y a pas de limite théorique.

La principale raison du mauvais fonctionnement des antennes d'induction magnétique est que très peu de techniciens sont familiarisés avec ces systèmes. Beaucoup d'installations sont encore aujourd'hui réalisées "au petit bonheur la chance".

Comme on parle souvent de "boucles" d'induction magnétique, ceci laisse à penser qu'il suffit de ceinturer une pièce ou une zone pour que cela fonctionne convenablement. C'est inexact !
Il est vrai que dans un certain nombre de cas on peut utiliser des boucles "simples" qui sont effectivement placées à la périphérie d'une pièce ou qui délimitent une zone. Mais, même dans ces cas, il convient de positionner convenablement la boucle afin d'obtenir une bonne régularité du champ magnétique. Cela ne dispense pas bien sûr de dimensionner convenablement les divers éléments constitutifs du système.

Le mauvais positionnement des boucles et l'emploi d'amplificateurs inadaptés sont des causes courantes de dysfonctionnement. On entend dire qu'il faut installer les boucles au sol, à 80 cm de haut, à hauteur d'oreilles, au plafond, qu'il faut ceinturer plusieurs fois la pièce avec le fil constituant la boucle, qu'il faut poser la boucle en zigzag, qu'il faut un amplificateur de 30 Watts, 100 Watts, 200 Watts. Ces assertions sans fondement dénotent la méconnaissance des principes régissant ces systèmes et conduisent aux médiocres résultats souvent constatés : le niveau du champ magnétique est trop faible, inégal, il existe des zones d'annulation, la bande passante est réduite, la réponse en fréquence irrégulière, la qualité sonore est médiocre…

Trop de vieilles recettes sont encore utilisées de nos jours et témoignent du manque de savoir lié à ce domaine.

Pour les boucles simples qui ceinturent une pièce ou une zone délimitée il est impératif de positionner convenablement la boucle en hauteur afin d'obtenir un champ magnétique uniforme.

Quand il n'est pas possible d'utiliser des boucles simples (grandes surfaces, hémicycles, risque d'interférences avec d'autres boucles adjacentes, besoins de confidentialité, perturbations ferriques, etc.), on a recours à des boucles en "8" ou à des réseaux en épingles qui sont généralement placés au sol. Ces antennes complexes sont déterminées précisément à l'aide d'un logiciel "propriétaire" sophistiqué. Pour ce faire il faut considérer la géométrie du lieu et prendre en compte la présence d'éventuelles masses métalliques ou de ferraillage de béton susceptibles d'affecter le champ magnétique ou de le propager anormalement. Il faut aussi considérer les aspects pratiques de l'installation. Il ne reste plus ensuite qu'à installer les boucles telles qu'elles ont été définies.

Dans tous les cas il faut quantifier également les caractéristiques interdépendantes du fil ou du ruban constituant la boucle elle-même et celles de l'amplificateur. Pour ce faire il faut considérer la géométrie de la boucle et prendre en compte la présence d'éventuelles masses métalliques ou de ferraillage de béton susceptibles d'affecter le champ magnétique ou de le propager anormalement. La valeur du champ magnétique et la qualité audio dépendent de la bonne caractérisation des éléments constitutifs. Dans certains cas la liaison entre la boucle et l'amplificateur doit aussi faire l'objet d'une attention particulière.

Une boucle convenablement définie et installée offre un champ uniforme et une qualité audio irréprochable. Les résultats doivent répondre à la norme NF-EN 60118-4.

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Une boucle d'induction est constituée d'un fil conducteur isolé. L'appellation de "boucle" peut faire croire qu'il suffit de ceinturer une pièce ou une zone délimitée avec ce fil mais souvent la boucle aura des cheminements différents.
Il est des cas où l'on peut ceinturer une pièce ou une zone délimitée et l'on peut alors effectivement parler de "boucle". Mais nous avons vu qu'il est d'autres cas ou cette configuration n'est pas possible. Dans ces derniers cas les "boucles" d'induction magnétique auront le plus souvent des formes en "8" ou en épingles droites ou courbes avec des cheminements particuliers et il pourra être nécessaire de superposer des systèmes en quasi quadrature pour compenser des zones d'annulation. Il semblerait alors préférable d'employer le terme "d'antennes", et non plus de boucles.
Cependant, dans tous les cas, les extrémités du réseau seront ramenées sur les sorties de l'amplificateur de boucle, c'est pourquoi on parle de boucle.

Les amplificateurs doivent être des appareils dédiés à l'alimentation des boucles d'induction. Il y a en effet une différence fondamentale entre les amplificateurs classiques de sonorisation et les amplificateurs pour les boucles d'induction.

Sans entrer dans les détails techniques les amplificateurs classiques sont prévus pour travailler en TENSION. L'usage de tels appareils, mêmes munis de transformateurs adaptateurs
d'impédance, est une des causes de mauvais fonctionnement.

Les amplificateurs pour boucles d'induction sont des appareils prévus pour travailler en COURANT et qui sont capables de fournir des ampérages élevés. Ils disposent aussi de fonctionnalités adaptées à leur usage (suppresseur de bruit, compresseur, compensation des pertes magnétiques, etc.). On obtient ainsi une intensité convenable du champ magnétique, un bon équilibre sonore, une large bande passante et une excellente qualité audio.

La norme Européenne IEC 118-4 et son équivalent Française NF-EN 60118-4 concernent la transmission du signal audio via une boucle d'induction magnétique. Elles visent à définir un niveau normalisé de l'intensité du champ magnétique capable de fournir un rapport signal/bruit adéquat sans risque de saturation de l'aide auditive. Dans le cas de surface importante ou en présence de perturbations magnétiques, il peut être nécessaire de s'écarter de cette norme.

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