Souder sans fumée

08-11-2011
Pour limiter les risques cancérogènes des fumées de soudage, l'aspiration à la source constitue la meilleure solution.
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La toxicité et quantité des fumées émises dépendent de plusieurs facteurs : du type
de technique de soudage utilisée, du matériau soudé, du revêtement éventuellement présent sur les matériaux soudés et, avant tout,
de la nature du métal dit "d'apport".
© Thinkstock
Très impressionnante visuellement, l'activité de soudage nécessite toute une série de protections. Car les risques sont nombreux : risques électrique, ophtalmologique – du fait notamment des rayonnements produits –, risque de TMS en raison du maniement répété d'outils, dangers de pathologies respiratoires diverses, exposition importante au bruit… Mais aussi risque cancérogène. Les fumées de soudage ont, en effet, été classées en 1990 par le Centre international de recherche sur le cancer ( CIRC) comme « potentiellement cancérogènes pour l'homme ».

« La toxicité et quantité des fumées émises dépendent de plusieurs facteurs », explique Myriam Ricaud, ingénieur chimiste au pôle Risques chimiques à l'Institut national de recherche et de sécurité (INRS) : du type de technique de soudage utilisée, du matériau soudé, du revêtement éventuellement présent sur les matériaux soudés (peinture, graisse…) et, avant tout, de la nature du métal dit "d'apport", autrement dit celui qui sert à réaliser la soudure. » Celui-ci est, en effet, responsable de 95 % des fumées émises.

Des fumées à toxicité variable


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Soudage MIG (Metal inert Gas) semi-automatique avec torche aspirante.
© Gaël Kerbaol/INRS
Parmi tous les gaz et poussières émis lors des opérations de soudage, quelques-uns se révèlent plus particulièrement dangereux au regard du risque CMR (cancérogène, mutagène et toxique pour la reproduction) : les oxydes de cadmium, de béryllium, de nickel et de chrome VI. Les oxydes de fer se trouvent également sous surveillance. D'une taille inférieure à 100 nanomètres, ces particules ultrafines viennent se déposer dans le poumon profond, autrement dit dans la région alvéolaire de l'appareil respiratoire et peuvent provoquer à terme un cancer bronchopulmonaire. Ces poussières sont notamment émises lors du soudage de l'inox (chrome VI et nickel) et lorsque les techniques de soudage dites MIG, MAG (metal inert gas et metal active gas) et par électrode enrobée sont utilisées. Les méthodes de soudage TIG (tungsten inert gas) à l'arc submergé et par friction-malaxage émettent moins de gaz et poussières.
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Myriam Ricaud, ingénieur prévention des risques chimiques au pôle Risques chimiques
à l'Institut national de recherche et de sécurité.
© INRS
Les valeurs limites d'exposition 

Les valeurs limites d’exposition professionnelle (VLE) désignent les seuils de concentration qui ne doivent jamais être dépassés dans l’air inhalé par un travailleur. « Elles constituent un objectif minimal », insiste Myriam Ricaud, de l'INRS. En France, la VLE sur huit heures pour la totalité des particules composant les fumées de soudage est de 5 mg/m3. Il existe également des VLE pour certains constituants des fumées :
par exemple 0,05 mg/m3 pour le chrome VI , 1 mg/m3 pour les oxydes de nickel,
0,002 mg/m3 pour le béryllium, etc.
 
Actuellement, l’exposition professionnelle aux fumées de soudage est caractérisée de manière quantitative par une concentration en masse de particules dispersées dans l'air. Or, ces particules présentent des diamètres très petits, de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres et les premières données toxicologiques semblent indiquer que pour ces toutes petites particules, la masse semble être inappropriée pour évaluer l’exposition professionnelle. « D'autres paramètres tels que le nombre ou la surface devront, à terme, être pris en compte », explique Myriam Ricaud.

Un risque mal chiffré


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Jean François Certin, ingénieur conseil,
Carsat Pays de Loire.
© Carsat PL
Si le risque cancérogène est avéré, il n'est, en revanche, pas chiffré. Et pour cause : l'activité de soudage est pratiquée par un nombre très important d'entreprises dans des secteurs très variés. Construction navale, aéronautique, automobile, métallurgie, construction de machines, serrurerie, BTP, agroalimentaire… La liste des branches concernées est extrêmement longue et ne permet donc pas savoir si les cancers professionnels reconnus sont, ou non, imputables au soudage. En outre, remarque Jean-François Certin, ingénieur conseil de la Caisse d'assurance retraite et de santé au travail (Carsat) des Pays de Loire,  « la plupart des soudeurs qui, actuellement, développent un cancer ont travaillé à une époque où on utilisait l'amiante dans le soudage, et leur maladie est donc imputée à ce matériau ».

A défaut de statistiques précises, les enquêtes épidémiologiques évaluent cependant à 30 ou 50 % le risque supplémentaire encouru par les soudeurs de développer un cancer bronchopulmonaire primitif. Mais les soudeurs ne sont pas les seules victimes : toutes les autres personnes présentes dans les ateliers de soudage sont susceptibles d'inhaler ces fumées toxiques. Ce qui conduit à préférer les protections collectives aux équipements personnels de sécurité (masque muni d'un filtre de niveau 3). D'autant que les soudeurs portent déjà un équipement de sécurité impressionnant : chaussures, combinaison, gants, protection des yeux, bouchons d'oreilles, etc. Leur rajouter une protection risquerait d'introduire une gêne supplémentaire mal supportée.

Lever les tabous


Dans ce contexte, la prévention est primordiale. Elle se révèle cependant délicate : si certaines branches et certaines grandes entreprises où le soudage est pratiqué de façon intensive (comme l'aéronautique ou la construction navale, par exemple) sont bien équipées, la situation est souvent moins claire dans les PME et dans les secteurs où le soudage constitue une activité marginale.

« Mais surtout, dans bien des entreprises, les risques CMR restent tabou », a constaté Sylvie Dimerman, chargée de mission à l'Agence régionale pour l'amélioration des conditions de travail (Aract) de la région Picardie. Elle a, en effet, réalisé une étude approfondie sur la perception du sujet auprès de neuf entreprises pourtant toutes volontaires et constaté que salariés et encadrement avaient du mal à aborder spontanément ces sujets. Le danger se trouve donc négligé, et même les documents d'information diffusés par les préventeurs, pourtant très vulgarisés, restent souvent inconnus. Néanmoins, des méthodes de prévention efficaces existent et passent par deux actions principales :  la substitution et la captation.
Les médecins du travail eux-aussi s'organisent

A l'AIST 21, l'Association interprofessionnelle de la santé au travail de la Côte-d'Or, les médecins du travail ont, eux-aussi, éprouvé le besoin de mieux connaître les dangers liés au soudage pour mieux suivre leurs patients. Suite à une formation de trois jours, dispensée par un meilleur ouvrier de France et un toxicologue, l'équipe a réalisé des petits films et diaporamas pour comprendre chaque méthode de soudage et visualiser ses risques. Ensuite, un outil informatique a été conçu afin que chaque médecin se rendant en entreprise puisse noter les informations importantes sur le poste de travail qu'il examine (nature des métaux d'appoint et de soudage, technique de soudage, etc.), pour connaître les risques qu'encourt éventuellement chaque salarié. « Ceci nous permet de prescrire à ce dernier les examens appropriés », explique Geoffroy Lallemand, médecin à Montbard. Ce logiciel d'aide à la décision devrait être opérationnel dans quelques semaines et l'AIST 21 entend bien le diffuser dans toute la profession.

Changer ses méthodes


La substitution consiste à changer soit de méthode de soudage, soit de métal d'apport, soit d'outils, pour minimiser les fumées et leur toxicité. Ainsi, dans certains types de procédés de soudage dits « TIG », on taille les électrodes avec de l'oxyde de thorium qui émet des rayonnements ionisants en très faibles proportions et peut avoir un effet cancérogène (poumon). Cet oxyde de thorium peut désormais être remplacé par du tungstène comportant des oxydes de lanthane ou de cerium. Autres actions possibles pour diminuer les fumées : réduire le diamètre de l'électrode ou la longueur de l'arc. 

Certaines entreprises tentent même de changer carrément de méthodes de soudage. Tel De Dietrich Process Systems, à Saumur-en-Auxois (21). Fournisseur d'équipement en Inox et en acier hautement allié à forte teneur en nickel, l'entreprise utilisait jusqu'à présent deux méthodes de soudage complémentaires : le TIG pour les soudures fines (destinées notamment aux cuves) et le MIG, pour le reste. Mais le soudage pratiqué ici exigeant une protection gazeuse, pour garantir les propriétés anticorrosion de l'Inox et des alliages, il était impossible de s'équiper de torches aspirantes (lire ci-dessous) : elles auraient également aspiré les gaz de protection. L'an dernier, les équipements MIG manuels ont donc été remplacés par une potence de soudage MIG, commandée par deux opérateurs, mais qui réalise les soudures automatiquement. Un système d'aspiration a été placé à quelques centimètres, qui capte les fumées au plus près. Les opérateurs n'ont donc pas besoin de masque de protection. Le soudage automatique étant de meilleure qualité, une part plus importante du soudage est du coup réalisée en MIG, beaucoup plus rapide que le TIG. « Malgré l'investissement important, environ 80 000 euros, cette productivité accrue nous permet de financer la sécurité supplémentaire apportée aux salariés », explique Jérôme  Poupon, responsable du site.
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Poste de soudage équipé
de torche aspirante chez Bourgoin.
© Bourgoin
Chez Bourgoin, les soudeurs ont choisi leur matériel

PME d'une cinquantaine de personnes installée à Bournezeau, en Vendée, la société Bourgoin conçoit et fabrique des machines  destinées aux récoltes agricoles (maïs, légumes, etc.). Une activité qui repose sur la métallurgie et justifie l'existence d'une dizaine de postes de soudage. La question de la prévention des CMR s'est posée lorsque l'entreprise a construit un nouvel atelier, fin 2005, où se sont regroupés les dix soudeurs et les 25 monteurs.  « Les monteurs notamment se plaignaient des fumées de soudage », raconte Alain Baron, responsable qualité, sécurité et environnement de l'entreprise.  L'entreprise demande donc à la Cram (devenue CarsatT) d'intervenir pour la conseiller mais aussi l'aider à sensibiliser son personnel.  

« Nous avons procédé à une évaluation des risques et à des mesures de fumées », raconte Christian Ferrand, de la Carsat Pays de Loire. La décision a été prise de s'équiper de torches aspirantes. Une réunion a alors été organisée regroupant les soudeurs, la Carsat  mais aussi le chef d'entreprise, pour sensibiliser les salariés aux risques CMR encourus. Car l'entreprise avait déjà, quelques années auparavant, testé les torches aspirantes, et constaté que ses soudeurs se montraient plutôt réticents à les utiliser, en raison notamment de leur poids et d'une rigidité accrue. Cette fois-ci, l'entreprise a contacté différents fournisseurs et demandé à ses soudeurs de tester eux-mêmes leur matériel.
« C'est eux qui l'ont choisi », explique Alain Baron. Une fois la décision prise, les gaines ont été installées en hauteur, ce qui permet aux soudeurs de ne plus avoir à supporter la totalité du poids de l'outil. La Carsat a effectué des mesures après l'installation et constaté une très impressionnante diminution des fumées. « Du reste, les monteurs ne se plaignent plus ! » confirme Alain Baron. 


Capter les fumées


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La nouvelle potence de soudage automatique MIG de De Dietrich Process Systems est équipée d'une aspiration à la source.
© De Dietrich Process Systems Semur
Seconde action : la captation des fumées dès leur émission, avant qu'elles ne pénètrent dans les voies respiratoires ou ne se dispersent dans l'espace de travail. Ces fumées sont ensuite évacuées dans un réseau d'aération où elles seront filtrées avant d'être libérées.
Différents moyens existent : la chambre de soudage, où l'on positionne la pièce à souder ; le gabarit aspirant, ou la table aspirante :  c'est du reste vers cette dernière solution que se tourne De Dietrich Process systems pour équiper ses soudeurs « TIG », qui sont pour l'instant protégés par des  masques ventilés. 

« Mais le moyen le plus efficace et celui que nous privilégions – lorsque c'est techniquement possible – est la torche aspirante », explique Jean-François Certin. Le système d'aspiration est directement lié à la torche de soudage et les fumées sont donc captées au plus près de la source d'émission. Le surcoût est cependant important puisqu'à 2 000 ou 3 000 euros, une torche aspirante revient presque dix fois plus cher qu'une torche classique. Les Carsat ont cependant mis en place un système d'aides simplifiées qui permet de financer une partie (10 à 30 % en général) de l'investissement. Dans le cadre d'une grande  campagne sur le risque CMR menée sur la période 2009-2012, les Carsat portent un effort tout particulier sur les poste de soudage.  « Nous avons prévu un millier d'interventions en entreprises sur ce thème. Une bonne centaine est, du reste, déjà terminée. Ceci touchera plusieurs milliers de postes de soudage » explique Jean-François Certin. Une action dont on espère bien qu'elle fera des émules dans tous les types d'entreprises !

Catherine Bernard / Agence TCA-innov24

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