Boucle d'induction audio

Le premier système de communication par boucle d'induction magnétique breveté a été inventé par Joseph Poliakoff (grand-père de Sir Martyn Poliakoff ) en Grande-Bretagne en 1937.

La bobine de captation d'un appareil auditif est appelée bobine d'induction (ou bobine T ) car, à l'origine, elle captait le champ magnétique des bobines d'un téléphone . Ces bobines étaient intégrées au système permettant une conversation bidirectionnelle via une seule paire de fils. La bobine d'induction permettait à l'utilisateur de l'appareil auditif d'entendre clairement la conversation téléphonique, sans être perturbé par les bruits de fond.

De là, le développement naturel a consisté à générer des champs électromagnétiques représentant le signal audio, que la bobine d'induction pouvait recevoir.

Une boucle magnétique est constituée d'une ou plusieurs boucles de câble disposées autour d'une zone définie, généralement une pièce ou un bâtiment. Le câble génère un champ électromagnétique dans l'espace bouclé, champ qui peut être capté par un appareil auditif équipé d'une bobine d'induction , un processeur d'implant cochléaire ou un récepteur de boucle magnétique portatif spécialisé pour les personnes ne disposant pas d'appareils auditifs compatibles avec une bobine d'induction.

Les boucles transportent des courants audio en bande de base ; aucun signal porteur n’est utilisé. L’avantage est qu’elles permettent de transmettre clairement la source sonore d’intérêt – qu’il s’agisse d’une performance musicale ou de la conversation d’un contrôleur de billets – à l’auditeur malentendant, sans interférences sonores. Les lieux d’installation typiques comprennent les salles de concert, les guichets automatiques, les bâtiments publics à forte fréquentation (pour les annonces sonores ), les auditoriums, les lieux de culte, les tribunaux, les salles de réunion et les domiciles.

La forme la plus simple d'un système AFIL consiste en un simple fil enroulé autour d'une pièce et alimenté par un amplificateur de puissance, comme on le ferait pour un haut-parleur . Le couplage des champs magnétiques est décrit mathématiquement par la loi de Faraday sur l'induction .

Une ligne d'absorption acoustique (AFIL) de base utilisant un amplificateur standard présente certains inconvénients. L'amplificateur de commande de boucle nécessite des circuits supplémentaires pour y remédier. L'utilisation d'un amplificateur autre qu'un amplificateur de commande de boucle correctement conçu est non seulement insatisfaisante, mais peut également entraîner la génération d'harmoniques, en cas de distorsion, dans l'installation de la boucle. Ces harmoniques sont susceptibles de provoquer des interférences radioélectriques . Il est impératif d'éviter ce phénomène, tant pour des raisons de qualité sonore que pour des raisons légales, car il est illégal de causer de telles interférences dans ces conditions. En Europe, la déficience auditive nécessitent le maintien de niveaux sonores relativement constants. Un amplificateur de boucle efficace est doté d'un contrôle automatique du niveau pour compresser le signal, assurant ainsi une amplitude de boucle constante pour une large gamme de niveaux de source. Le respect de cette exigence permet généralement de satisfaire simultanément à l'exigence d'interférence. Pour ce faire, l'amplificateur de boucle doit fournir une sortie constante sur une plage d'entrée d'au moins 30 dB .

Un troisième problème réside dans l' inductance du câble de boucle et son influence sur les hautes fréquences sonores. Pour y remédier, de nombreux amplificateurs de boucle fonctionnent en mode courant plutôt qu'en mode tension. En ajustant la caractéristique de l'amplificateur entre les modes tension et courant, on optimise les performances globales pour une large bande passante et une distorsion minimale. D'autres solutions permettent de réduire l'effet de l'inductance du câble, notamment l'utilisation d'un câble multiconducteur dont les conducteurs sont connectés en parallèle.

Les structures métalliques et autres éléments métalliques des bâtiments peuvent engendrer des problèmes en réduisant inégalement l'intensité du champ magnétique dans la zone de la boucle, provoquant ainsi des distorsions de fréquence. Dans la plupart des cas, une solution consiste à combiner plusieurs boucles avec un déphasage, en effectuant une correction de fréquence et en augmentant l'intensité du signal.

Les boucles d'induction audio créent des champs magnétiques relativement élevés . Les autres équipements doivent être conçus et installés pour fonctionner correctement dans ce champ.

La cause la plus fréquente de problèmes est la formation de boucles de terre , lorsque différents équipements sont connectés par des câbles de signal, mais alimentés par des prises de courant différentes, situées à divers endroits de la pièce ou du bâtiment. La combinaison de la terre du réseau et de la terre du signal crée une boucle de réception qui produit un signal d'interférence proportionnel à la surface de cette boucle. Différentes mesures permettent de prévenir les interférences sur les équipements audio et vidéo : alimenter les sources de signal et les périphériques de sortie à partir du même circuit secteur afin d'éviter la formation d'une boucle de terre ; utiliser des câbles blindés ou des isolateurs de signal.

L’un des objectifs des exigences de champ magnétique des normes pour les boucles d’induction acoustique (AFIL) est de rendre l’intensité sonore perçue provenant de la boucle identique à celle provenant du microphone de l’aide auditive. C’est sur ce principe que repose l’intensité de champ magnétique moyenne de 100 mA/m utilisée pour élaborer les normes de performance actuelles dans le monde entier.

La norme IEC 60118-4 (anciennement BS 6083 partie 4, également connue sous le nom d'EN 60118-4) est désormais la principale spécification pour une utilisation internationale. Cette norme spécifie l'intensité moyenne du champ à long terme en tenant compte des pics du programme, du niveau de bruit de fond et de la réponse en fréquence.

La norme IEC 62489-1 spécifie comment mesurer les performances des composants d'un système de boucle magnétique. Elle recommande l'utilisation de dispositifs de surveillance fixes et portables pour vérifier le bon fonctionnement de la boucle magnétique.

La norme BS 7594 (publiée par le BSI et largement utilisée en Grande-Bretagne) est un guide non contraignant pour la conception et l'installation des boucles d'induction. Elle propose un exposé théorique complet, ainsi que des recommandations pour les personnes envisageant l'installation de boucles d'induction dans les bâtiments dont elles pourraient être responsables. Elle contient également des conseils utiles concernant les autres équipements présents dans la zone de la boucle. L'étalonnage des appareils de mesure de l'intensité du champ magnétique y est également abordé.

Au Royaume-Uni, en tant qu'aide aux personnes handicapées, leur mise à disposition, lorsque cela est raisonnablement possible, est requise par l' Equality Act 2010 et auparavant par la Disability Discrimination Act 1995 , et elles sont disponibles « sur les sièges arrière de tous les taxis londoniens, qui ont un petit microphone intégré au tableau de bord devant le conducteur ; dans 18 000 bureaux de poste au Royaume-Uni ; dans la plupart des églises et cathédrales », selon le professeur David G. Myers.

Aux États-Unis, une technologie alternative utilisant la transmission FM vers des récepteurs à boucle magnétique a été plus largement adoptée en raison de ses avantages économiques. En comparaison, les systèmes de boucle magnétique nécessitent un investissement initial plus important de la part de l'exploitant de l'établissement, mais offrent un plus grand confort et évitent la stigmatisation sociale et les problèmes d'hygiène liés aux équipements du système FM pour les personnes appareillées.

Un autre système alternatif, utilisé principalement dans les théâtres, utilise un rayonnement infrarouge invisible ; des casques compatibles peuvent capter l’énergie infrarouge modulée pour reproduire le son.

En 2022, Bluetooth SIG a publié les spécifications Bluetooth LE pour le profil audio d'accès auditif et la diffusion publique de flux audio vers plusieurs récepteurs, commercialisés sous le nom d' Auracast ; cette fonctionnalité est incluse dans certains écouteurs sans fil sortis depuis 2023, ainsi que dans des récepteurs spécialisés pour casques filaires.