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Livre

blanc
Prévention des risques
soudage à l’arc et découpe plasma
Avec la contribution de
s p é c i a l iste s e n so udag e
introduction
Exposition du soudeur
Les procédés d’assemblage et de découpe par fusion des métaux nécessitent une vive énergie, ayant pour effet
des réactions physiques et chimiques particulièrement dangereuses pour la santé et la vie du soudeur. Les risques
inhérents aux procédés s’amplifient et/ou s’additionnent selon l’environnement, la teneur des travaux de soudage
et le matériel utilisé. Dangereux, ces procédés nécessitent d’extrêmes précautions, un dispositif de protection
adapté, une connaissance aigüe de leur fonctionnement, des risques et du maniement du matériel.
Les dangers
radiations
UV/IR
fumées
toxiques
chocs
électriques
Projections
incandescentes
risques
d’incendie
Les points de vulnérabilité
le système nerveuX
Inhibition du centre nerveux
par électrocution
la peau
Brûlures de la peau
par radiations
et projections
ardentes
les voies
respiratoires
Troubles respiratoires
par inhalation gazeuse
l’oeil
Détérioration de l’oeil
par radiations
et projections
de matières
le COEUR
Arrêt cardiaque
par électrocution
ZI "La Côte", n°1 Montalier - 33210 PREIGNAC - Tél. : 05 56 63 68 88 - Fax : 05 56 63 68 80 - S.A.S. au capital de 117 000 € - RCS BORDEAUX B382 824 696 - n° SIRET 382 824 696 000 35 - NAF 4649Z
3
le Soudage à l’arc et la découpe plasma
Le soudage à l’arc est un procédé d’assemblage par fusion des métaux afin d’assurer une continuité de matière entre 2
pièces. Il consiste à élever la température jusqu’au point de fusion des métaux à souder, grâce à un arc électrique.
 soudage Mig/mag
Metal Inert Gaz / Metal Activ Gaz /
Flux Cored Arc Welding
Bobine de fil
La torche déroule à vitesse constante
le métal d’apport (fil-électrode fusible).
Au contact de la pièce à souder et sous
protection gazeuse (inerte - Argon (Ar)/
Hélium (He) ou actif - Argon (Ar)/Dioxyde
de Carbone (CO2)/Hydrogène (H2),
selon le résultat souhaité), le fil crée un
court-circuit qui fait fondre en gouttelettes
le métal d’apport dans le bain de fusion.
Galets dérouleurs
• Soudage mécanisé, semi automatisé.
• Rapidité de soudage, régularité
et qualité du cordon.
• Pas de dépôt d’un laitier protecteur.
Fil-électrode
Guide fil
Buse de gaz
Gaz protecteur
Arc électrique
Cordon de soudure
Support
 soudage MMA
Manual Metal Arc Welding
Un arc électrique se forme entre le bout
de l’électrode et le support à souder.
Composée d’une âme métallique (métal
d’apport) et d’un enrobage (revêtement
protecteur), l’électrode fusible fond dans le
bain de fusion. L’enrobage se transforme
en gaz pour protéger les ions métalliques
de l’air ambiant et stabiliser ainsi l’arc
électrique. En refroidissant, l’enrobage
se dépose en laitier protecteur sur le
cordon de soudure afin d’empêcher son
oxydation.
• Procédé couramment utilisé.
• Économique et simple d’utilisation.
Porte
électrodes
Enrobage
Âme métallique
Arc électrique
Laitier protecteur
Cordon de soudure
Support
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 soudage TIG
Tungsten Inert Gaz
Réfractaire à la fusion, l’électrode
en tungstène (point de fusion > 3 400 °C)
conduit le courant jusqu’au support pour
former un arc électrique et faire fondre
le métal. Sous protection gazeuse (inerte Argon (Ar) ou mélange Argon (Ar)/Hélium
(He)), le métal d’apport est introduit sous
forme de baguette dans le bain de fusion.
• Procédé courant pour le soudage
Aluminium.
• Torche plus petite, légère et ergonomique.
• Soudage exigeant et complexe.
• Résultat visuel irréprochable.

Découpe plasma
Comprimé et élevé à haute température
(18 000 °C) grâce à un arc électrique,
l’air tranformé en plasma (matière réduite
à l’état d’ions et d’électrons) fait fondre le
métal et chasse celui-ci hors de la gorge
de coupe.
• Précision très appréciable.
• Amorçage sans Haute Fréquence.
Électrode tungstène
Tube contact
Buse de gaz
Gaz protecteur
Arc électrique
Cordon de soudure
Support
Électrode avec
insert zirconium
Circuit
refroidissement
Vortex de gaz
plasmagène
Plasma
Support
Les dangers
• Rayonnement UV A & B / lumière bleue / IR
• Poussières aciers alliés : Chrome III (Cr3+), Chrome VI (Cr6+), Nickel (Ni), Manganèse
(Mn), Fer (Fe)
• Poussières Aluminium (Al)
• Gaz de contaminants : traitements anticorrosion, vernis, décapants, lubrifiants,
résines, graisses, peintures, agents dégraissants contenant des hydrocarbures chlorés
(Phosgène)
• Gaz MIG & TIG : Ozone (O3)
• Gaz MAG : Monoxyde de Cabone (CO)
• Gaz MMA : Ozone (O3), Monoxyde d’Azote (NO), Dioxyde d’Azote (NO2)
• Diminution de la teneur en oxygène dans les lieux confinés
• Projections incandescentes entre 2 000 et 6 000 °C
• Chocs électriques entre 5 et 500 A
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les fumées
de soudage
et de découpe
les fumées de soudage et de découpe
Les hautes températures atteintes lors du soudage à l’arc et la découpe plasma engendrent des fumées composées
de poussières, d’oxydes métalliques et de gaz (gaz protecteur, gaz émis par le procédé de soudage, gaz issus de
la dégradation thermique d’éventuels revêtements) pouvant être inhalées par le soudeur et selon leur composition,
leur concentration et le temps d’exposition, nuir gravement à sa santé.
~ 80 %
à savoir
des fumées de soudage proviennent des produits
d'apport (métaux d’apport et enrobages)
les risques
potentiellement
cancérogène
radioactivité
Poussières
d’affûtage
des électrodes
en Tungstèn
thorié
Fumées
de soudage
MIG/MMA
aciers alliés :
Chrome VI,
Nickel
irritations
toxicité
Allergies
irritations
toxicité
Gaz de
contaminants
présents
sur le support
(dégraissants,
peintures,
anticorrosifs)
Poussières
et oxydes
métalliques
tous procédés
confondus
fibrose pulmonaire
Excès de tissu conjonctif induisant une gêne respiratoire chronique
Cobalt, Béryllium que l’on retrouve
dans certains alliages
toxicité, anoxie
Gaz de soudage
MIG et TIG (Ozone) ou MAG
(Monoxyde de carbone)
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principaux polluants contenus dans les fumées de soudage ainsi que leurs effets
polluants poussières et oxydes métalliques
Aluminium
Antimoine
Baryum
Chrome
Cuivre
Fluorures
Magnésium
Manganèse
Molybdène
Nickel
Plomb
Titane
Vanadium
Zinc
Zirconium
Zinc,
Cuivre
Magnésium
Aluminium
Manganèse
Cadmium
Plomb,
Thorium*
Aluminium
Etain
Fer
Silice
Béryllium
polluants Gaz
Cobalt
Béryllium
Chrome VI
Béryllium
Cadmium
Cobalt
Nickel
Plomb
Titane
Vanadium
Aldéhyde
formique1
Dioxyde
d’azote
Ozone
Phosgène1
Diisocyanate
de toluène
Colophane
Cyanure
d’hydrogène1
Monoxyde
de carbone
Monoxyde
d’azote
Colohane,
Aldéhyde
Diisocyanate formique
de toluylène
Aldéhyde
formique
Irritations
Œdème
pulmonaire
Toxicité
Anoxie
Asthme
Pathologies aigües
Irritations
Toxicité
Allergies
Fièvre
des métaux
Atteintes bronchopulmonaires
Pathologies chroniques
Atteinte
Atteinte rénale Pneumoconiose Fibrose
du système * Radioactif toxique
pulmonaire
nerveux central
Potentiellement
cancérogène
Potentiellement
cancérogène
Générés par les contaminants présents sur le support de base (traces de traitements anticorrosion, de vernis, de décapants, de lubrifiants,
de résines, de graisses, de peintures, d’agents dégraissants contenant des hydrocarbures chlorés).
1
la fièvre du soudeur ?
La fièvre dîte du "soudeur" est une réaction immuno toxique dûe à une exposition aux oxydes de cuivre, de zinc ou encore de mangnésium, de
cadmium ou de béryllium. Les symptômes apparaissent quelques heures après l’exposition : une fièvre parfois élevée (40-41°C), avec frissons et
douleurs musculaires diffuses, irritation ORL et trachéale (toux, oppression thoracique), précédée d’une brutale sensation de malaise avec nausées
et maux de tête. Le soudeur guérit en 24/48 h sans aucun traitement. Parfois, les symptômes s’atténuent lors de nouvelles expositions. Mais cette
tolérance peut disparaître après un arrêt prolongé de l’exposition (après le week-end ou des congés).
Valeurs limites d'exposition professionnelle (VLEP)
Polluants
Aluminium (fumées de soudage)
Aluminium (Al2O3)
Azote (dioxyde)
Azote (monoxyde)
Baryum (composés solubles)
Béryllium (et composés)
Cadmium (oxyde)
Chrome VI (composés de)
Cuivre (fumées)
Cyanure d’hydrogène
Dioxyde de titane
VLEP (mg/m3 sur 8h)
5
10
6 mg/m3 sur 15min
30
0,5
0,002
0,05 mg/m3 sur 15min
0,001 (0,005 mg/m3 sur 15min)
0,2
2 (10 mg/m3 sur 15min)
10
Polluants
Fer (Fe2O3, fumées)
Fluorures
Manganèse (Mn3O4, fumées)
Monoxyde de carbone
Nickel (oxyde et trioxyde)
Ozone
Phosgène
Plomb (métallique et composés)
Vanadium
Zinc (oxyde, fumées)
VLEP (mg/m3 sur 8h)
5
2,5
1
55
1
0,2 (0,4 mg/m3 sur 15min)
0,08 (0,4 mg/m3 sur 15min)
0,1
0,05
5
Aux 1ers signes de vertiges, d'irritations ou de perceptions d'odeurs, sortir immédiatement de la
zone d’intervention. En cas de perte de connaissance, déplacer l’opérateur à l’air frais. Si la respiration s'arrête, effectuer la respiration artificielle et contacter de toute urgence un medecin, les
pompiers ou les urgences ! Si des symptômes persistent, consulter un medecin !
source : inrs ed6132 - CARSAT - AMELI
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les protections
respiratoires
les protections respiratoires
Il existe 2 grandes familles de protections respiratoires : les appareils filtrants et les appareils isolants. Les 1ers sont
généralement des pièces faciales assistées ou non par un ventilateur et équipées d’un filtre qui purifie l’air avant
d’être redistribué et inhalé par le porteur. Les seconds sont des appareils équipés de bouteilles de gaz comprimés
ou bien des dispositifs à adduction de gaz comprimé prenant leur source en dehors de la zone contaminée.
les appareils filtrants
codification d’un dispositif filtrant (selon EN12941)
La norme EN12941 certifie le degré d’étanchéité d’une protection faciale montée sur une protection respiratoire à ventilation assistée. Plus le système ventilé est
étanche, moins il y a de risques pour que les éléments nocifs pénètrent à l’intérieur du dispositif autrement que par le circuit normal de filtration. La performance
d’étanchéité TH d’un dispositif est graduée de 1 à 3 : — TH1 - étanche à 90 % — TH2 - étanche à 98 % — TH3 - étanche à 99,8 %
En présence d’agents polluants en grande concentration, le port d’un appareil filtrant est requis
à condition d’être en dehors de zones confinées
avec une teneur
en oxygène
>17 %
et une concentration
des polluants
< 60 x VLE
(1)
au-delà de 60 x VLE, il est recommandé
d’utiliser un appareil isolant !
conditions d’utilisations des appareils
performances appareils
concentration max
Appareils filtrans
Masque avec filtre P1
Cagoule ventilée TH1
Masque avec filtre P2
Cagoule ventilée TH2 ou Masque avec filtre P3
Cagoule ventilée TH3
Appareils isolants
Cagoule à adduction d’air de classe 1A ou 1B
Cagoule à adduction d’air de classe 2A ou 2B
Cagoule à adduction d’air de classe 3A ou 3B
* Valeur limite d’exposition sur 15 min ou 8 h.
(1)
4 x VL*
5 x VL*
10 x VL*
20 x VL*
40 x VL*
10 x VL*
50 x VL*
200 x VL*
À savoir
le débit d’air minimum recommandé dans
la cagoule de soudage est de
120
l/ 
min
Valeurs limites d’exposition, exprimées en mg/m3 ou en PPM sur une plage d’exposition de 15min ou de 8h
ZI "La Côte", n°1 Montalier - 33210 PREIGNAC - Tél. : 05 56 63 68 88 - Fax : 05 56 63 68 80 - S.A.S. au capital de 117 000 € - RCS BORDEAUX B382 824 696 - n° SIRET 382 824 696 000 35 - NAF 4649Z
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L’essentiel
En france, la valeur limite d’exposition et de concentration des fumées de soudage sur un poste de 8 h est de
5
mg/ 3
m
Le choix du filtre est fonction de l’agent polluant à maîtriser.
Filtres à particules
Filtres à gaz
pour capter les poussières
et les oxydes métalliques
pour absorber les gaz issus
de contaminants présents sur le support
(Assemblage de fibres métalliques naturelles ou artificielles purifiant l’air
grâce à plusieurs mécanismes d’attraction)
(Structures microporeuses de charbon actif épurant l’air par adsorption physique ou chimique)
utilisation des filtres pour appareils à ventillation assistée
codifications des filtres
(selon EN143 pour les filtres à particules et EN141 pour les filtres à gaz)
Types
Codes
P1
Filtres à P2
particules1
P3
A
AX
Filtres à B
gaz et
vapeurs2
E
Domaines d’utilisation
80 % des aérosols (pénétration < 20 %) :
poussières gênantes, fibrogènes non toxiques
94 % des aérosols (pénétration < 6 %) :
poussières toxiques (bois, résine polyester), métalliques
99,95 % des aérosols (pénétration < 0,05 %) :
poussières très toxiques (amiante, arsenic, cadmium), d’aciers
alliés (inox), galvanisés et d’alliages de Nickel
Gaz et vapeurs organiques dont le point d’ébullition est
> 65 °C (vernis, peintures, colles, résines) : Diisocyanate
de Toluène, Colophane
Gaz et vapeurs organiques dont le point d’ébullition est
< 65 °C (produits anticorrosion) : Aldéhyde formique
Gaz et vapeurs inorganiques sauf le Monoxyde de Carbone
(dégraissants et décapants à base de chlore, pesticides) :
Chlore, Cyanure d’Hydrogène, Phosgène
Dioxyde de souffre et autres gaz et vapeurs acides
(décapants acide)
temps de claquage3
(au débit minimum, entre 20 et 70 % d’humidité)
Gaz d’essai
Concentration
Temps minimal
-
Cyclohexane
500/1000 ppm
5000 ppm
A1/A2 - 70 min
A3 - 35 min
Chlore
500/1000/5000 ppm B1/B2/B3 - 20 min
Sulfure d’hydrogène 500/1000/5000 ppm B1/B2/B3 - 40 min
Cyanure d’hydrogène 500/1000/5000 ppm B1/B2/B3 - 25 min
Dioxyde de Soufre 500/1000/5000 ppm E1/E2/E3 - 20 min
K
Ammoniac et dérivés organiques aminés
Ammoniac
HgP3
NOP3
Vapeurs de Mercure
Oxydes d’azotes
-
500/1000 ppm
5000 ppm
K1/ K2 - 50 min
K3 - 40 min
La graduation de 1 à 3 devant le symbole "P" renseigne sur la performance de captation du filtre à particules. Le symbole "P" peut être suivi du
symbole "R" pour "Réutilisable". Le filtre "R" peut être utilisé pour une durée supérieure à un poste de travail, jusqu’à son colmatage complet.
2
La graduation de 1 à 3 devant chaque élément ou groupe d’éléments (ex. "A2") renseigne sur la capacité volumique et absorbante du filtre à
gaz : classe 1 pour la faible capacité (galette), classe 2 pour la capacité moyenne (cartouche) et classe 3 pour la grande capacité (bidon).
3
Afin d’évaluer le temps de claquage d’un filtre à gaz, on peut considérer que le temps d’utilisation est inversement proportionnel à la concentration du polluant.
1
source : inrs ed6132 & ED6106 - EN 12941 - EN 143 & EN 141
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filtrant vs isolant
Ventilation assistée individuelle
Unité de régulation relié
à un réseau de distribution
ou à une source extérieure d’air
Indépendance, mobilité Poids à la ceinture
Autonomie de la batterie
Colmatage du filtre
Peu encombrant
à la ceinture
Dispositif collectif
Débit d’air constant
Dispositif stationnaire
Conseils
D’autres bonnes pratiques existent afin de réduire l’exposition aux gaz et aux fumées toxiques :
•
•
•
•
•
Ôter les recouvrements de surface comme la peinture, et nettoyer le support
Limiter l’utilisation de solvants chlorés
Assurer un temps de séchage suffisant des solvants
Sous protection gazeuse, préférer le TIG au MIG et le MIG au MAG
Au TIG, privilégier des électrodes au tungstène cérié ou au lanthane plutôt que
les électrodes thoriées afin d’éliminer les poussières radioactives lors de l’affutage
• Le fil d’apport zingué (MIG) réduit la présence de chrome VI des fumées de soudage
stockage et entretien
Stocker les unités de filtration et leurs filtres dans un lieu sec et propre, à une température située entre -10 °C et +55 °C et avec un taux d’humidité inférieur à 90 % à l’abri du soleil. Certains filtres ont une date limite d’utilisation. Vérifier la date d’expiration avant utilisation.
En général, les filtres sont utilisables 6 mois après ouverture. Nettoyer les unités de filtration (sans les filtres) en soufflant de l’air comprimé.
Pour les appareils étanches, les décontaminer après chaque utilisation : utiliser un chiffon doux très légèrement humidifié. Ne pas utiliser de nettoyants abrasifs. Sécher les pièces à l’air sec. Ne pas utiliser d’air chaud ou de chaleur radiante. Verifier régulièrement le flexible d’air : déchirure,
perforation, durcissement, écrasement.
En présence d’importantes fumées de soudage ou de chantier, le port d’une protection respiratoire filtrante ou
isolante est indispensable afin de se protéger des effets physiologiques indésirables. Il convient de choisir la
protection respiratoire idoine, en fonction des agents polluants présents dans l’air ambiant et de leur concentration.
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