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Maitriser les risques liés à l’exposition aux

Fumées de soudage

Yves CAROMELContrôleur de sécuritéCARSAT du Nord – Est

CIMPE

Intervention

�Démarche d’analyse de la situation detravail

�Mesures de prévention appliquées auxfumées de soudage

�Réseaux de transport – entretien

�Aide à la rédaction d’un cahier des charges

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Intervention





Démarche d’analyse

Analyse global de la situation de travail

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Démarche d’analyseAnalyse de la situation de travail (observation, entretiens)

Propositions d’actions (mesures de prévention)

Validation par les utilisateurs(réalisation d’essais)

Etablissement d’un cahier des chargesCritères : performances aérauliques

Réalisation et vérification de l’atteinte des objectifs fixés(dossier d’installation)

Consultation et choix d’un fournisseur

Intervention





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Mesures de prévention

�Réduire l’émission de polluants�Appliquer les principes généraux de

ventilation�Positionner les opérateurs dans un flux d’air

salubre�Mettre en place une ventilation générale,

moyen de prévention collective






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Réduction des émissions

� Travailler sur des pièces propres� Stockage des pièces à l’abri

• Travailler sur des pièces propres� Préparation des pièces (sablage, dégraissage lessiviel, …)

� Tonneaux d’ébavurage


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• Limiter les opérations de meulage� Utiliser des machines à chanfreiner


• Choisir un procédé moins émissif


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• Substituer les anti-grattons contenant du Dichlorométhane (Spray anti-adhérent à base aqueuse)

• Supprimer les électrodes TIG au tungstène thorié


• Tenir compte de l’évolution de la technique� Tester des procédés semi-auto moins émissifs

o MagSST, régulation électronique de l’intensité (LINCOLN)

o MagCMT, régulation de l’avance du fil (FRONIUS)

o Procédé PULSÉ ou Double PULSÉ (contrôle la génération de courant)

� Choisir des gaz contribuant à réduire les émissionsO2 contribue à diminuer l’émission de fumées

� Remplacer le fil cuivré par du fil non cuivré


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Dispositif de captageL = 400 mm

Ø 100 avec collerette

Gaine souple Ø 100 - L : 3 à 4 m

Tube de Pitot

Gaines rigidesØ 160 – L : 1,5 m

Photomètre en gaine Ø 35

Gaine rigide Ø 100 - L : 1 m

Analyseur FMPSGranulométrie de

5 à 500 nanomètres

Rejet

Extracteur

Estimation du débit de fumées / type de générateur


Essai Caractéristiques

1 Réglage manuel (essai de référence)

2 Mode synergique Lisse

3 Mode synergique Lisse-1

4 Mode PULSE

5 Mode PULSE-1

*Générateur qui permet de compenser la puissance en jeu en fonction de la hauteur de l’arc.

Les essais 1,2, et 3 sont comparés entre eux ainsi que les essais 1, 4 et 5.

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Mode réglage manuel Mode synergique Lisse Mode synergique Lisse SC*

Concentration C en mg/m3

Débit de polluant en g/m3

-1


0

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Mode réglage manuel Mode synergique Pulsé Mode synergique Pulsé MC

Concentration C en mg/m3

Débit de polluant en g/m3

-1

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Mode réglage manuel Mode synergique Lisse Mode synergique Lisse SC*

Concentration en nombre de particules(#/cm3) x 107

Fraction de particules entre 5 et 30 nm (en%)

Mesures de concentration en nanoparticules

-1

Réduction des émissionsMesures de concentration en nanoparticules

0

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Mode réglage manuel Mode synergique Pulsé Mode synergique Pulsé MC

Concentration en nombre de particules(#/cm3) x 107

Fraction de particules entre 5 et 30 nm (en%)

-1

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Principes généraux de ventilation

Q = 3000 m3/h

Efficacité 80 %

Vulnérable aux courant d’air

Q = 800 m3/h

Efficacité 99,6 %

NON vulnérable aux courant d’air

1) Envelopper au maximum la zoned’émission des polluants

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Principes généraux de ventilation1) Envelopper au maximum la zone

d’émission des polluants

Hotte

Principalement pour les robots de soudage.

Le débit d’extraction (Q en m3/h)dépend du niveau d’encoffrementobtenu.

La vitesse (V en m/s) de l’air dansles surfaces verticales (Sv) laisséesouvertes doit être de l’ordre de0,5 m/s.

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Principes généraux de ventilation2) Capter au plus près de la source d’émission


2) Capter aux plus près de la sourced’émission

� Dosserets aspirants

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Dosserets aspirants– Petites ou moyennes pièces– Système fixe

Vc : vitesse de captage de 0,5 m/s au point le plus éloigné.


2) Capter aux plus près de la sourced’émission

� Torches aspirantes

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Torches aspirantes

� Procédés MIG, MAG� Soudage à plat et en angle

Torches aspirantes et équipements associés

Catalogue fournisseur

Potence

Equilibreur de charge

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Torches aspirantes et équipements associés

TORCHE ASPIRANTE TIG

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Poste de travail

Torche TIG Gaine d’aspiration entre la torche et le groupe d’aspiration

Groupe d’aspiration

Torche TIG – Bague aspirante

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Torche TIG – Bague aspirante

Øint de 22 mm

Øint de 3 mm

Torche TIG – Flexibles de liaison

Øint de 3 mm

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Torche TIG – Céramique

Øint bague aspirante : 22 mm

Øext céramique : 20,6 mm

Surface de passage de l’air

Surface de passage : 0,46 cm²

Surface de 1 cm²

Surface de 0,5 cm²

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Torche TIG – Groupe aspirant

Flexible d’aspirationDiamètre extérieur : 1 cmDiamètre intérieur : 0,8 cmLongueur : 8 mSoit une perte de charge de 16 kPa

Données constructeur :Débit d’air extrait : 340 m 3/hPression : 18100 PaPuissance moteur de 1,6 kWGroupe aspirant équipé d’un filtre

Soit dans les conditions d’utilisation :Débit d’aspiration inférieur à 1 m 3/h

Torche TIG – Vitesse de captage

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Distance de 0,5 cm entre l’électrode et le point d’émission (opérateur)

Distance de 1,5 cm entre la surface aspirante et le point d’émission

Anémomètre


Mesure Groupe AspirantVitesse de

captageen m/s

Courant d’air avant et après

mesure en m/s

1 Potentiomètre sur

1< 0,1 m/s < 0,02

2Potentiomètre sur

6< 0,1 m/s < 0,02

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Torche TIG – Conclusion

Dans l’état actuel, la torche aspirante TIG ne permet pas de capter les émissions de

polluants.

Principes généraux de ventilation2) Capter aux plus près de la source

d’émission

� Gabarits aspirants

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Gabarits aspirants

� Grandes séries� Positionnement à 10 cm de la soudure� Système fixe� Conception pour chaque type de pièces� Débit d’aspiration par buse de 50 à

150 m3/h pour X compris entre 5 et 10 cm

Vc : vitesse de captage de 0,5 m/s.


d’émission

� Capteurs inducteurs

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Dispositif de captage inducteur– Utilisable pour toutes les techniques de soudage.– Le DC peut être positionné à 50 ou 60 cm au-dessus de la source

d’émission de fumée sur une profondeur d’environ 70 cm– Contrainte d’ajustement moins grande pour l’opérateur (couverture

plus grande par rapport à un bras aspirant)– Utilisable pour des soudures réalisées sur des pièces posées sur

établi ou sur des postes robotisés (manutention par pont roulant)– Débit de 1 200 à 1 500 m3/h par mètre linéaire (réseau basse

dépression)– Débit de 150 à 300 m3/h pour le DC inducteur relié à un

extracteur à forte dépression

Dispositif de captage inducteur

Dispositif de captage inducteur

Fumigène

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d’émission

� Bras aspirants

Bras aspirants articulés� A réserver pour le soudage sur

POSITIONNEUR (vireur par exemple).Dès que l’opérateur doit se déplacer,ce dispositif est à proscrire.

� Dés que la cordon dépasse 20 cm, cedispositif est à proscrire.

� Débit d’aspiration de 1 200 à 1 500 m3/hpour X inf à 20 cm

Capteur

Vc : vitesse de captage de 0,5 m/s au point le plus éloigné.

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Principes généraux de ventilation3) Ne pas placer les voies respiratoires de

l’opérateur entre la source de pollution et ledispositif d’aspiration

Opérateur

Aspiration frontale arrière

Principes généraux de ventilation3) Ne pas placer les voies respiratoires de

l’opérateur entre la source de pollution et ledispositif d’aspiration

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Principes généraux de Ventilation4) Utiliser les mouvements naturels des

polluants

- ponceuse

Dispositif de captage

- hotte aspirante

Effet ascendantdes polluants

Principes généraux de ventilation4) Utiliser les mouvements naturels des

polluants

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Principes généraux de ventilation5) Induire une vitesse d’air suffisante

Vitesse induite au point d’émission suffisante

Vitesse induite au point d’émission insuffisante

Principes généraux de ventilation5) Induire une vitesse d’air suffisante

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Principes généraux de ventilation6) Répartir uniformément les vitesses d’air

Ex : Dosseret aspirant

Principes généraux de ventilation7) Compenser les débits d’air extraits

(diffusion basse vitesse)

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(diffusion basse vitesse – GAINE TEXTILE)

A diffusion A induction


(diffusion basse vitesse – GAINE TEXTILE)

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(Gaine textile inductive)


(caisson de diffusion)

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(caisson de diffusion)


(Compensation statique)

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8) Éviter les courants d’air

Principes généraux de ventilation9) Rejeter l’air pollué en dehors des zones

d’entrées d’air correspondantes

Vent dominant

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ventilation�Positionner les opérateurs dans un flux

d’air salubre�Mettre en place une ventilation générale,


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Cabine de soudage►Dans quelles

conditions� Pièce petite à

moyenne� Dispositif de

rotation si nécessaire

• Inconvénients- Lieu de travail fixe- Approvisionnement par

l’ouverture

Règles essentielles de ventilation


ventilation�Positionner les opérateurs dans un flux

d’air salubre�Mettre en place une ventilation générale,


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• Ventilation par déplacement :� Hauteur suffisante, >5 ou 6 m� Air de compensation introduit à

basse vitesse au niveau du sol�Extraction en partie haute

Ventilation générale • Étude préalable: Nombre et répartition des

sources, implantation, encombrement des locaux, …

• Recyclage à proscrire• Dossier d’installation: réception,

maintenance, contrôles

Ventilation Générale par déplacement

Courbe de température

Hauteur en cm

°C

Courbe de tendance

Thermocline à une hauteur comprise entre 320 et 400 cm

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Concentrations en poussières par taille de particul es

Hauteur en cm

x 10-2

mg/m3

Courbe de tendance

Augmentation des concentrations à une hauteur comprise entre 370 et 450 cm

Y. CAROMEL Contrôleur de sécuritéCIMPE - CARSAT Nord - Est


Bilan Ventilation Générale

- La hauteur de la stratification thermique est comprise entre 320 et 400 cm.

- La hauteur de l’augmentation des concentration est comprise entre 370 et 450 cm.

- Les poussières émises sont principalement des poussières dont le diamètre est inférieur à 1 µm.

Dans les conditions de mesures (sans courantd’air) la ventilation générale par déplacementpermet, a priori, de garantir un air moinschargé en particules fines au niveau des voiesrespiratoires des opérateurs.

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Intervention





Réseaux de transport

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Réseau de transport

Dispositifs de captage haute dépression

Rejet via un réseau haute dépression centralisé

Réseau Haute dépression


Dispositifs de captage basse

dépression

Rejet via un réseau basse dépression centralisé

Réseau basse dépression

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Mixte réseau haute et basse dépression

* une procédure d’intervention devra être mise en place lors des phases de nettoyage des groupes de filtration.

Rejet via un réseau basse dépression

centralisé

Dispositifs de captage haute dépression reliée à un groupe (turbine +

filtration)*

Dispositifs de captage basse

dépression

Entretien

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Entretien

Entretien

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Entretien

Intervention





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Cahier des charges1) Choix du dispositif de captage (dimensions)

• Dosseret aspirant• Hotte• Torche aspirante + équipements associés• Gabarit aspirant• Capteur lamellaire• Bras aspirant• Cabine de soudage à flux horizontal

Cahier des charges2) Débit d’air extrait par dispositif de captageEfficacité d’un dispositif de captage liée à sa formemais également au débit d’aspiration.Les informations nécessaires au calcul des débits desdispositifs de captage doivent mentionner dans lesdevis :

► dimensions,► vitesse de captage,► distance du point d’émission,► formule utilisée.

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Cahier des charges3) Réseau d’extractionConception du réseau d’aspiration doit permettre degarantir, dans toutes les configurations defonctionnement des postes de travail, la vitesse detransport adaptée aux polluants transportés.Exemples :

► fumées de soudure : 12 m/s ;► poussières de meulage : 20 m/s ;

Cahier des charges4) Groupe extraction – filtration� Groupe de préférence positionné à l’extérieur des ateliers� Pour les réseaux haute dépression (torches aspirantes,

capteur lamellaire),Débit nominal du ventilateur = à la somme des débits del’ensemble des dispositifs de captage.

� Pour des réseaux basse dépression (dosseret aspirant,hotte, capteur lamellaire),Débit nominal du ventilateur devra tenir compte du tauxde simultanéité des postes de travail, mais ne devra pasdescendre en dessous de 75 % du débit total desdispositifs de captage installés.

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Cahier des charges4) RecyclageLe fonctionnement d’une installation de ventilation par recyclagedoit satisfaire à des exigences techniques et réglementaires Art.R. 4222-14 et circulaire du 9 mai 1985.

► Connaissance des caractéristiques de tous les polluants

► Arrêt du recyclage hors période de chauffe ou de climatisation

► Concentration des polluants dans la gaine de recyclage < 1/5 des valeurs limites d’exposition

►Mesure tous les 6 mois des concentrations de polluants

►…

Cahier des charges4) Recyclage► Exemple fumées de soudage :

Etant donné que tous les polluants ne peuvent pas êtrefiltrés, notamment les gaz générés par le soudage (CO, NOx,O3, CO2,…), ils seront rejetés à l’extérieur des ateliers (selonles cas une filtration des poussières avant rejet est réalisable,voir DREAL).

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Cahier des charges5) Engagement sur les résultats

Il est important de faire préciser dans le projet un engagement sur :

► les vitesses de captage, ► les débits d'air extraits,► les vitesses de transport,► les niveaux de bruit aux postes de travail.

Cahier des charges6) Niveaux de bruit

Afin que l’installation de ventilation n’augmente pas de façonsignificative le niveau sonore dans l’atelier, le niveau de bruitdû à la ventilation seule sera :

► inférieur à 75 dBA au poste de travail.

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Cahier des charges7) Dossier d'installationLes exigences du code du travail relatives à l'aération et àl'assainissement des locaux de travail imposent au chefd'établissement la constitution et la tenue à jour d'un dossierd'installation pour chaque installation de ventilation.

► Connaissance des installations,► Suivi des installations dans le temps

(maintenance),► Contrôles périodiques.

Cahier des charges7) Dossier d'installationIl est important de demander à l'installateur de prévoir dansson devis la fourniture des éléments nécessaires à la rédactiondu dossier d'installation de ventilation :

► dossier d’entretien,► dossier de maintenance,► y compris le relevé des valeurs de référence.

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Cahier des charges8) Protocole de réceptionLa réception des installations :

► essais fumigène,► vitesse de captage,► débit d’aspiration,► vitesse de transport,► niveau de bruit,► …

Ces exigences devront être vérifiées par l’installateurdans différentes configurations de fonctionnement.

Conception d’une installationde ventilation

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Conception d’une installationde ventilation

Yves CAROMEL – CARSAT Nord Est - CIMPE

Fumées de soudage

Merci …

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Bibliographie : fumées de soudage

INRS – www.inrs.fr

ED 668 Opérations de soudage à l’arc et de coupage

ED 6008 Le dossier d’installation de ventilation

ED 6106 Les appareils de protection respiratoires (choix et utilisation)

DV 0388 Le soudage à l'arc. Séquences prévention

CNAMTS – www.ameli.fr (employeurs – prévention – le bâtiment et les travaux publics)

R 443 Soudage à l'arc électrique et coupage. Prévention des risques professionnelsRecommandation

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