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Choisir son casque avion (3) – Une question d’ergonomie

J’ai développé précédemment l’origine du bruit et les fréquences principales, comment mesurer le bruit et les conséquences sur l’être humain (Le bruit et nos oreilles).

Il reste l’opération délicate de choisir son casque. Opération délicate, car l’atténuation du casque ne fait pas tout. Encore faut-il que ce fameux casque vous aille bien (non pas pour être photogénique, mais pour être à l’aise avec).

Ce choix morphologique est difficile. Comment savoir si un casque va bien nous aller pendant des centaines d’heures de vol, alors qu’au mieux, le commerçant a pu prêter le casque pour une ou deux heures de vol avec, ou l’avoir essayé 5 secondes dans le magasin, et pour les cas extrêmes, commandés directement sur le net sans essai préalable.

Savoir comment reconnaître rapidement qu’un casque nous sied bien, c’est donc faciliter son choix. Et de plus, ce n’est pas forcément les casques les plus chers qui vous iront le mieux.

Une question de normalité

Les constructeurs ne font pas encore de casques sur mesure (enfin, cela doit bien se trouver, mais le prix doit très certainement alléger le devis de masse du portefeuille).
Pour essayer d’avoir une gamme de produits qui va à une grande partie de la population, les constructeurs se basent sur des normes (comme le font les fabricants de prêt-à-porter). Ils ne pourront jamais assurer que leurs casques iront à 100% de la population (ce qui laisse une chance que votre camarade « grosse tête » ou « petite tête » ne puisse ne jamais trouver casque à sa tête). En exemple de norme, on peut citer la norme MIL-STD-1742 qui est un document du DoD (Department Of Defense).
C’est un document qui couvre d’une façon générale les aspects « Human Engineering ».
Il permet d’orienter le design des systèmes pour que ceux-ci s’interfacent bien avec les humains. Cela va de la fréquence sonore des alarmes, de la taille des polices de caractères, de la ventilation nécessaire dans un véhicule… On trouve également les dimensions standards des mains, pieds, torse ainsi que tête et oreilles (ce qui nous intéresse).
Quand on regarde les valeurs, on note la grande diversité de morphologies. Par exemple, le décollement des oreilles va de 1.7 cm (5th percentile) à 3 cm (95th percentile). 5th percentile voulant dire que 5% de la population observée à un décollement < 1.7 cm. 95th percentile voulant dire que 5% de la population observée a un décollement supérieur à 3 cm. De la même façon, la largeur de l’oreille va de 2.4 cm (5th percentile) pour les femmes à 4.2 cm (95th percentile) pour les hommes. Presque deux centimètres d’écart ! Cela semble peu, mais le constructeur du casque doit trouver une solution pour adapter son casque au mieux et à moindres coûts.
Les constructeurs vont principalement mettre des moyens de réglages sur les paramètres les plus versatiles et les plus faciles à régler (typiquement, le tour de tête). Mais d’autre part ces choix techniques vont influencer les qualités acoustiques des casques. Ainsi, pour couvrir une large plage de décollement d’oreille, les constructeurs sont obligés de faire des casques assez profonds et par conséquent la capacité d’atténuation du casque s’en trouve modifiée. Tout devient donc une histoire de compromis…

Les matériaux

Plusieurs types de matériaux sont utilisés pour les oreillettes (ear seal en anglais). Chaque matériau a des avantages de confort physique (limiter la transpiration, favoriser une bonne répartition des pressions…) et acoustique (isolation phonique).

Généralement deux types de matière sont utilisés: le gel silicone et la mousse.

  • Le gel silicone est plus lourd, demande une forte pression pour s’adapter aux contours, mais possède une bonne capacité d’isolation acoustique.
  • La mousse est elle plus légère, nécessite une pression assez faible pour s’adapter aux contours, mais possède une capacité d’isolation acoustique (un peu) plus faible.

Si l’on s’en tient à un point de vue de confort, il est préférable d’utiliser de la mousse. Celle-ci s’adaptera bien au visage et sera plus confortable lorsque le casque sera utilisé avec des lunettes, car la pression nécessaire pour maintenir l’adaptation est assez faible.

Si l’on regarde d’un point vu acoustique, il est préférable d’utiliser les gels en silicone. Cependant, ceux-ci sont plus difficilement déformables et par conséquent si on utilise des lunettes, on peut avoir des douleurs dues aux branches de lunettes qui appuient sur les tempes et une perte significative d’isolation acoustique, car l’étanchéité ne pourra pas être recrée.

Si vous avez des coussinets en gel, je vous conseille de choisir des lunettes ayant une monture peu épaisse, mais assez haute pour favoriser une bonne répartition des pressions et éviter de trop déformer le gel. Vous pouvez aussi utiliser les Stop Gap (David Clark)afin de combler l’ouverture réalisée par les branches de lunettes. Cela redonne du confort à son casque pour une bouchée de pain. Le choix des matériaux dépendra donc de l’utilisation que vous allez faire (appareil bruyant, port fréquent de lunettes…).

Les matériaux de recouvrement aident également au confort. Les coussinets en gel silicone sont bien souvent recouvert d’un plastique ou produit équivalent. Le toucher est agréable, mais cela limite l’évaporation de la transpiration. Lorsqu’il fait chaud (ou que l’on a des sueurs froides), cela devient gênant sur des vols de plusieurs heures. Les coussinets en mousse peuvent être recouverts de différents matériaux: tissus, cuir… l’évaporation de la transpiration peut être favorisée, augmentant encore l’impression de confort.

Technologies

Actif – ANR (Active Noise Reduction)

Les casques ANR sont à la mode.
Pour la théorie, ils permettent d’annuler le bruit en émettant une onde sonore qui est en opposition de phase de celle reçue. Les capacités de traitement font que ces systèmes sont efficaces pour les basses fréquences qui ont une puissance raisonnable (inférieure à 1000 Hz généralement) et les sons réguliers (l’ANR ne pourra pas faire grand-chose contre les discours interminables de votre voisine de voyage).
En dehors de ces limites d’utilisation, un casque ANR peut être plus désagréable qu’autre chose (battement, sifflement…). Au vu de leurs capacités, les casques ANR sont vraiment efficaces sur les bruits typiques rencontrés en aviation générale (hélices, moteurs…) et comme ils ne traitent quasiment pas les bruits irréguliers, les alarmes sonores et les défauts mécaniques restent audibles.

Initialement la seule possibilité d’obtenir un temps de réponse rapide était d’utiliser des solutions analogiques (transistors, ampli-op,…). Les évolutions en capacité de traitements numériques font qu’il est désormais possible d’implémenter ces filtres numériquement. Les fréquences à annuler peuvent ainsi être mieux ciblées. Le traitement utilise des micros installés dans les coquilles du casque.
Il peut arriver qu’un seul micro soit installé. Dans un tel cas, certaines fréquences peuvent ne pas être annulées… ces notamment le cas si la longueur d’onde de celles-ci correspondent avec l’écartement des haut-parleurs plus une demi-longueur d’onde et que la source de bruit est dans l’alignement du casque. Dans un tel cas, une oreille est annulée, alors que l’autre oreille reçoit l’onde sonore et l’onde d’annulation qui se retrouve dans ce cas en phase. Par conséquent, les casques ANR n’ayant qu’un seul micro devraient être évités sur les appareils multimoteurs.
Si chaque coquille est équipée d’un micro, on peut percevoir une différence de traitement entre l’oreille gauche et l’oreille droite. Cette différence est encore plus flagrante dans un appareil multimoteur où la somme des ondes acoustiques devient très complexe. On peut, localement, dépasser les capacités physiques du casque et ce qui conduit à dépasser les effets négatifs du casque ANR. Cet effet peut évoluer avec les phases de vol, les régimes moteurs et la synchronisation de ceux-ci, vitesse avion, la position de la tête…

Un casque ANR se caractérise par plusieurs paramètres:

  • L’annulation maximale (en dB) et la fréquence de celle-ci
  • La largeur de spectre (en Hz)
  • Le boosting (bruit créé par le système ANR lorsque celui-ci travaille en dehors de sa largeur de spectre)
    Il est a noter que plus on demander de performances d’atténuation au système ANR plus le boosting est élevé. Les constructeurs font donc un compromis entre une grande atténuation et les effets de boosting.

Si vous choisissez un casque ANR, il vous faut vérifier que sa largeur de spectre est compatible avec l’utilisation attendue (comme je le cite dans mon article identification des bruits le bruit est généralement présent sur des fréquences 80/90Hz ou 120/130Hz suivant l’hélice).

Passif – PNR (Passive Noise Reduction)

Un casque passif repose uniquement sur la capacité d’isolation acoustique.
La physique fait que les casques passifs atténuent les faibles longueurs d’onde (donc les hautes fréquences). Cette décroissance est logarithmique.

Les matériaux, le volume disponible dans les coquilles influencent la capacité d’atténuation du casque. Certains casques peuvent être étudiés pour laisser passer plus facilement les fréquences de la voix (environ 3000Hz), d’autres les hautes fréquences…

L’atténuation du casque est donnée en dB et les tests sont bien souvent réalisés en accord avec une norme (ANSI S3.19-1974, ISO 4869 par exemple).
Différentes valeurs peuvent être obtenues (NRR – Noise Reduction Rating, SNR – Single Number Rating, HML…). Cette valeur est généralement disponible dans la notice du casque. Il est à noter que le NRR est une valeur américaine et le SNR une valeur européenne. La valeur SNR devant être plus élevée de 3 ou 4dB que la valeur NRR pour un même matériel. Vous trouverez plus d’information sur ces valeurs au travers de ce document CDC (Centers for Disease Control and Prevention) qui récapitule les calculs associés à ces valeurs.

Le souci est que ces normes reposent sur une utilisation industrielle (bruit de machines et utilisation d’un bruit rose pour les essais) qui ne correspond pas aux bruits ambiants d’un avion à hélices (cf mon poste Le bruit et nos oreilles) suite à l’utilisation préférentielle de la courbe d’atténuation A (la C serait préférable). On ne trouve bien souvent qu’une simple information en dB NRR ou SNR.
À partir de cette valeur vous pouvez arriver à déterminer plus d’informations sur le casque, mais il n’est pas possible de savoir si celui-ci sera vraiment efficace sur les fréquences rencontrées. De ce fait, ce n’est pas par ce qu’un casque affiche 25db NRR ou SNR que vous ne subirez pas pleinement les basses fréquences. Celles-ci ayant, en quelque sorte, été négligées lors de la réalisation des tests.

Pour le bien, il faudrait que le spectre d’atténuation du casque soit disponible. Cela permettrait de vérifier que le casque est adapté à nos besoins. Vous pouvez essayer de demander celui-ci au constructeur s’il n’est pas publié. Le White Paper de Dopplerlabs explique avec un peu plus de détails cette problématique.

L’indice HML est en ce sens un peu plus complet car il présente les atténuations dans trois bandes de fréquences (High, Medium, Low).

  • H : atténuation moyenne dans un spectre de hautes fréquences (> 2 kHz)
  • M : atténuation moyenne dans un spectre de moyennes fréquences (0,5 à 2 kHz)
  • L : atténuation moyenne dans un spectre de basses fréquences (< 0,5 kHz)

Enfin, il y a également les casques types « bouchons d’oreilles » (type Clarity). Cela permet d’avoir des casques très légers et avec une bonne capacité d’atténuation. Le seul petit souci, fréquemment cité, c’est que lorsque l’on porte une veste avec un col, l’arceau arrière frotte sur les vêtements et le son ainsi généré arrive directement aux oreilles. Ayant horreur de mettre des trucs dans mes oreilles, je m’arrêterai là, même si le concept est intéressant.

Actif, Passif,… que choisir alors ?

Personnellement, j’ai opté pour essayer de trouver le meilleur des deux. Certains constructeurs font de très bons casques ANR. À porter, ils sont légers, confortables… çà, c’est tant que vous avez de la batterie. Si l’électronique est défaillante (ce qui peut arriver) ou que les batteries vous lâchent, vous n’avez quasiment plus aucune protection auditive.
L’ANR pur et dur, je le garde donc pour des appareils qui sont déjà peu bruyants de base (appareils de nouvelle génération, appareils pressurisés…). De plus, l’ANR n’est pas efficace sur les hautes fréquences. Cependant, soyez sans crainte, même en cas de panne de batterie, vous pouvez continuer à échanger avec l’ATC (ce n’était pas vraiment le cas sur les casques ANR des premières générations).
Les casques passifs n’ont pas besoin d’énergie. Qu’importe les conditions d’utilisation, ils feront le travail. Mais sur des appareils bruyants et générateurs de basses fréquences, ce n’est pas le top. Le mieux est donc d’avoir les avantages du passif pour les hautes fréquences et les avantages de l’ANR sur les basses fréquences. Dans ces certains cas,pour un casque couplant passif et actif, vous pouvez obtenir plus de 40dB d’atténuation. Autrement dit, le bruit du moteur devient presque équivalent à celui de la ventilation de votre voiture. C’est donc du confort et de la fatigue en moins. Pour de tels casques, on peut citer Sennheiser avec le S1 Noisegard et le HME110, Telex avec les Stratus 30 et 50, Pilot Usa,…

Le poids

Le poids… grande question ! Le poids est l’ennemi redouté en aéronautique. Plus de poids veut dire plus de conso, moins de charges marchandes et donc moins de revenus. Pour un casque, le poids, c’est une masse portée sur la tête (quelques centaines de grammes en plus ne devraient pas pénaliser significativement vos performances avions). Si vous devez faire de la voltige, quelques dizaines de grammes en plus, deviennent rapidement des centaines de grammes en plus sous quelques G. Alors autant y prêter attention si on ne veut pas trop faire souffrir ses cervicales et ses muscles. Pour des vols plus tranquilles, le poids du casque est une chose toute relative. L’important est que ce poids soit bien distribué. Certes cela ne change rien à la masse du casque, mais on a une meilleure impression de confort.

Un casque (même léger) avec une mauvaise répartition de masse va engendrer des points où la pression sera importante. Au bout de quelque temps, vous ressentirez donc une gêne voire même des douleurs vraiment agaçantes.

Avec un casque, quoique plus lourd, mais avec de bons rembourrages et une bonne répartition des charges, c’est un plaisir. Certes, on sent le poids, mais aucune douleur…

Bien sûr, le Graal est d’avoir un casque léger avec un bon rembourrage et une bonne répartition des charges.

Évidemment, chaque personne ayant une morphologie crânienne différente, aucun casque ne s’adaptera de la même façon. Certains trouveront un casque très confortable d’autres au contraire le trouveront gênant… Là aussi pas de secret, il faut essayer. Cette vérification peut être faite facilement en magasin. Si vous ne sentez aucune gêne avec le casque et que vous le trouvez aussi confortable qu’un bonnet, alors c’est bon. Si vous trouvez qu’il appuie un peu trop sur certaines zones (généralement le haut du crâne ou autour des oreilles), changez les réglages. Si après cela vous avez toujours cette sensation de gêne, changer de casque…

Le budget

Chose délicate, car cela va du simple (une centaine d’euros) à plus d’un millier d’euros. On ne sera donc pas tous financièrement égaux devant les casques. Au lieu de regarder l’aspect purement financier, voyez votre casque comme un investissement. Un investissement sur la santé de vos oreilles, mais également financier.

Vous volez beaucoup ? Plusieurs centaines d’heures de vol par an? Alors un casque une bonne qualité et finition tiendra 3 à 5 ans sans trop de soucis. Cela fait un investissement conséquent, mais ramené à l’heure de vol, cela fait moins d’un euros par heure de vol. Si vous estimez que vos oreilles sont moins précieuses, changez de gamme de produits. Regardez aussi la disponibilité des pièces “d’usure” (coussinets, micro, câblage…).

Vous volez peu sur des vols de courte durée ? Choisissez le produit qui répond à vos besoins et un peu plus, sans négliger la qualité et le confort. Sans cela vous allez certainement très vite réinvestir ce qui vous coûtera encore plus cher. Inutile de prendre des fioritures, Bluetooth, musique… vous pouvez bien vous en passer pendant une heure ou deux tous les mois.

Pour ma part, j’estime que mon coût d’achat doit être remboursé sur le temps de la garantie en me fixant un taux d’environ 3€/hdv. Ça peut faire beaucoup, mais en y regardant de près sur 5 ans, cela me fait environ 300€ soit grosso modo 2 heures de vol en DR400 ou 45min sur un bimoteur (et encore).
Cependant, comme ma tendance actuelle est de faire des vols longs, je préfère choisir des casques vraiment confortables. Pour rester dans mon budget, je n’hésite pas à regarder les occasions sur des produits récents ou les produits vendus à l’étranger (Etats-Unis notamment). Sachant que mon premier casque a duré plus de 7 ans, j’ai revu mon budget à la hausse (500€). A vous de vous fixer votre idée de budget, suivant vos revenus, vos habitudes de vol et vos besoins.

Entretien

L’entretien d’un casque est assez limité, mais les coussinets vont principalement s’abimer avec la transpiration et le contact avec la peau / cuir chevelu. Si vous volez sous des températures importantes, avec une grande humidité en prime… pensez à les essuyer et nettoyer après chaque vol (un chiffon un peu humide est suffisant).
Au quotidien, on évitera de laisser le casque en plein soleil sur la planche de bord ou le manche, dans l’avion au parking en plein été, de marcher et d’écraser les câbles. Que des choses, au final, assez courantes.

En conclusion

Je n’ai pas retenu de meilleur casque. Donc désolé pour ceux qui ont lu jusqu’ici et espéré découvrir le Graal. Non, il y a certainement des produits « pourris », mais il est difficile de départager les produits sérieux, même si techniquement c’est faisable. Cela demande beaucoup d’essais, de comparaisons… pour un choix qui sera bien souvent orienté par une impression de confort.
Donc, essayez vos casques !
Certains commerçants acceptent de vous les prêter pendant un ou plusieurs vols (en plus de pouvoir les essayer en boutique). Fixez-vous un budget et des performances / contexte d’utilisation, mais ne restez pas bloqué sur une technologie.

Le meilleur casque est celui qui vous convient le mieux pour la santé de vos oreilles et de votre budget.