De nombreux usages des très hautes fréquences et ultrasons peuvent être cités : nettoyage, usinage, appareils répulsifs anti-nuisibles, etc.
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© Vincent Nguyen pour l'INRS/2021
Quel est le point commun entre la découpe de nougats, la soudure thermoplastique ou de métaux non ferreux et un détartrage chez le dentiste ? Tous ces procédés génèrent des ondes sonores très hautes fréquences (THF) ou des ultrasons basses fréquences (USBF) allant de 10 à 40 kHz (soit 10 000 à 40 000 vibrations par seconde). Dans le cas d’opérations de découpes alimentaires, la vibration des lames à de telles fréquences permet une découpe par micro-friction très localisée. Le fil de la lame vibre avec une amplitude de 30 à 100 µm et une fréquence entre 20 et 40 kHz. Cela permet de couper la matière sans forcer, ce qui aboutit à des découpes très nettes et régulières, sans débord et sans perte de produit. Cette vibration de la lame va générer des THF/USBF.
Le soudage par THF/USBF consiste pour sa part à générer de la chaleur à la jonction entre deux pièces à partir des vibrations induites par une sonotrode à ces hautes fréquences, afin de fondre les deux pièces ensemble. La technique permet un assemblage net et sans bavure, offrant une jonction solide sans besoin d’apport de matière. Le détartrage par ultrasons repose, quant à lui, sur la mise en vibration de la fine plaque dentaire qui se fractionne puis se détache de la surface dentaire. D’autres usages peuvent également être cités : nettoyage, usinage, appareils répulsifs anti-nuisibles, etc. Comme on le voit, le panel d’applications est très large.
Des ondes sonores que l’on n’entend pas
Mais si l’efficacité de ces fréquences dans des process très variés est démontrée, qu’en est-il de leurs potentiels effets sur la santé ? Comme toute onde sonore, les THF/USBF sont des ondes mécaniques qui se propagent dans les milieux élastiques : air, eau, tissus biologiques… Mais à la différence des fréquences audibles « classiques », la sensibilité de l’oreille humaine pour ces fréquences est faible : leur perception va ainsi de peu audible (THF) à inaudible (USBF). Cet état de fait conduit souvent à ignorer ou à oublier leur présence. Or, ça n’est pas parce qu’on ne les entend pas – ou peu – qu’elles ne sont pas sans conséquence. La réalité est plus nuancée.
© Amélie Lemaire/INRS/2026
Comme le mentionne le Centre interrégional de mesures physiques de l’Ouest, « de nombreuses études et expérimentations effectuées dès les années 1960 font observer des pertes d’audition permanentes dans des populations de travailleurs soumis quelques années à des ultrasons. Néanmoins, la presbyacousie naturelle et les éventuelles expositions multiples (bruits audibles, solvants), font que les interprétations de ces pertes d’audition sont quelquefois discutées ». La littérature scientifique, ainsi que des retours d’entreprises, suggèrent des sensations d’inconfort, de la fatigue, des nausées, des maux de tête, des acouphènes ou encore des perturbations de l’équilibre en présence de THF/USBF.
Des pertes auditives temporaires sont également évoquées dans certains articles. Des échauffements et brûlures de la peau et des tissus biologiques peuvent aussi être observés en cas de contact direct. « On peut également mentionner des vibrations transmises à l’organisme ainsi que des effets liés au phénomène de cavitation, complète le Dr Anne Bourdieu, médecin à l’INRS. Il s’agit d’un mécanisme qui peut mener à la destruction des parois des cellules et à des modifications de structure et de fonctionnement cellulaire. »
Un sujet à mieux prendre en compte
« Il n’existe pas de consensus dans la littérature scientifique quant aux effets ou à l’absence d’effets de ces ondes, décrit Jonathan Terroir, responsable d’études en acoustique à l’INRS. Aussi, lorsque des symptômes sont déclarés par des salariés, il demeure difficile d’établir un lien de cause à effet. Par ailleurs, l’établissement de ce lien de causalité peut être complexifié par le fait que la perception de ces fréquences, et donc la sensation de gêne décrite par les salariés, subjective, peut être très différente d’une personne à une autre. Pour l’entreprise, cela peut rendre l’identification du problème très compliquée. »
UNE ÉTUDE ET DES MESURES
Dans le cadre de l'étude de l'INRS, il est prévu d’effectuer des mesures d’exposition sonores et ultrasonores à l’aide de dispositifs adaptés aux THF/USBF. Ces dispositifs seront placés au niveau des épaules ou des tempes des salariés. Des évaluations de l’audition des participants avant et après leur prise de poste sont également à l'ordre du jour. L’objectif de ces mesures en deux temps est aussi d’évaluer de possibles effets de fatigue auditive, un autre objet d’attention de cette étude, prévue pour durer jusqu’en 2027.
Nous sommes donc en présence d’un sujet insuffisamment documenté. Sujet qui peut d’ailleurs être mal connu d’entreprises directement concernées, même si certaines, de par l’utilisation de machines ayant des process bien identifiés (soudeuses, découpeuses…), y sont déjà sensibilisées. « Deux problèmes se posent. Tout d’abord, l'exposition aux THF/USBF est moins “palpable” que l'exposition aux sons audibles. Ensuite, en l'absence de risques clairement établis, cette thématique de santé au travail est souvent considérée comme moins prioritaire que d'autres risques physiques mieux connus, plus manifestes ou plus immédiats », estime encore Jonathan Terroir.
C’est la raison pour laquelle l’INRS mène actuellement une étude sur le sujet, « Bruit en très hautes fréquences et ultrasons basses fréquences : niveaux d’exposition et évaluation des symptômes ». Elle vise à mieux caractériser les effets objectifs des THF et USBF ainsi que les mesures de prévention qui peuvent être mises en œuvre par les entreprises vis-à-vis de ces ondes. « Cette étude a pour objectif d’actualiser nos connaissances quant aux situations d’exposition aux THF/USBF (secteurs, fréquences, niveaux) dans les milieux professionnels en France et de développer un protocole d’évaluation des risques permettant de s’assurer de l’innocuité des expositions, précise Jonathan Terroir. À plus long terme, nous souhaitons que cette étude contribue à mieux comprendre et anticiper les effets des THF/USBF sur la santé des salariés. »
Des solutions possibles
En cas d’exposition aux THF/USBF, des solutions existent parfois pour soustraire les salariés à celles-ci. Les THF/USBF peuvent être facilement atténuées par des techniques ne nécessitant pas forcément de gros moyens : la pose d’un isolant fin à proximité de la source peut suffire, ou encore des capotages mobiles ou des encoffrements. Au préalable, il est nécessaire de cartographier l’environnement de travail avec, à nouveau, un matériel adapté. En effet, la propagation de ces ondes est très directive et ces dernières ont une forte propension à s’infiltrer dans la moindre fuite. Ainsi, deux personnes se tenant très près l’une de l’autre peuvent être exposées à des niveaux sonores très différents, selon leur position par rapport à la source sonore.
Le port de PICB (protecteurs individuels contre le bruit : bouchons d’oreille ou casque anti-bruit) peut également suffire, même si dans certains cas cela peut s’avérer inconfortable pour le salarié, voire contre-indiqué en cas de surprotection (besoin de communication ou de perception de signaux sonores). A contrario, dans certains cas, ces solutions simples ne peuvent pas être déployées et un diagnostic plus précis doit alors être envisagé.