Dans ce numéro

Numéro 3
A
on P a r i z ea u I n c.
LASERS
Guide pratique à l'intention des universités
Dans ce bulletin :
Introduction
La classification des lasers
Le contrôle de l'environnement
La sécurité intégrée
Les mesures administratives
Les dangers
Les règles de sécurité
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INTRODUCTION
Le mot laser est un acronyme qui provient de LIGHT
AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF
RADIATION. Le laser est un appareil qui émet une
lumière monochrome, cohérente et parallèle, très
intense. Le mouvement de va-et-vient de la
lumière, réfléchie par des miroirs, force tous les
atomes ou molécules à émettre des radiations en
phase jumelée à l'onde. Ce phénomène produit une
source de lumière extrêmement puissante qui diffère
considérablement de la source ordinaire de lumière,
notamment à quatre points de vue:
1. L'intensité. Le faisceau est intensément focalisé et
cette intensité augmente pendant le processus de
rayonnement forcé, parce que lorsqu'un atome
stimulé libère un photon, l'énergie, la fréquence et la
direction de ce photon sont exactement les mêmes
que celles des photons déclencheurs. Puisque les
rayons laser sont très étroits, ils possèdent un flux
énergétique très puissant par unité de surface.
2. La divergence minimale: Les miroirs aux
extrémités de la cavité optique permettent de
contrôler la directivité des réflexions à
l'intérieur de la cavité. Ces réflexions
permettent au faisceau de demeurer en phase,
tout en devenant parallèle et grandement
amplifié.
3. La cohérence: Les sources de lumière
traditionnelles sont toujours incohérentes en
raison des émissions aléatoires de photons par
les atomes de ladite source. Dans les systèmes
au laser, la chaîne de réactions des émissions
stimulées crée les photons qui dès lors sont en
phase, ont la même fréquence et la même
direction et, partant, la lumière laser devient
presque parfaitement cohérente et le rayon
atteint un flux énergétique très élevé.
4. La monochromie: Les sources de lumière
traditionnelles produisent un rayonnement fait
de plusieurs couleurs (même si certaines
peuvent être invisibles) correspondant
a`diverses longueurs d'onde. Dans les lasers, la
distance entre les deux miroirs peut être ajustée
de façon à ne produire qu'une seule longueur
d'onde.
L'évaluation globale du danger que pose l'utilisation
du laser, et par conséquent du choix des mesures de
contrôle, dépend de trois facteurs:
1. La possibilité du laser de causer des blessures
2. L'environnement dans lequel le laser est utilisé.
3. Le personnel qui fait fonctionner le laser ou qui
peut y être exposé
LA CLASSIFICATION DES LASERS
Le premier de ce facteur détermine quatre classes de
lasers.
Classe 1: laser considéré comme sécuritaire selon
l'état actuel des connaissances médicales. Cette
classe comprend tous les lasers qui ne peuvent
émettre de rayonnement optique dommageable pour
l'œil, peu importe les conditions. Il peut arriver
qu'un laser plus dangereux fasse partie de la classe 1
: l'appareil outrepasse les limites de la classe, mais
aucun rayonnement dommageable ne peut s'en
échapper. La puissance est limitée à < 0,39 mW.
Classe 2: lasers de faible puissance qui émettent un
faisceau visible, mais trop éblouissant pour être fixé
du regard ; le fait de regarder brièvement un tel
faisceau n'est pas dangereux puisque sa puissance
maximum ne dépasse pas 1 mW. Si le faisceau
frappe l'œil, le clignement d'œil empêche le rayon
de le blesser; cependant, une longue exposition
directe à un rayon d'un laser de la classe 2 peut
causer une blessure à l'œil.
Classe 3: laser de puissance moyenne qui peut
émettre n'importe quelle longueur d'onde sans
toutefois produire de réflexion diffuse (c'est-à-dire
réfléchir dans plusieurs directions) ; ce système ne
présente pas de risque d'incendie ou de danger pour
la peau. Il est certainement risqué de regarder
fixement le faisceau d'un laser de classe 3.
La classe 3 se subdivise en deux sous-classes.
Classe 3a: lasers sans risque si le faisceau est
regardé sans protection pour les yeux quelques
instants seulement. Regarder le faisceau de façon
prolongée risque de causer des blessures aux yeux.
La puissance de ces lasers est limitée < 5 mW.
Class 3b: le faisceau est visible, ou invisible, mais,
le fait de le regarder directement risque de causer
des blessures ; cela inclut la réflexion spéculaire
(réflexions provenant de miroirs ou d'autres
surfaces réfléchissantes) et l'exposition directe au
faisceau. Le système de classe 3b ne produira pas de
réflexion diffuse à partir de surfaces non
réfléchissantes. La puissance de ces lasers varie
de 5 mW à 500 mW (0,5 W).

Pour les lasers de la classe 3b et 4, les mesures de
sécurité intégrée requises sont les suivantes
Classe 4: laser à haute puissance; la réflexion
directe ou spéculaire ainsi que la réflexion diffuse
posent un risque. Ces lasers risquent de causer un
incendie et sont dangereux pour la peau et leur
puissance dépasse 0,5 W.
Une étiquette de mise en garde doit être apposée
sur le boîtier de protection et porter le mot
«DANGER» et les instructions «NE PAS
CIRCULER DANS LE RAYON». . Le type de
laser et la longueur doivent aussi être spécifiés sur
l'étiquette.
LE CONTRÔLE DE
L'ENVIRONNEMENT DU LASER
Un boîtier de protection qui empêchera d'accéder
à un flux énergétique de puissance supérieure à
celle de la classe du laser.
L'environnement du laser peut-il être source de
danger ? La procédure point par point suivante le
déterminera.
Un interrupteur de surveillance sur tout élément
du boîtier de protection qui peut être enlevé. Cet
interrupteur mettra l'alimentation électrique hors
fonction ou coupera le faisceau (au moyen d'un
obturateur). Tant que l'interrupteur sera activé,
aucune réalimentation électrique ne sera possible.
Note: cette mesure s'applique également aux lasers
de la classe 3a.
1. Déterminer la trajectoire dangereuse du
faisceau.
2. Déterminer l'étendue de la réflexion spéculaire
dangereuse.
3. Déterminer l'étendue de la réflexion diffuse
dangereuse quand le faisceau émergeant est
focalisé.
4. Les points 1 à 3 précisent le champ où il y a
danger et s'appelle la zone nominale de danger
(ZND).
Un atténuateur de faisceau ou un bloqueur,
attaché en permanence au laser, qui permettra de
couper toute émission de rayons au-dessus du
niveau maximal d'exposition permissible lorsque le
laser est en attente. Note: cette mesure s'applique
également aux lasers de la classe 3a.
5. Déterminer la probabilité de présence de
personnel dans la ZND durant le
fonctionnement du laser.
6. Déterminer s'il existe des dangers non liés aux
lasers.
7. Déterminer s'il existe des mécanismes de
sécurité intégrée et s'il y a, sur place, de
l'équipement de protection personnelle en état
de service.
Un dispositif de sécurité à distance permettant de
couper l'alimentation électrique en cas d'urgence ou
au moment d'une intrusion dans le local.
8. Déterminer s'il existe des mesures
administratives. Des hublots de contrôle auxquels seront intégrés
des dispositifs qui permettent de ramener le flux
énergétique au niveau maximal d'exposition
permissible. Note: cette mesure s'applique
également aux lasers de la classe 2 et 3a.
LA SÉCURITÉ INGÉGRÉE
Pour bien cerner l'aspect danger pour le personnel,
il faut prendre les mesures de sécurité intégrée
suivantes sur tous les lasers de classes 1, 2 et 3a.
Une enceinte pour englober la totalité de la
trajectoire du faisceau dans certaines utilisations des
lasers 3b et 4.
Une étiquette de mise en garde doit être apposée
sur le boîtier de protection et porter le mot
«ATTENTION» et les instructions «NE PAS
FIXER DIRECTEMENT LE RAYONNEMENT
LASER» et «NE PAS REGARDER DANS LE
FAISCEAU». Le type de laser et la longueur
doivent aussi être spécifiés sur l'étiquette.
Des panneaux d'accès pour l'entretien sur
lesquels est affichée une étiquette de mise en garde,
munis d'un interrupteur de surveillance et que seul
le personnel de maintenance sera autorisé à enlever
au moyen d'un outil spécial.
La zone contrôlée des lasers des classes 3b et 4 doit
avoir les caractéristiques suivantes:
Un boîtier de protection qui empêchera d'accéder
à un flux énergétique de puissance supérieure à
celle de la classe du laser.
1. Être sous la supervision directe d'une personne
au fait de la sécurité en matière de lasers.
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2. Être située de façon à ce qu'une approbation soit
nécessaire pour y accéder. LA PORTE DOIT
ÊTRE VERROUILLÉE ET UN VOYANT
ROUGE ALLUMÉ POUR SIGNALER QUE
LE LASER FONCTIONNE. Si le voyant
rouge est allumé, frapper à la porte et attendre
que l'opérateur déverrouille la porte. IL SERA
IMPOSSIBLE D'ENTRER QUAND LE
VOYANT ROUGE EST ALLUMÉ.
3. Avoir des affiches de mise en garde.
4. Être équipée d'un dispositif pour absorber les
faisceaux dangereux.
5. Ne comporter que des surfaces à réflexion
diffuse dans la trajectoire ou près du faisceau.
LES MESURES ADMINISTRATIVES
1. Toutes les mesures de sécurité intégrée et les
contrôles applicables à l'environnement seront
mises en vigueur.
2. Seul le personnel formé sera autorisé à travailler
avec des lasers. La formation sur les lasers
devra être redonnée tous les trois ans.
3. Seul le personnel autorisé pourra faire
fonctionner et entretenir les systèmes au laser.
4. Les procédures écrites de sécurité devront être
suivies pour tout ce qui a trait à l'alignement, les
réparations et les urgences relatives aux lasers.
5. Les opérateurs de lasers devront se soumettre à
un programme médical de surveillance qui
couvrira l'historique médical et les examens
annuels des yeux, comme l'exige l'annexe E du
programme de l'American National Standards
Institute sur l'utilisation sécuritaire des lasers.
6. Dès que les conditions de travail avec le laser
laissent supposer un quelconque danger pour les
yeux, il faudra porter des lunettes de protection.
7. Les visiteurs ne pourront avoir accès à la zone
contrôlée sans autorisation et devront porter des
lunettes de protection.
LES DANGERS LIÉS AU LASER
Le rayonnement laser n'est pas comme le
rayonnement ionisant des rayons X.
À ce jour, toutes les recherches montrent que
l'énergie du laser est thermique seulement et qu'elle
ne peut causer aucune mutation génétique, source
de cancer ou de malformation congénitale. Le
risque principal des lasers menace les yeux.
L'intensité des rayons laser est telle qu'elle peut
provoquer un incendie ou causer des blessures à la
peau.
Danger pour les yeux: l'œil est l'organe le plus
vulnérable au rayonnement laser. Les différents
éléments de l'œil absorbent de façon sélective le
rayonnement du spectre optique. L'absorption des
ondes ultraviolettes courtes (ultraviolet B et C, de
100 à 315 nm) se fait au niveau de la rétine et du
cristallin. Une exposition de niveau moyen
provoque des effets semblables au flash de soudure
ou à l'ophtalmie des neiges ; ces effets, connus aussi
sous le nom de kératites, ne sont que temporaires,
même s'ils peuvent être sévères. Le rayonnement
ultraviolet B et le rayonnement ultraviolet C
n'atteignent pas la rétine. L'ultraviolet proche
(ultraviolet A, de315 à 400 nm) est absorbé par le
cristallin et peut en causer l'opacité.
Est plus inquiétant le rayonnement des longueurs
d'onde de l'ordre de 400 à 700 nm pour la lumière
visible et de 700 à 1400 nm pour l'infrarouge
proche parce que la rétine l'absorbe. Par
conséquent, les lasers qui fonctionnent dans le
visible et dans l'infrarouge proche sont les plus
dangereux pour l'oeil. L'intensité du rayon produit
de la chaleur instantanée qui peut brûler la sensible
rétine et lui causer une blessure permanente.
Quelqu'un qui regarderait directement le faisceau de
n'importe quel laser ou quelqu'un dont la rétine
serait frappée directement par la réflexion
spéculaire (miroirs) deviendrait probablement
aveugle. Même les rayons laser de faible puissance
peuvent blesser l'œil sérieusement.
L'absorption de rayonnement laser dans la zone de
l'infrarouge proche (700 à 1 400 nm) risque de
provoquer l'opacification du cristallin, appelée
cataracte calorique. Cette condition est
généralement le résultat de l'exposition chronique
au rayonnement infrarouge alors que le cristallin
absorbe la chaleur et demeure à des températures
au-dessus de la normale pour de longues périodes,
causant ainsi la destruction des protéines dans le
cristallin. Il faudrait éviter ces expositions
prolongées.
L'absorption du rayonnement infrarouge lointain (1
400 nm à 10 000 nm) se fait au niveau de la cornée
et du cristallin et produit de la chaleur, ce qui amène
une forte douleur et des effets destructeurs.
Danger pour la peau: les lasers de faible ou de
moyenne puissance ne peuvent blesser la peau.
Toutefois, les lasers à puissance élevée (> 3 W/cm2)
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peuvent produire des lésions cutanées. Les
conséquences thermiques dommageables pour la
peau à la suite de l'exposition à un rayonnement de
l'ordre de 315 à 10 000 nm peuvent varier de la
simple rougeur à la formation d'ampoules et aux
brûlures en profondeur. Dans le cas des rayons
ultraviolets, des lasers beaucoup moins puissants
(>3 mW/cm2) peuvent blesser la peau sous forme de
coups de soleil (érythème) si l'exposition se
prolonge plusieurs heures.
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