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Opérations de soudage à l’arc et de coupage GUIDE PRATIQUE DE VENTILATION 7

Opérations de soudage à l'arc et de coupage · [email protected] Carsat RHÔNE-ALPES (01 Ain, 07 Ardèche, 26 D rôme, 38 Isè e, 42 Loire, 69 Rhône, 73 Savoie, 74

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Opérations de soudage à l’arcet de coupage

GUIDE PRATIQUE DE VENTILATION

COLLECTION DES GUIDES PRATIQUES DE VENTILATION

7

Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles65 boulevard Richard Lenoir 75011 Paris • Tél. 01 40 44 30 00www.inrs.fr • e-mail : [email protected]

Édition INRS ED 668

3e édition (2007) • réimpression juillet 2014 • 3 000 ex. • ISBN 978-2-7389-1637-2

0. Principes généraux de ventilation ED 6951. L’assainissement de l’air des locaux de travail ED 6572. Cuves et bains de traitement de surface ED 6513. Mise en œuvre manuelle des polyesters stratifiés ED 6654. Postes de décochage en fonderie ED 6625. Ateliers d’encollage de petits objets ED 672

(chaussures) 6. Captage et traitement des aérosols de fluides de coupe ED 9727. Opérations de soudage à l’arc et de coupage ED 6688. Espaces confinés ED 7039. 1. Cabines d’application par pulvérisation ED 839

de produits liquides9. 2. Cabines d'application par projection ED 928

de peintures en poudre 9. 3. Application par pulvérisation de produits liquides. ED 906

Cas particulier des objets lourds ou encombrants10. Le dossier d’installation de ventilation ED600811. Sérigraphie ED600112. Deuxième transformation du bois ED 75013. Fabrication des accumulateurs au plomb ED 74614. Décapage, dessablage, dépolissage au jet libre en cabine ED 76815. Réparation des radiateurs automobiles ED 75216. Ateliers de fabrication de prothèses dentaires ED 76017. Emploi des matériaux pulvérulents ED 76718. Sorbonnes de laboratoire ED 79519. Usines de dépollution des eaux résiduaires ED 820

et ouvrages d’assainissement20. Postes d’utilisation manuelle de solvants ED604921. Ateliers de plasturgie ED 6146

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L’Institut national de recherche et de sécurité (INRS)

Dans le domaine de la prévention des risquesprofessionnels, l’INRS est un organisme scientifique et technique qui travaille, au plan institutionnel, avec la CNAMTS, les Carsat, Cram, CGSSet plus ponctuellement pour les services de l’Étatainsi que pour tout autre organisme s’occupantde prévention des risques professionnels.

Il développe un ensemble de savoir-faire pluridisciplinairesqu’il met à la disposition de tous ceux qui, en entreprise,sont chargés de la prévention : chef d’entreprise, médecin du travail, CHSCT, salariés.Face à la complexité des problèmes, l’Institutdispose de compétences scientifiques,techniques et médicales couvrant une très grande variété de disciplines, toutes au service de la maîtrise des risques professionnels.

Ainsi, l’INRS élabore et diffuse des documents intéressant l’hygiène et la sécurité du travail : publications (périodiques ou non), affiches, audiovisuels, multimédias, site Internet… Les publications de l’INRS sont distribuées par les Carsat. Pour les obtenir, adressez-vous au service Prévention de la caisse régionale ou de la caisse générale de votre circonscription, dont l’adresse est mentionnée en fin de brochure.

L’INRS est une association sans but lucratif (loi 1901)constituée sous l’égide de la CNAMTS et soumise au contrôle financier de l’État. Géré par un conseild’administration constitué à parité d’un collègereprésentant les employeurs et d’un collège représentant les salariés, il est présidé alternativement par un représentant de chacun des deux collèges. Son financement est assuré en quasi-totalité par le Fonds national de prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles.

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail (Carsat),les caisses régionales d’assurance maladie (Cram) et caisses générales de sécurité sociale (CGSS)

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail, les caisses régionales d’assurance maladie et les caisses générales de sécurité socialedisposent, pour participer à la diminutiondes risques professionnels dans leur région,d’un service Prévention composé d’ingénieurs-conseils et de contrôleurs de sécurité. Spécifiquement formés aux disciplines de la prévention des risquesprofessionnels et s’appuyant sur l’expériencequotidienne de l’entreprise, ils sont en mesure de conseiller et, sous certaines conditions, de soutenir les acteurs de l’entreprise (direction,médecin du travail, CHSCT, etc.) dans la mise en œuvre des démarches et outils de prévention les mieux adaptés à chaque situation. Ils assurent la mise à disposition de tous les documents édités par l’INRS.

Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’INRS, de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite.Il en est de même pour la traduction, l’adaptation ou la transformation, l’arrangement ou la reproduction, par un art ou un procédé quelconque (article L. 122-4 du code de la propriété intellectuelle). La violation des droits d’auteur constitue une contrefaçon punie d’un emprisonnement de trois ans et d’une amende de 300 000 euros (article L. 335-2 et suivants du code de la propriété intellectuelle).

© INRS, 2010.

Pour obtenir en prêt les audiovisuels et multimédias et pour commander les brochures et les affichesde l’INRS, adressez-vous au service Prévention de votre Carsat, Cram ou CGSS.

Carsat ALSACE-MOSELLE(67 Bas-Rhin)14 rue Adolphe-Seyboth CS 1039267010 Strasbourg cedex tél. 03 88 14 33 00fax 03 88 23 54 13prevention.documentation@carsat-am.frwww.carsat-alsacemoselle.fr

(57 Moselle)3 place du Roi-GeorgeBP 3106257036 Metz cedex 1 tél. 03 87 66 86 22fax 03 87 55 98 65www.carsat-alsacemoselle.fr

(68 Haut-Rhin)11 avenue De-Lattre-de-Tassigny BP 7048868018 Colmar cedex tél. 03 69 45 10 12www.carsat-alsacemoselle.fr

Carsat AQUITAINE(24 Dordogne, 33 Gironde, 40 Landes, 47 Lot-et-Garonne, 64 Pyrénées-Atlantiques)80 avenue de la Jallère33053 Bordeaux cedex tél. 05 56 11 64 36fax 05 57 57 70 04documentation.prevention@carsat- aquitaine.fr www.carsat.aquitaine.fr

Carsat AUVERGNE(03 Allier, 15 Cantal, 43 Haute-Loire, 63 Puy-de-Dôme)Espace Entreprises Clermont République 63036 Clermont-Ferrand cedex 9tél. 04 73 42 70 76 [email protected] www.carsat-auvergne.fr

Carsat BOURGOGNE et FRANCHE-COMTÉ(21 Côte-d’Or, 25 Doubs, 39 Jura, 58 Nièvre, 70 Haute-Saône, 71 Saône-et-Loire, 89 Yonne, 90 Territoire de Belfort)ZAE Cap-Nord, 38 rue de Cracovie21044 Dijon cedex tél. 03 80 70 51 32 fax 03 80 70 52 [email protected]

Carsat BRETAGNE(22 Côtes-d’Armor, 29 Finistère, 35 Ille-et-Vilaine, 56 Morbihan)236 rue de Châteaugiron35030 Rennes cedex tél. 02 99 26 74 63fax 02 99 26 70 [email protected]

Carsat CENTRE(18 Cher, 28 Eure-et-Loir, 36 Indre, 37 Indre-et-Loire, 41 Loir-et-Cher, 45 Loiret)36 rue Xaintrailles45033 Orléans cedex 1tél. 02 38 81 50 00fax 02 38 79 70 [email protected] www.carsat-centre.fr

Carsat CENTRE-OUEST(16 Charente, 17 Charente-Maritime, 19 Corrèze, 23 Creuse, 79 Deux-Sèvres, 86 Vienne, 87 Haute-Vienne)37 avenue du président René-Coty87048 Limoges cedex tél. 05 55 45 39 04fax 05 55 45 71 [email protected] www.carsat-centreouest.fr

Cram ÎLE-DE-FRANCE(75 Paris, 77 Seine-et-Marne, 78 Yvelines, 91 Essonne, 92 Hauts-de-Seine, 93 Seine-Saint-Denis, 94 Val-de-Marne, 95 Val-d’Oise)17-19 place de l’Argonne75019 Paristél. 01 40 05 32 64fax 01 40 05 38 [email protected] www.cramif.fr

Carsat LANGUEDOC-ROUSSILLON(11 Aude, 30 Gard, 34 Hérault, 48 Lozère, 66 Pyrénées-Orientales)29 cours Gambetta34068 Montpellier cedex 2tél. 04 67 12 95 55fax 04 67 12 95 [email protected]

Carsat MIDI-PYRÉNÉES(09 Ariège, 12 Aveyron, 31 Haute-Garonne, 32 Gers, 46 Lot, 65 Hautes-Pyrénées, 81 Tarn, 82 Tarn-et-Garonne)2 rue Georges-Vivent31065 Toulouse cedex 9tél. 0820 904 231 (0,118 €/min)fax 05 62 14 88 [email protected]

Carsat NORD-EST(08 Ardennes, 10 Aube, 51 Marne, 52 Haute-Marne, 54 Meurthe-et-Moselle, 55 Meuse, 88 Vosges)81 à 85 rue de Metz54073 Nancy cedex tél. 03 83 34 49 02fax 03 83 34 48 [email protected]

Carsat NORD-PICARDIE(02 Aisne, 59 Nord, 60 Oise, 62 Pas-de-Calais, 80 Somme)11 allée Vauban59662 Villeneuve-d’Ascq cedex tél. 03 20 05 60 28fax 03 20 05 79 [email protected]

Carsat NORMANDIE(14 Calvados, 27 Eure, 50 Manche, 61 Orne, 76 Seine-Maritime)Avenue du Grand-Cours, 2022 X76028 Rouen cedextél. 02 35 03 58 22fax 02 35 03 60 [email protected] www.carsat-normandie.fr

Carsat PAYS DE LA LOIRE(44 Loire-Atlantique, 49 Maine-et-Loire, 53 Mayenne, 72 Sarthe, 85 Vendée)2 place de Bretagne44932 Nantes cedex 9tél. 02 51 72 84 08fax 02 51 82 31 [email protected] Carsat RHÔNE-ALPES(01 Ain, 07 Ardèche, 26 Drôme, 38 Isère, 42 Loire, 69 Rhône, 73 Savoie, 74 Haute-Savoie)26 rue d’Aubigny69436 Lyon cedex 3tél. 04 72 91 96 96fax 04 72 91 97 [email protected]

Carsat SUD-EST(04 Alpes-de-Haute-Provence, 05 Hautes-Alpes, 06 Alpes-Maritimes, 13 Bouches-du-Rhône, 2A Corse-du-Sud, 2B Haute-Corse, 83 Var, 84 Vaucluse)35 rue George13386 Marseille cedex 5tél. 04 91 85 85 36fax 04 91 85 75 [email protected]

Services Prévention des CGSS

CGSS GUADELOUPE

Immeuble CGRR, Rue Paul-Lacavé, 97110 Pointe-à-Pitretél. 05 90 21 46 00 – fax 05 90 21 46 [email protected]

CGSS GUYANE

Espace Turenne Radamonthe, Route de Raban, BP 7015, 97307 Cayenne cedex tél. 05 94 29 83 04 – fax 05 94 29 83 01

CGSS LA RÉUNION4 boulevard Doret, 97704 Saint-Denis Messag cedex 9tél. 02 62 90 47 00 – fax 02 62 90 47 [email protected]

CGSS MARTINIQUEQuartier Place-d’Armes, 97210 Le Lamentin cedex 2tél. 05 96 66 51 31 et 05 96 66 51 32 – fax 05 96 51 81 [email protected]

Services Prévention des Carsat et des Cram

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Opérations de soudage à l’arcet de coupage

GUIDE PRATI QUE DE VENTILATION N° 7ED 668

ED 668juillet 2010

Groupe de travail INRS - CRAM - CARSAT

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Introduction

1. Domaine d’application.............................................................................4

2. Généralités2.1. Risques visés .............................................................................................................42.2. Réglementation ....................................................................................................6

3. Démarche de prévention.......................................................................63.1. Procédés moins émissifs............................................................................. 73.2. Analyse du poste de travail .................................................................... 73.3. Choix de la techniquede ventilation...................................................................................................................... 7

4. Dispositifs de captage des fumées de soudage..................................................................................9

4.1. Ventilation par aspirationlocalisée disponible ..................................................................................................... 94.2. Torche aspirante .............................................................................................. 104.3. Gabarit aspirant................................................................................................ 114. 4. Table aspirante ................................................................................................ 124.5. Cabine de soudage......................................................................................... 134.6. Caisson aspirant................................................................................................ 144.7. Bras articulé .......................................................................................................... 144.8. Hotte.............................................................................................................................. 154.9. Dispositif de captagerécepteur sur poste robotisé .......................................................................... 15

5. Dispositifs de captage des fumées de coupage..............................................................................16

5.1. Plan d’eau................................................................................................................. 165.2. Aspiration par «zones» ............................................................................. 175.3. Captage mobile embarquépar le portique ............................................................................................................... 195.4. Ventilation par fente aspirantefixe ............................................................................................................................................... 19

6. Ventilation générale...................................................................................196.1. Ventilation générale utilisée ............................................................... 19en complément de la ventilation locale ........................................... 196.2. Ventilation générale utilisée seule .............................................. 19

7. Apport d’air de compensation.................................................20

8. Transport et traitement de l’air................................................208.1. Vitesse de transport ..................................................................................... 208.2. Traitement de l’air pollué ..................................................................... 20

9. Contrôle et maintenance d’une installation de ventilation..................................................21

9.1. Réception de l’installation .....................................................................219.2. Opérations de maintenance................................................................219.3. Contrôles périodiques ................................................................................21

Dossiers techniques................................................................................................ 221. Torches aspirantes sur réseau

d’aspiration centralisé haute dépression ........................................ 222. Torches aspirantes sur réseau

collecteur basse dépression ............................................................................ 243. Gabarits aspirants ................................................................................................... 254. Tables à dosseret aspirant.............................................................................. 275. Caissons aspirants ................................................................................................... 286. Bras articulés ................................................................................................................ 297. Dispositif de captage récepteur

sur poste de soudage robotisé...................................................................... 308. Table d’oxycoupage équipée

d’aspiration par zones ........................................................................................... 319. Table d’oxycoupage avec captage

mobile embarqué ....................................................................................................... 3310. Table de coupage laser avec fente

aspirante fixe................................................................................................................... 34

Annexe.............................................................................................................................................................. 35Estimation des débits de ventilation générale ............................ 35

Bibliographie................................................................................................................................. 36

Sommaire

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Ce document a été établi par un groupe de travail comprenant des spécia-listes en ventilation et nuisances chimiques des Caisses régionales d’assu-

rance maladie (CRAM/CARSAT) et de l’Institut national de recherche et desécurité (INRS). Il est conçu comme un guide et un document de référencepour la conception, la conduite et le contrôle des installations de ventilation.

Au sommaire :� rappel des risques dus aux fumées de soudage ou de coupage ;� rappel de la réglementation ;� choix de la technique de ventilation ;� dispositifs pratiques de captage et de dilution des fumées ;� dispositifs complémentaires : apport d’air de compensation, transport des fumées de soudage, traitement de l’air pollué, contrôle et entretien desdispositifs de captage ;� dossiers techniques présentant des réalisations de captage.

GUIDE PRATI QUE DE VENTILATION N° 7ED 668

Introduction

L’objectif de cette brochure estde servir de guide et de docu-ment de référence à l’usagedes personnes et organisations

concernées par la conception, la construc-tion, l’exploitation et le contrôle des ins-tallations de captage ou de dilution despolluants dégagés lors des opérations desoudage à l’arc ou de coupage. Son élabo-ration a été accompagnée d’une largeconsultation d’organismes et de syndi-cats professionnels, notamment :

� Centre technique des industriesaérauliques et thermiques (CETIAT);

� Centre technique des industriesmécaniques (CETIM);

� Fédération des industries mécaniques(FIM);

� Institut de soudure (IS) ;� Syndicat de l’aéraulique (Uniclima);� Syndicat des entreprises de techno-

logie de production (SYMOP).

Ce guide se voulant essentiellement unguide pratique, seuls les points essentielsrelatifs à la conception des installations deventilation y sont traités. Les nuisancesd’ordre toxicologique, c’est-à-dire les effetssur l’homme des fumées de soudage etde coupage, sont abordées mais non lesautres nuisances, ni l’utilisation éven-tuelle d’équipements de protection indi-viduelle. Pour le choix des équipements

de protection individuelle, il est conseilléde consulter les différents guides del’INRS [1 à 4].

En ce qui concerne les nuisances chi-miques, l’objectif minimal à atteindre estle maintien de la salubrité des locaux detravail. Les valeurs limites pour lesconcentrations des substances dange-reuses dans l’air des locaux de travail,que celles-ci soient issues de la réglemen-tation, de normes ou de règles de l’art enla matière, constituent un système deréférence pour évaluer la salubrité desambiances de travail [5].

Sous réserve que l’ensemble dessources soit traité, les critères de venti-lation proposés par ce texte permettentde limiter la concentration des polluantset de faire en sorte que les valeurs limitesd’exposition ne soient pas dépassées dansla majorité des cas courants d’ateliers. Enprésence de procédés ou de matériauxspéciaux ou nouveaux, de conditions oude circonstances particulières défavora-bles, des mesures plus strictes pourrontêtre nécessaires pour maintenir lesconcentrations de polluants en-dessousdes valeurs limites d’exposition.

Ce document regroupe un certainnombre de renseignements techniques

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présentés sous forme de donnéesconstructives. Il pourra être progressive-ment amélioré et les critères de ventila-tion seront susceptibles d’évoluer enfonction de l’expérience acquise, de résul-tats d’études nouvelles conduites sur cethème ou de modifications apportées surle plan réglementaire.

1. Domaine d’application

Ce guide de ventilation s’applique auxdifférents procédés de soudage à l’arcélectrique (figure 1) et aux procédés decoupage plasma, de coupage laser etd’oxycoupage.

Il concerne essentiellement les ateliersdans lesquels des travaux de soudage etde coupage sont effectués de façon cou-rante. Toutefois, les renseignements don-nés peuvent être utilisés pour définir desmesures de prévention en fonction dechaque situation particulière dans le casde soudures à l’arc rares ou exception-nelles (travaux de réparation par exem-ple) ou de soudures à l’arc effectuées en

plein air (chantiers du bâtiment ou destravaux publics par exemple).

Ce guide de ventilation ne traite pasde la prévention des risques chimiquesliés à des techniques voisines comme lesoudage à la flamme. Il est cependantpossible, dans ce cas, de s’inspirer desindications qu’il fournit pour le calculdes dispositifs de ventilation locale.

Sont exclus du champ d’application duprésent guide:

le gougeage à l’arcC’est une opération très polluante et

bruyante qu’il est nécessaire de réaliser encabine ventilée et insonorisée en équi-pant l’opérateur d’une cagoule à adduc-tion d’air.

les opérations de soudage effectuéesdans des espaces confinés

Elles présentent des risques accrus etpour lesquelles des mesures de préven-tion et de contrôle particulières sontnécessaires. Consulter le guide pratiquede ventilation n° 8 — Ventilation desespaces confinés [6].

La description des différents procédésde soudage à l’arc, de coupage plasma,de coupage laser ou d’oxycoupage n’estpas détaillée dans ce guide.

2. Généralités

2.1. Risques visés

2.1.1. Risque d’intoxication

Du fait des hautes températuresatteintes au point de fusion, les différentsprocédés de soudage ou de coupage onten commun l’inconvénient d’émettre desfumées qui peuvent être inhalées par lessoudeurs et les personnes qui travaillentdans les ateliers [7, 8]. Ces fumées, mélan-gées à de l’air chaud, sont formées, enproportions variables suivant le procédé,de gaz et de poussières dont les dimen-sions sont en quasi-totalité inférieures aumicromètre et qui, de ce fait, sont sus-ceptibles d’atteindre la région alvéolairede l’appareil respiratoire. La figure 2 pré-sente les principaux polluants contenusdans ces fumées [9].

Le centre international de recherchesur le cancer (CIRC) a classé dès 1990 lesfumées de soudage dans le groupe 2B —l’agent est peut-être cancérogène pourl’homme [10].

Le débit d’émission et la compositiondes fumées de soudage dépendent denombreux paramètres (dont certains sontliés entre eux), parmi lesquels on peutciter :

� le procédé de soudage;� le diamètre du fil ou de l’électrode, le

rendement de l’électrode;� la composition et l’épaisseur de l’en-

robage ou du flux (fils fourrés) ;� la composition du fil ou de l’électrode

qui, jointe aux caractéristiques précé-dentes, détermine le risque induit par leproduit d’apport (voir tableau I page 6) ;

� les paramètres de soudage: intensité,tension, longueur d’arc, vitesse de dépla-cement ;

� le facteur de marche de l’installation(rapport du temps effectif de soudage autemps total de travail) ;

� la position de soudage : à plat, enangle, verticale montante…;Fig. 1. Principaux procédés de soudage à l’arc pris en compte dans ce guide.

SOUDAGE À L'ARC ÉLECTRIQUE

Électroderéfractaire

(non fusible)

Avec ou sansmétal

d'apport

Fil plein Fil fourré

TIGtungsteninert gas

Soudagemanuel

avecélectrodeenrobée

MIGmetal

inert gas

MAGmetal

active gas

Fil fourrésous gaz

Fil fourrésans gaz

Électrodefusible

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� la nature de l’opération de soudage:assemblage ou rechargement ;

� le débit et la composition du gaz pro-tecteur ;

� la composition du métal de base etson préchauffage éventuel ;

� la présence de revêtements (conte-nant du zinc, du plomb, du cadmium…)ou de contaminants sur le métal de base(par exemple salissures, graisses, tracesde solvants).

Dans le cas du coupage, le débit d’émis-sion et la composition des fumées dépen-dent plus particulièrement des élémentssuivants :

� la technique de coupe;� la vitesse de découpe;� la pression du gaz de coupe;� la composition du gaz de coupe.

Le niveau d’empoussièrement peut êtretrès élevé et atteindre plusieurs dizainesde mg/m3. En France, la valeur limited’exposition professionnelle (VLEP) surhuit heures pour la totalité des particulescomposant les fumées de soudage est de5mg/m3. Les valeurs limites d’expositionprofessionnelle de chaque constituant

NIVEAU DE RISQUE GLOBAL

=

risque dû au métal d’apport

+ risque dû au métal de base

+ risque dû au revêtement

+ risque dû aux gaz

95 % des constituants des fumées desoudage proviennent des produits d’ap-port. Il est recommandé de sélectionnerde préférence les produits d’apport lesmoins polluants. Néanmoins l’utilisationde ces produits peut s’avérer insuffisantepour garantir un air sain. Il est doncnécessaire, afin d’assurer la protectiondes travailleurs contre les risques d’inha-lation des fumées de soudage, de capterces dernières à leur source d’émission ou,en cas d’impossibilité technique, dans des

des fumées doivent également être res-pectées [5].

Avec un revêtement (huiles, graisses,solvants, peinture, zinc, plomb…), il peuty avoir augmentation importante durisque.

cas particuliers, d’avoir recours à une ven-tilation générale des ateliers.

2.1.2. Risque d’anoxie

Dans les procédés de soudage sous pro-tection gazeuse, le gaz émis par la torcheet celui éventuellement apporté en com-plément (protection envers) peuvent,dans certains cas (récipient en creux, grosdébit de gaz…), déplacer suffisammentl’air pour en altérer la qualité par diminu-tion de la teneur en oxygène de l’atmo-sphère environnant. Rappelons que l’airrespirable contient environ 21 % d’oxy-gène. En deçà d’une teneur de l’ordre de17 %, l’air devient plus difficilement res-pirable et l’organisme commence às’adapter. Entre 13 et 10 %, des risquesmajeurs (perte de connaissance brutale),sans signe précurseur, apparaissent. Lessuites d’un tel incident peuvent êtrefatales si la personne n’est pas immédia-tement secourue.

NotaLes moyens de prévention de ce risque sont présentésdans le guide pratique de ventilation n° 8 – Ventilationdes espaces confinés [6].

Fig. 2. Fumées de soudage et de coupage. Constituants classés en fonction des principales affections qu’ils peuvent engendrer. Ces effets ont été mis en évidence dans certaines circonstances qui ne sont pas nécessairement le soudage.

FUMÉES DE SOUDAGE ET DE COUPAGE

Poussières à base de

AluminiumAntimoine

BaryumBérylliumChromeCuivre

FluoruresMagnésiumManganèseMolybdène

NickelPlombTitane

VanadiumZinc

Zirconium

IrritantesToxiques

Allergisantes

AluminiumSilice amorphe

FerÉtain

Titane

Surchargepulmonaire

hheCobalt

Fibrosepulmonaire

t Béryllium

eiree

Fibrosepulmonaire(bérylliose)

OzoneDioxyde

d'azote (NO2)Aldéhyde formique

Phosgène (COCl2)

Irritantsdes voies

respiratoires

2))

Monoxyde de carboneMonoxyde

d'azote (NO)Cyanure

d'hydrogène

ss

Toxiques,anoxie

)

Aldéhydeformique

Potentialitécancérogène

Atteintes broncho-pulmonaires

mm Thorium

eireese)))

Radioactif

mm Chrome (VI)Nickel

BérylliumCadmium

Cobalt

ttif Potentialitécancérogène

Gaz

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2.2. Réglementation

Aération et assainissement

L’aération et l’assainissement de l’at-mosphère des lieux de travail font l’ob-jet des textes suivants issus du code dutravail : articles R. 4222-1 à R. 4222-26,R. 4212-1 à R. 4212-7 et R. 4722-1 à 2 rela-tifs à l’aération et à l’assainissement(décrets n° 84-1093 et n° 84-1094 du 7 décembre 1984). Les locaux où s’exer-cent des travaux de soudage et de cou-page sont des « locaux à pollutionspécifique», ce qui entraîne, pour l’em-ployeur, l’obligation de capter les fumées«au fur et à mesure de leur production, auplus près de leur source d’émission etaussi efficacement que possible, notam-ment en tenant compte de la nature, descaractéristiques et du débit des polluantsde l’air ainsi que des mouvements del’air » (art. R. 4222-12 et R. 4222-13du code du travail).

Ces textes réglementaires font l’objetde commentaires et de précisions conte-nus dans la circulaire du 9 mai 1985 duministère du Travail, relative au com-mentaire technique des décrets 84-1093et 84-1094 du 7 décembre 1984 concer-nant l’aération et l’assainissement deslieux de travail. Ils imposent notammentla constitution d’un dossier d’installationcomprenant ses valeurs de référence [11].

Le contrôle périodique des installationsd’aération et d’assainissement fait l’objetde l’arrêté du 8 octobre 1987 du ministèredu Travail.

Les mesures et contrôles pouvant êtreprescrits par l’inspecteur du travail fontl’objet de l’arrêté du 9 octobre 1987 duministère du Travail

Prévention du risque chimique

Les règles générales de prévention durisque chimique sont établies par les arti-cles R. 4412-1 à R. 4412-58 du code du tra-vail. Les mesures particulières deprévention à prendre contre les agentscancérogènes, mutagènes ou toxiques pourla reproduction sont fixées par les articlesR. 4412-59 à R. 4412-93 du code du tra-vail. La mesure prioritaire est la substitu-tion. Quand elle n’est pas applicable, larecherche du niveau d’exposition le plusbas possible s’impose en donnant la prio-rité aux mesures de prévention collective.

Maladies professionnellesou à caractère professionnel [12]

Les travaux visés par ce guide peuventêtre à l’origine de maladies profession-nelles ou de maladies à caractère profes-sionnel.

Certains tableaux de maladies profes-sionnelles mentionnent explicitement lestravaux de soudage, coupage et tech-niques connexes :

n° 1 – Affections dues au plomb et àses composés, résultant en particulier dusoudage sur support recouvert de pein-tures contenant du plomb;

n° 42 – Atteintes auditives provoquéespar les bruits lésionnels ;

n° 61 – Maladies professionnelles pro-voquées par le cadmium et ses compo-sés, résultant en particulier du soudagesur pièces cadmiées.

D’autres tableaux de maladies profes-sionnelles ne mentionnent pas explicite-ment les travaux de soudage, coupage ettechniques connexes, mais peuvent lesconcerner notamment :

n° 10, 10 bis, 10 ter – Affections provo-quées par l’acide chromique et certainscomposés du chrome résultant en parti-culier du soudage des aciers alliés conte-nant du chrome ou du soudage sur despièces revêtues de chrome ou de pein-tures contenant des composés de chrome;

n° 32 – Affections professionnelles pro-voquées par le fluor, l’acide fluorhydriqueet ses sels minéraux;

n° 33 – Maladies professionnelles duesau béryllium et à ses composés ;

n° 37 et 37 bis – Affections cutanéescausées par les oxydes et sels de nickel ;

n° 39 – Maladies professionnellesengendrées par le bioxyde de manganèse;

n° 44 – Sidérose. Maladies consécutivesà l’inhalation de poussières ou de fuméesd’oxyde de fer.

3. Démarche de prévention

Les règles générales de prévention durisque chimique consistent à supprimerou à réduire au maximum le risque d’ex-position à des agents chimiques dange-reux.

Les principes sont appliqués dans l’or-dre suivant :

1. Substitution par un autre procédéd’assemblage ou de coupage non dange-reux ou moins dangereux.

2. Réduction de la quantité d’agentschimiques dangereux.

Des modifications de procédés doiventêtre recherchées afin de réduire la pro-duction de fumées et de contaminants.

3. Captage à la source des polluants.4. Ventilation générale.5. Mise en œuvre d’équipements de

protection individuelle.

TABLEAU I

> 4,5 5 5a 5b 5c 5d 5e

3,5 à 4,5 4 4a 4b 4c 4d 4e

2,5 à 3,5 3 3a 3b 3c 3d 3e

1,5 à 2,5 2 2a 2b 2c 2d 2e

0,5 à 1,5 1 1a 1b 1c 1d 1e

< 0,5 0 0a 0b 0c 0d 0e

Débit d’émission (mg/s)

< 3 3 à 8 8 à 15 15 à 25 > 25

Indice d’émission

Valeurs limites * Indice de a b c d edes fumées toxicitéde soudage(mg/m3)

CLASSIFICATION DES PRODUITS D’APPORTSELON LA NORME NF EN ISO 15011-4 [13]

* Etablies par calcul [13]

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3.1. Procédés moins émissifs

Pour réduire l’émission de fumées, desmodifications de procédés peuvent êtreexplorées sous réserve qu’elles ne nui-sent pas à la qualité de la soudure:

� Remplacer le soudage avec fil fourrépar du soudage sous gaz protecteur avecfil plein moins émissif.

� Privilégier les procédés sans métald’apport ou avec métal d’apport peuémissif. La norme NF EN ISO 15011-4[13] propose une classification desmétaux d’apport en fonction de la toxicitédes fumées (du plus dangereux «0 » aumoins dangereux «5») et de la quantité depoussières émises (du moins émissif «a»au plus émissif «e»). Les produits dont ledébit d’émission est classé «a» selon cettenorme et dont l’indice de toxicité est égalou proche de 5 seront de préférence uti-lisés (voir tableau I).

� Réduire l’intensité du courant. Engénéral, l’émission de fumées augmenteavec l’intensité du courant. Il convien-drait également d’éviter le régime de sou-dage globulaire plus émissif que lesrégimes court-circuit ou pulvérisationrapide.

� Réduire le diamètre de l’électrode.Plus le diamètre est élevé, plus l’inten-sité de courant est élevée et donc la pro-duction de fumées.

� Réduire la longueur de l’arc. La pro-duction de fumées augmente avec la lon-gueur de l’arc.

� Changer le gaz de protection. Parexemple, rajouter de l’argon au gaz carbo-nique diminue la quantité de fumées.

Certains procédés développés par lesfournisseurs d’équipements présententla particularité d’être moins émissifs. Bienque ces matériels ne puissent pas êtresystématiquement utilisés, il est cepen-dant nécessaire de les connaître et de pri-vilégier leur utilisation si les productionsréalisées le permettent.

Les procédés suivants sont cités à titred’exemple.

Le soudage à l’arc submergé ou soudure sous flux

Il s’agit d’une technique de soudage detype semi-automatique où l’arc électriqueest noyé sous un flux de fondant (pou-dre). Cette technique présente plusieursintérêts : l’arc est recouvert par le flux,ce qui supprime le « coup d’arc », et les

dégagements de fumées, notamment departicules, sont particulièrement faibles.En fonction de la configuration de tra-vail, un dispositif de captage peut êtremis en place si un dégagement de fluo-rures est suspecté.

Le soudage TIG réalisé suivant un mode semi-automatique

Le procédé de soudage TIG est unetechnique moins émissive que le soudageMIG/MAG semi-automatique. Certainsfournisseurs ont développé des matérielspermettant de réaliser des soudures detype TIG suivant un mode semi-automa-tique. Le soudeur n’est plus obligé detenir à la main son métal d’apport, il luiest délivré par une bobine installée enamont du poste.

Le soudage semi-automatique dit«MIG pulsé»

Le soudage semi -automatique avec ungénérateur permet de réguler en régimepulsé l’intensité de courant au cours ducycle de soudage (MIG pulsé…)

Le soudage par friction - malaxageCe procédé de soudage convient parti-

culièrement bien aux alliages à bas pointde fusion (aluminium, magnésium, cui-vre). Il met en œuvre un outil spécifiquequi est mis en rotation rapide et vientfrotter sur les deux pièces à assembler.La friction de l’outil sur les pièces pro-voque un ramollissement de la matièrequi entre dans une phase pâteuse. L’ou-til pénètre alors dans le plan de joint, àl’interface entre les pièces à souder, etmélange les matières des deux pièces.L’assemblage complet s’effectue deproche en proche. Cette technique desoudage ne nécessite pas de matériauxd’apport et ne génère pas de fumées.

3.2. Analyse du poste de travail

Préalablement à toute action visant àassurer le captage des polluants, il estessentiel de réaliser une analyse globalede la situation de travail. L’objectif decette analyse est de recueillir un maxi-mum d’éléments utiles pour définir lesactions proposées. Elle est réalisée en col-laboration avec les différents acteurs del’entreprise et, nécessairement, avec lesopérateurs occupant le poste qui appor-

tent leur compétence et surtout commu-niquent les informations permettant deconnaître leur activité réelle.

Quatre grands domaines doivent êtreexplorés, à savoir :

1. la technique de soudage ou de cou-page employée ainsi que les paramètresqui y sont associés ;

2. les pièces travaillées ;3. l’opérateur ;4. le poste de travail ;5. l’organisation des flux de matières

dans l’atelier.

La figure 3 page suivante décrit d’unemanière plus détaillée mais sans exhaus-tivité les informations à recueillir et ladémarche susceptible d’être mise enœuvre à l’issue de cette première étape.L’expérience a démontré à de nom-breuses reprises qu’une approche pure-ment technique de ce type de questionconduit fréquemment les réalisationsengagées à des échecs.

Les actions proposées intégreront natu-rellement les éléments et les contraintesmis en évidence lors de l’analyse du poste,mais également les principes générauxde ventilation présentés dans le guide deventilation n°0 [14].

3.3. Choix de la technique de ventilation

Quelques principes généraux de ven-tilation sont rappelés ci-dessous. Deuxtechniques de ventilation peuvent êtreutilisées séparément ou conjointement :

� la ventilation locale ou ventilationpar aspiration localisée des polluants ;

� la ventilation générale ou ventilationpar dilution des polluants.

La ventilation par aspiration localiséeElle consiste à capter les produits déga-

gés au plus près possible de leur sourced’émission, avant qu’ils ne pénètrent dansla zone des voies respiratoires des travail-leurs ou ne soient dispersés dans toutel’atmosphère du local de travail. Les aspi-rations localisées maintiennent les pol-luants dans une fraction de volume aussifaible que possible et les évacuent plutôtque de les diluer. Ces systèmes deman-dent des débits d’air beaucoup plus faibles

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Organisation générale

des flux de matières

dans l’atelier

POSTE DE TRAVAIL

Implantation dans l’atelier�

Mobilité du poste de travail�

Déplacement, positionnement des pièces

�Assistance

au soudage / coupage(potence, équilibreur,

gabarit, vireur)�

Posture en cours d’opération

PIÈCES

Dimensions, formes, poids�

Perméabilité à l’écoulement de l’air

�Grandes ou petites séries

�Travail unitaire

�Revêtement de surface

SOUDAGE / COUPAGE

Technique utilisée�

Type de matériel�

Paramètres de soudage (imposés, modulables)

�Métal d’apport

(composition, diamètre…)�

Gaz protecteur (type, débit…)

�Temps d’arc, taux de dépôt

�Type de cordons

OPÉRATEURS

Part du soudage / coupage dans l’activité globale

�Formation

�Aptitude au changement

�Nombre d’opérateurs (soudage, coupage)

�Partage des équipements

Vérification de l’atteinte des objectifsfixés et de l’acceptation des moyens

mis en œuvre

Réalisation

Consultations et choix d’un fournisseur

Validation par les utilisateurs

Propositions d’actionsréalisation éventuelle d’essais

Établissement d’un cahier des chargesen termes d’objectifs de résultats

Critères : performances aérauliques et expositions professionnelles

Analyse de la situation de travail(observations, entretiens)

Fig. 3. Démarche d’analyse de la situation de travail et déroulement des étapes.

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que les installations de ventilation pardilution et donc des coûts de fonction-nement et de chauffage moins élevés.

La ventilation généraleElle opère par dilution des polluants à

l’aide d’un apport d’air neuf dans le localen quantité suffisante pour amener lesconcentrations de substances dangereusesen-dessous des valeurs limites d’exposi-tion.

De par son principe même, la ventila-tion générale seule n’est pas satisfaisantecomme moyen de prévention, et ce pourplusieurs raisons.

� Elle induit une dispersion du pol-luant dans tout l’atelier avec un risqued’accumulation dans certaines zones malventilées.

� Elle nécessite la mise en œuvre dedébits importants.

� Elle ne protège pas immédiatementl’opérateur.

La ventilation locale doit donc êtreretenue en priorité. Il est en revancherecommandé d’utiliser la ventilation géné-rale en complément de la ventilationlocale, notamment pour assurer unapport d’air neuf dans les locaux et pourdiluer les polluants résiduels non directe-ment captés à la source.

La ventilation générale ne doit êtreenvisagée comme seule technique d’as-sainissement de l’air que dans les casexceptionnels où une ventilation localene peut pas être mise en œuvre.

4. Dispositifs de captagedes fumées de soudage

4.1. Les dispositifs de ventilationpar aspiration localisée disponi-bles

Pour choisir un dispositif de captagedes fumées de soudage, il est conseilléd’adopter l’ordre préférentiel du logi-gramme de la figure 4.

Les caractéristiques de ventilation doi-vent être mesurées dans les conditionsréelles de travail, le dispositif de captageétant en place.

Les critères de ventilation indiquésdans ce chapitre permettent de capter

Débit d’air100 m3/h

Débit d’air50 à 150 m3/h

par buse

Vitesse d’airaux confins

0,5 m/s

Vitesse d’airdans ouverture

0,5 m/s

Vitesse d’airpoint soudage

0,5 m/s

Vitesse d’airpoint soudage

0,5 m/s

Vitesse d’airdans ouverture

0,5 m/s

Débit d’airselon émission

Débit d’airselon émission

Torche aspirante§ 4.2

Gabarit aspirant§ 4.3.

Table aspirante§ 4.4.

Cabine de soudage§ 4.5.

Caisson aspirant§ 4.6.

Bras articulé§ 4.7.

Hotte§ 4.8.

Ventilation générale§ 6.

Dispositif de captage récepteur

sur poste robotisé§ 4.9.

NON

NON

NON

NON

NON

NON

NON

NON

Fig. 4. Ordre préférentiel pour le choix d’un dispositif de captage.

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Fig. 6. Principe de fonctionnement d’une torche aspirante.

efficacement les fumées sans nuire à laqualité des soudures. Ils ont été élaborésprincipalement à partir des recommanda-tions du National institute for occupatio-nal safety and health (NIOSH) [15] et del’American conference of governmentalindustrial hygienists (ACGIH) [16].

La compatibilité de réalisation en sou-dage MIG, par exemple, de soudures debonne qualité avec une vitesse d’airinduite au point de soudage de 0,5 m/s aété démontrée tant lors d’essais effectuéspar le NIOSH avec l’aide de soudeursayant une longue pratique du soudagesans dispositifs de captage [17] que lorsd’essais en soufflerie menés par Milling-ton [18]. Fig. 5. Exemple de torche aspirante.

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est conseillé de conduire les essais en col-laboration étroite avec les soudeurs dansdes conditions représentatives de l’activité(contraintes de production, durée suffi-sante…) pour qu’il soit possible d’appré-cier l’adéquation de l’outil à la tâche.L’utilisation des torches aspirantesconvient pour une multitude de piècessoudées sur des postes fixes et mobiles.

La mise en place de torche aspirantedoit impérativement s’accompagner d’unaménagement du poste de travail afin delimiter les contraintes dues à leur poids età leur manque de maniabilité. Par exem-ple, l’emploi de potences, d’équilibreurs(figure 6)…, facilite le déplacement desconduits. La maniabilité de l’outil peutêtre améliorée par l’utilisation d’unetorche équipée d’une rotule.

L’utilisation d’une torche aspirante nenuit pas à l’action du gaz protecteur etne dégrade pas la qualité de la soudure[19, 20].

La circulation dans la torche de l’airaspiré participe à son refroidissement.Une gaine anti-coupure et brûlure peutêtre installée pour protéger les conduits.

4.3. Gabarit aspirant (fig. 7)

Dès lors qu’il est nécessaire de posi-tionner, de manière précise et répétitive,des éléments de pièces avant assemblage,on utilise un outillage appelé gabarit oumannequin.

Le soudage est effectué en des pointsprécis auxquels on associe des dispositifsde captage placés à une distance infé-rieure à 10 cm de la zone d’émission de lapollution.

Ces dispositifs de captage peuvent êtrerapportés sur l’outillage ou intégrés lorsde la conception de ce dernier. Dans cecas, il est intéressant de réaliser l’ossa-ture de l’outillage en tubes qui constitue-ront «les conduits» d’aspiration. Une telledisposition ne s’oppose pas à la rotationou au basculement de l’outillage. Cettesolution permet de capter les fumées desoudage ainsi que les produits de dégra-dation émis, en particulier lorsque leséléments à souder sont gras.

Les caractéristiques dimensionnellesdu dispositif doivent être déterminéespour induire une vitesse de captage mini-mum de 0,5 m/s en tout point de la zoned’émission de la pollution.

Le débit à mettre en œuvre est calculépar la formule :

Q = (10x2+A) . v (1)

AvecQ (m3/s) : débit d’aspiration,A (m2) : aire de la bouche

d’aspiration,

4.2. Torche aspirante (fig. 5 et 6)

Il convient, lorsque c’est possible, deprévoir des dispositifs d’aspiration desfumées permettant de capter celles-ci auplus près de leur source d’émission. Latorche aspirante est à cet effet une solu-tion efficace et économique permettantd’aspirer, avec une installation bien entre-tenue, jusqu’à 80 % des fumées selon lespièces à souder(1).

Sur les torches de soudage de typesemi-automatique (MIG, MAG, fil fourrésans gaz) l’aspiration des fumées est réa-lisée par un dispositif intégré, placé prèsde l’extrémité de la buse(2). Les fuméessont ensuite évacuées par un tuyau flexi-ble, faisant partie du faisceau de la torche,relié à un groupe aspirant à faible débitet forte dépression. Le débit d’aspirationdes torches aspirantes doit être supérieurà 100 m3/h pour une perte de charge de15000 Pa (1500 mm de colonne d’eau)en réseau d’aspiration centralisé ou pourune perte de charge supérieure à 10000 Paavec un groupe aspirant individuel.

Préalablement à tout choix définitif, il

Fig. 7. Poste de soudage sur mannequinavec dispositif d’aspiration associé.

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(1) NF EN ISO 15012-3 « Santé et sécurité en soudage ettechniques connexes - Exigences, essais et marquage deséquipements de filtration d’air. Partie 3 : déterminationde l’efficacité de captage des dispositifs d’extraction desfumées de soudage » en cours d’élaboration.

(2) Les dispositifs non démontables doivent être préférés.

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x (m): distance entre le centre del’ouverture et le point d’émission des polluants,

v (m/s) : vitesse d’air induite dansl’axe de la bouche à la distance x.

En pratique, pour des distances entre labuse et la zone d’émission variant de 5 à10 cm, le débit par buse sera comprisentre 50 et 150 m3/h.

4.4. Table aspirante (fig. 8)

Les pièces sur lesquelles sont réaliséesdes opérations de soudure sont poséessur un plan de travail horizontal.

Compte tenu du caractère ascension-nel des polluants émis, ils sont en géné-ral captés par un dispositif de captagepositionné en partie arrière du poste detravail. Ce dispositif, appelé communé-ment dosseret aspirant (figure 9a), estéquipé de fentes d’aspiration permettantde dévier les polluants de leur trajectoirenaturelle puis de les capter. Pour assurerun fonctionnement optimal de ce typede dispositif, il est nécessaire, dans lamesure du possible, de confiner au maxi-mum les polluants en intégrant à l’amé-nagement du poste de travail des paroislatérales, éventuellement mobiles, ainsiqu’une «casquette».

Le captage des polluants par une tabledont le plan est aspirant est moins fréquent. En effet, le principe de ce dis-positif (figure 9b) s’oppose aux mouve-ments naturels des fumées émises et une

partie des fumées échappe au captage.Ce moyen est cependant adapté auxpièces perméables et de faible épaisseur(inférieure à 20 cm).

La présence de l’opérateur et la posi-tion du point de soudure ont uneinfluence importante sur les perfor-mances des dispositifs.

Les dispositifs par dosseret aspirantarrière ou par captage à la surface de la

table sont à classer parmi les dispositifsde captages « inducteurs». Dans les deuxcas, le débit d’aspiration doit être calculéde façon à induire une vitesse de cap-tage Vc supérieure à 0,5 m/s au pointd’émission des fumées le plus éloigné del’aspiration.

Exemple de calcul dans le cas d’une table avec dosseret aspirant

La répartition du débit s’effectue sur lahauteur de la paroi arrière de la table(figure 9a) ; cette situation s’adapte lemieux au cas des pièces hautes.

Le débit doit être calculé par la formulesuivante :

Q = .lt.Lt.Vc (2)

Q (m3/s) : débit d’aspiration,(sans dimension): coefficient variantde 1,6 dans le cas d’une table avecécrans latéraux et casquette, à 2,4dans le cas d’une table avec écranslatéraux sans casquette et à 2,8 dansle cas d’une table sans écran.

lt (m): largeur de la table,Lt (m): longueur de la table,Vc (m/s) : vitesse de captage.

Fig. 8. Table à dosseret aspirant.

9a. Vers l’arrière. Le captage des fumées est moins perturbé par la présence de la pièce.

9b. Vers le bas.La pièce fait obstacle à la ventilation. Une partie des fumées échappent au captage.

Fig. 9. Table avec aspiration.

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4.5. Cabine de soudage

La cabine de soudage est un dispositifde captage qui contient à la fois les piècesà souder et l’opérateur.

La figure 10 montre une cabine ouvertesur une face.

Quatre conditions doivent être rem-plies par une cabine de soudage.

a) Le soudeur ne doit jamais se trou-ver entre le point d’émission et la faceaspirante (utiliser au besoin un manne-quin ou un positionneur de pièces) ; laposition de profil par rapport au planaspirant est recommandée.

b) L’écoulement de l’air doit être le plusuniforme possible dans la face ouverte ;dans ce but, il sera utilisé un dispositifde répartition, par exemple des fentescomme dans le cas de la figure 8.

c) Le débit d’aspiration à mettre en jeudoit être calculé par la formule :

Q = A. Vf (3)

Q (m3/s) : débit d’aspiration,A (m2) : aire de la face ouverte,Vf (m/s) : vitesse d’air moyenne dans

la face ouverte.

La vitesse Vf sera choisie égale à 0,5 m/s[14].

d) L’air extrait doit être compensé parun apport d’air neuf (cf. § 7.).

Les cabines de soudage conviennentpour des pièces petites et moyennes. Ellespeuvent constituer une solution accep-table quand d’autres dispositifs (torchesaspirantes, gabarits aspirants, tables aspi-rantes) ne sont pas utilisables ou sont

inefficaces et pour les postes combinantdes opérations de meulage.

Exemple de calcul

Considérons une cabine ouverte dutype de celle de la figure 10. Les dimen-sions de la face ouverte sont :

hauteur h = 2 m,largeur l = 3 m.

L’aire de la face ouverte est :

A = h.l = 6 m2

En appliquant la formule (3) qui donnel’ordre de grandeur du débit d’air à aspi-rer :

Q = A.Vf = 6 . 0,5 = 3 m3/s= 10800 m3/h

Caisson de répartitiondu débit d’air

Conduit d’extraction

Fentes d’aspiration

Face ouverte

Fig. 10. Exemple de cabine de soudage.

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4.6. Caisson aspirant (fig. 11)

L’emploi de caissons aspirants peut êtreenvisagé lorsque la mise en œuvre decabines de soudage ou de tables aspi-rantes ou l’utilisation d’outils à aspira-tion intégrée sont impossibles.

Il est impératif que le positionnement de cedispositif soit tel que, pendant l’opération de

soudage, la tête de l’opérateur ne puisse être sur letrajet ascendant des fumées qui sont déviées et aspi-rées vers le caisson.

Les dimensions, le positionnement et ledébit d’aspiration de ce caisson doiventêtre déterminés de façon à induire unevitesse de captage Vc =0,5m/s au pointd’émission des fumées le plus éloigné dela face avant du caisson [14].

Pour obtenir une bonne répartition desvitesses d’air sur la face avant du caisson,différents dispositifs sont utilisés, notam-ment des écrans à fentes ou autres perfo-rations. L’effet d’induction de vitesse d’airpeut être amélioré par des écrans dispo-sés en périphérie de la face avant.

En fonction des dimensions, de laforme et de la perméabilité à l’air de lapièce ainsi que de l’implantation du (oudes) cordon(s) de soudure à réaliser, unmatériel de positionnement peut êtrenécessaire pour amener ce(s) cordon(s)dans la zone d’efficacité du caisson. Cette

efficacité doit toujours s’apprécier surtrois critères :

� la position de la tête du soudeur horsdu panache des fumées ;

� la vitesse de captage au point d’émis-sion des fumées, au moins égale à 0,5m/s;

� l’effet d’écran de la pièce (entre lepoint d’émission des fumées et le cais-son) qui doit être le plus réduit possible.

Si ces conditions ne peuvent pas êtresatisfaites, ce type de dispositif de cap-tage ne doit pas être retenu.

L’installation d’un caisson d’aspirationsitué au-dessus de la pièce peut nécessi-ter un aménagement spécifique desmoyens de manutention dans la mesureoù l’utilisation d’appareils de levage dutype pont roulant, potence… ne seraitplus possible.

4.7. Bras articulé (fig. 12)

Le captage des fumées est effectué àl’aide de bras orientables ou articulés, deflexibles, de petites fentes et de bouchesd’aspiration qui nécessitent l’interven-tion du soudeur pour être correctementpositionnés. Comme les tables aspirantes,ces dispositifs sont de type inducteur. Lesdébits d’aspiration doivent être calculésde façon à induire une vitesse d’air mini-male au point de soudage de 0,5 m/s.

Ce système de captage des polluantspeut être mis en œuvre sous certainesconditions d’utilisation. Il est utilisablepour toutes les techniques de soudage.Il est efficace lors du soudage de pièces dedimensions réduites, le dispositif de cap-tage étant positionné à moins de 0,20 mde la source d’émission des fumées. Surde grosses pièces, il peut être employélorsque les soudures sont pratiquées àendroit fixe, les pièces étant, par exemple,positionnées sur un dispositif pivotant.

La vitesse d’air induite devant uneouverture d’aspiration diminuant très

Fentesd’aspiration

Supportpièces

Table

Fig. 11. Poste de soudage équipé d’un caisson aspirant.

Bouche

Rejetextérieur

Fig. 12. Bras articulé aspirant.

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rapidement avec la distance, le débit d’airà mettre en jeu pour obtenir la vitessede captage recommandée de 0,5 m/s aupoint d’émission sera d’autant plus fai-ble que le système d’aspiration localiséesera situé plus près du point de soudageet que l’opération pourra être encoffréeà l’aide de collerettes, d’écrans, de parois…Inversement, le soudeur utilisant un dis-positif d’aspiration localisée de débitdonné ne devra pas le placer au-delàd’une certaine distance, faute de quoi lavitesse d’air induite au point d’émissionserait trop faible et l’efficacité de captagemédiocre (pour un débit de 1000 m3/h,l’efficacité de l’aspiration chute en géné-ral au-delà de 20 cm).

Ce type de captage ne convient pas pour dessoudures nécessitant le déplacement fréquent

du dispositif par l’opérateur.

La norme «NF EN ISO 15012-2 Hygièneet sécurité en soudage et techniquesconnexes – Exigences, essais et marquagedes équipements de filtration d’air — Par-tie 2: Détermination du débit volumiqueminimal d’air des bouches de captage »,2008, décrit une méthode de caractéri-sation purement aéraulique de ce typede dispositif. Elle consiste à déterminer ledébit d’air nécessaire à l’obtention devitesses d’air supérieures à un seuil enau moins deux points de mesurage dansla zone d’aspiration. La valeur seuil de0,4 m/s proposée par la norme est tropfaible pour combattre des courants d’aird’un ordre de grandeur comparable (typi-quement 0,3 m/s) et a constitué le pre-mier motif de vote négatif par la Francelors de l’enquête probatoire.

Le débit d’aspiration est calculé en uti-lisant la formule (1) qui lie le débit d’as-piration, la vitesse d’air induite au pointd’émission des polluants et la distance àune bouche d’aspiration circulaire sanscollerette :

Q = (10x2 + A)v (1)

Q (m3/s) : débit d’aspiration,A (m2) : aire de la bouche

d’aspiration,x (m): distance entre le centre de l’ou-

verture et le point d’émission des pol-luants (recommandée < 0,20 m),

v (m/s): vitesse d’air induite dans l’axe

de la bouche à la distance x (recom-mandée > 0,5 m/s).

Les unités mobiles de filtration enconfiguration de recyclage permanent del’air dans l’atelier doivent être proscritescar elles sont inefficaces et ne répondentpas aux exigences réglementaires enmatière d’aération et d’assainissementdes locaux de travail (cf. § 8.2.2).

4.8. Hotte (fig. 13)

Lorsque les dispositifs de captage citésprécédemment ne peuvent pas être uti-lisés et que le soudage est robotisé, l’em-ploi de hottes aspirantes peut êtreenvisagé. Les hottes sont utilisables pourtoutes les techniques de soudage à l’ex-ception des cas nécessitant une manu-tention aérienne mécanisée des pièces(potence…).

Il est impératif que le positionnement deshottes soit tel que, pendant l’opération de

soudage, la tête d’un opérateur ne puisse être sur letrajet ascendant des fumées déviées et aspirées versla hotte. Elles sont conseillées pour assainir l’air del’atelier des postes robotisés et éviter le transfert desfumées vers les autres zones occupées de l’atelier.

Les postes de soudage équipés dehottes aspirantes doivent obligatoirementêtre protégés des courants d’air. Chaquefois que cela s’avère techniquement pos-sible, il est conseillé de compléter le caré-nage périphérique de la hotte par desparois latérales pour augmenter le confi-

nement et réduire le débit d’aspiration.

Le débit d’aspiration doit être calculé enutilisant la formule :

Q = 1,4.P.H.V (4)

Q (m3/s) : débit d’aspiration,P (m): périmètre de la hotte,H (m): distance entre le plan de

soudage et le bas de la hotte aspi-rante,

V (m/s) : vitesse dans les plans verticaux d’aspiration.

La vitesse V doit au moins être égale à0,5 m/s.

Si la hotte est complétée par deuxparois verticales, le débit d’aspiration estalors calculé en utilisant la formule :

Q = [(2,8.L.H)+(2,8.l.h)].V (5)

Si la hotte est complétée par trois paroisverticales, le débit d’aspiration est alorscalculé en utilisant la formule :

Q = [(1,4.P.h)+(1,4.(H-h).L)].V(6)

Q (m3/s) : débit d’aspiration,P (m): périmètre de la hotte, supérieur

ou égal au périmètre du plan hori-zontal de soudage,

H (m): distance entre le plan de sou-dage et le bas de la hotte aspirante,

h (m) : distance entre le plan de sou-dage et le bas des parois verticales,

L (m): longueur de la hotte,l (m): largeur de la hotte,V (m/s) : vitesse dans les plans verti-

caux d’aspiration.

4.9. Dispositif de captage récepteur sur poste robotisé

Sur les postes robotisés ne nécessitantpas la présence d’un opérateur, le cap-tage peut parfois être assuré par un dis-positif de type récepteur. Ce dispositifencoffre complètement la zone de tra-vail, ses quatre parois verticales descen-dant plus bas que les zones d’émissionde fumées. Le dispositif bénéficie dumouvement ascendant des fumées et n’apas à induire de vitesses d’air supérieures

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Fig. 13. Hotte aspirante avec trois paroispériphériques.

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à une valeur donnée aux différents pointsd’émission. Le débit d’aspiration doit êtresuffisant pour évacuer la totalité des pol-luants émis.

Ce type de dispositif ne peut convenirque dans les environnements où des dis-positions ont été prises pour limiter aumaximum les courants d’air perturba-teurs. Il est d’autant plus efficace que lesparois verticales descendent au-dessousdu niveau des sources de pollution (auminimum quelques dizaines de cm).D’une façon générale, les dispositifs decaptage récepteur sont d’un emploi etd’un calcul plus délicat que les disposi-tifs de captage inducteurs.

5. Dispositifs de captagedes fumées de coupage

Ce paragraphe concerne la découpe desmétaux par oxycoupage, plasma ou laser.Ces opérations sont réalisées à l’aide demachines de coupe automatiques équi-pées d’une table « support» sur laquellesont posées les tôles à découper, les cha-lumeaux ou têtes de coupe étant généra-lement embarqués sur un portique mobilele long de la table support. Ce paragraphe

est volontairement limité aux opérationsde découpe de tôles d’épaisseurs varia-bles posées à plat sur la table «support»équipant la machine de coupe.

Sont exclues les activités de coupageréalisées avec des machines de coupeautomatiques sur d’autres types de piècestelles que pièces cylindriques ou autrespièces volumiques, ainsi que les activitésde coupage manuel pratiquées sur chan-tiers en raison des risques et des solutionstechniques qui leur sont spécifiques.

Pour le captage des fumées de coupage,les dispositifs suivants sont choisis enfonction des impératifs techniques et deproduction, sans ordre préférentiel :

� plan d’eau,� aspiration par «zones»,� aspiration par «zones» associée à un

plan d’eau,� captage mobile embarqué par le por-

tique,� ventilation par fente aspirante fixe.

5.1. Plan d’eau

Ce dispositif consiste à pratiquer ladécoupe sur une table support équipéed’un plan d’eau permettant de faire «bar-

boter» les fumées produites pendant lacoupe au plus près de leur source d’émis-sion. La cuve contenant l’eau comportedes ballasts dont la mise sous pressiond’air permet d’ajuster le niveau d’eau auplus près de la tôle (moins de 5 cm).

Le barbotage, favorisé par le « jet » dela flamme lorsque celle-ci a traversél’épaisseur de la tôle, permet de réduireconsidérablement la pollution atmosphé-rique (poussières), et dispense générale-ment de la nécessité d’équiper le posted’oxycoupage d’un dispositif d’aspiration.

Une telle solution ne permet pas detraiter la pollution gazeuse et n’est doncpas préconisée par exemple pour les opé-rations de coupage plasma qui émettentdes oxydes d’azote.

Lorsque ce dispositif est envisagé, l’en-treprise doit préalablement s’assurer quele contact de l’eau et du métal ne posepas de problème d’altération des caracté-ristiques. Par ailleurs, l’eau et les bouesdoivent être traitées avant rejet.

Le schéma de la figure 14 illustre leprincipe de réalisation d’un poste dedécoupe sur plan d’eau.

Pour le coupage plasma notamment, ilexiste des tables permettant de réaliser ladécoupe entièrement sous l’eau.

Zon

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déc

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Chalumeaux d’oxycoupage

Portique

Tôle

Ballasts Air comprimévers ballasts

Air comprimévers ballasts

airair eau

Fig. 14. Poste de découpe sur plan d’eau.

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5.2. Aspiration par «zones»

Le captage des fumées émises lors de ladécoupe peut être réalisé en équipant ledessous de la table support d’un dispo-sitif d’aspiration.

Compte tenu des dimensions impor-tantes des tables et notamment de leurlongueur, généralement comprise entre

10 et 15 m, il est vivement conseillé deventiler par «zones», en aspirant les pol-luants uniquement dans le secteur situésous les outils de coupe en fonctionne-ment.

La table est divisée en compartiments(de 0,5 m de largeur par exemple) reliésà un conduit collectif d’aspiration. En

fonction de l’avancement du portique,un registre permet d’ouvrir ou de fermerl’aspiration sur le(s) compartiment(s) cor-respondant(s) de la table de coupe.

L’aspiration d’une zone ou de deuxzones contiguës peut être réalisée. Dansle cas de deux zones contiguës (figure 15),l’aspiration s’effectue dans le comparti-ment où a lieu la découpe et dans le com-partiment suivant. Au fur et à mesure dudéplacement du portique supportant lestêtes de découpe, l’aspiration de la zonen-1 s’arrête pour être remplacée par cellede la zone n + 1, la zone n restant tou-jours sous aspiration. Cette technique deventilation permet d’aspirer les polluantsavec un débit de ventilation très inférieurà celui nécessaire par rapport à une tableventilée sur toute sa longueur et ce pourune meilleure efficacité de captage.

Dans le cas des machines de découpelaser, les tables sont généralement équi-pées d’écrans de protection périphériquesqui contribuent à améliorer l’efficacitéde l’aspiration et à soustraire la zoned’émission des polluants de courants d’airnuisibles.

Certains de ces écrans peuvent êtrecoulissants (verticalement) afin de per-mettre l’accès de l’opérateur pour desopérations de réglage ou de maintenance.Le fonctionnement de la machine doitalors être asservi à la mise en place desécrans de protection.

Le débit de ventilation nécessaire estcalculé en appliquant la formule :

Q = S.V (7)

Aspiration de deux zones contiguës :

Q = ( 2 x.W ) . V (8)

Aspiration d’un seul compartiment :

Q = x.W.V (9)

Q (m3/s) : débit de ventilation,S (m2) : aire de la zone ventilée,x (m): largeur d’un compartiment,W (m): largeur de la table support des

tôles,V (m/s): débit surfacique m3/s/m2 de la

zone ventilée

Dans la pratique, la vitesse de captageest fixée entre 0,7 et 1 m/s table nue.

Portique

Chalumeaux d’oxycoupage ou torches plasma

Ventilateur

x

x

w

1

2

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5

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7

8

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14

Ventilateur

Filtre

Fig. 15. Aspiration par zones. Exemple avec conduit latéral.

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Gaineaspirante

Rejet

Plaques métalliques« support » verticales

Registre ouvert

Registre fermé

Portique

Têtes de coupe

eau

Fig. 16. Aspiration par zones sur plan d’eau.

Dispositif de captageembarqué par le portique

évoluant sous la table

PortiqueTêtes dedécoupe

Gaine aspiranteavec étrave coulissante

Zone d’enlèvementdes scories

Tablesupport

x

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Fig. 17. Captage mobile embarqué.

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L’aspiration par « zones » peut égale-ment être associée à un plan d’eau (figure16). Les avantages de cette dispositionsont d’arrêter la diffusion des poussièrespar effet de «barbotage» et de refroidirla zone de coupe située au-dessous de latôle.

5.3. Captage mobile embarquépar le portique

Le schéma de la figure 17 illustre leprincipe de ventilation d’un poste dedécoupe équipé d’un dispositif de cap-tage mobile embarqué.

Le dispositif de captage mobile est soli-daire du portique supportant les têtes dedécoupe et situé sous la table. Sa lon-gueur W est légèrement inférieure à cellede la largeur de la table de découpe. Lahauteur du dispositif de captage est telleque la distance entre ses parois et la tablesupport soit voisine de 5 cm (au-delà ledébit doit être augmenté). La largeur xdoit être voisine de 1 m.

Le dispositif de captage est raccordé àun dispositif d’aspiration de typeconduit aspirant équipé d’une étravecoulissante.

La table de coupe sera dépourvue desupports (grille) à une extrémité de sorteque le dispositif de captage dans lequelauront été récupérés et accumulés les

déchets de coupe, puisse être nettoyépériodiquement.

Le débit de ventilation nécessaire estcalculé en appliquant la formule :

Q = W. x. V (9)

Q (m3/s) : débit de ventilation,W (m): longueur du dispositif de

captage (légèrement inférieure àla largeur de la table),

x (m): largeur du caisson mobile,V (m/s) : vitesse de captage au

travers de la surface du dispositifde captage S = W.x

Dans la pratique, une vitesse de cap-tage de 1 m/s est recommandée.

5.4. Ventilation par fente aspirante fixe

Pour la production de petites séries,certains fournisseurs de matériel de cou-page des métaux proposent des tablesdotées d’une aspiration assurée par unefente fixe de quelques centimètres de lar-geur située à l’aplomb de la tête dedécoupe (figure 18).

La tête de découpe se déplace sur lalargeur de la table et la table supportéquipée de palpeurs assure le dépla-

cement des tôles sur sa longueur. Ledispositif d’aspiration installé permetd’atteindre une vitesse de 1 m/s au tra-vers de l’ouverture de la fente aspi-rante.

6. Ventilation générale

Outre le maintien de la salubrité del’atmosphère dans les limites admissibles,l’employeur doit assurer un apport d’airneuf de 60 m3 par occupant et par heuredans les ateliers de soudage ou de cou-page.

6.1. Ventilation générale utiliséeen complément de la ventilationlocale

Dans le cas d’une aspiration des fuméesà la source, il peut être nécessaire de pré-voir un débit complémentaire au débitde renouvellement de l’air des locaux, defaçon à diluer les fumées ayant échappéaux dispositifs de captage localisé. Cedébit est calculé par la formule :

Qo = (1 - )Q (10)

Qo (m3/s) : débit de ventilationcomplémentaire,

(sans dimension) : efficacité dudispositif de captage,

Q (m3/s) : débit de ventilationgénérale qui serait nécessaire sicette technique était utilisée seule (cf. annexe).

6.2. Ventilation générale utiliséeseule

Comme cela a été indiqué au § 3.3, l’uti-lisation de la ventilation générale seuleen tant que technique principale d’assai-nissement de l’air d’un atelier ne doit êtreenvisagée que dans le cas où le recours àune ventilation locale est techniquementimpossible.

L’étude d’une ventilation généraledépend de nombreux facteurs qu’il estFig. 18. Dispositif d’aspiration par fente fixe.

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souvent difficile, voire impossible, d’éva-luer simplement. Aussi reste-t-elle, dansl’état actuel des connaissances, une opé-ration difficile et qui fait appel à une largepart d’empirisme. Tout système de ven-tilation générale demande une étudepréalable poussée devant notammentprendre en considération des facteurstels que:

� le nombre et la répartition dessources de pollution;

� le débit d’émission, la températuredes sources ;

� la toxicité des fumées ;� la géométrie des locaux (implanta-

tion, encombrement) ;� l’influence des conditions météorolo-

giques locales en cas d’introduction oud’extraction d’air naturelles ;

� les risques de stratification thermiquede l’air, variables en fonction des condi-tions climatiques ;

� les types de chauffage (aéro-thermes…).

Il en résulte une grande difficulté dansl’approche qualitative et quantitative dece type de problème. Aussi, les rensei-gnements complémentaires sur le calculdes débits de ventilation qui sont repor-tés à l’annexe sont-ils donnés à titre indi-catif.

Pour plus de détails sur les principesde conception des installations de venti-lation générale, on se reportera au guidepratique de ventilation n° 0 [14].

7. Apport d’air de compensation

L’air extrait dans les systèmes de ven-tilation locale ou générale doit être com-pensé par des apports d’air neuf de façonà:

a) assurer l’efficacité des systèmesde ventilation : un dimensionnementinadapté des entrées d’air entraîne unaccroissement de perte de charge, d’oùune diminution des débits et une perted’efficacité des systèmes de ventila-tion ;

b) éliminer les courants d’air prove-nant des ouvrants, lesquels entraînent :

� une perte d’efficacité des dispositifsde ventilation locale ;

� une dispersion des polluants à tra-vers l’atelier ;

� un inconfort thermique des travail-leurs, pouvant inciter à l’arrêt des instal-lations de ventilation.

Une introduction mécanique de l’airest recommandée. En effet, cette dispo-sition permet de maîtriser le traitementde l’air introduit, notamment sa propreté(épuration), sa température, éventuelle-ment son humidité et d’assurer une dis-tribution optimale de l’air neuf.

Dans la plupart des cas, le débit d’arri-vée d’air est prévu égal au débit d’extrac-tion d’air de tous les systèmes existantdans l’atelier auquel on ajoute les débitsd’air nécessaires aux procédés et auxappareils de combustion. Dans certainscas, on préfère prévoir un débit d’arrivéed’air plus important (10 %), de façonnotamment à prendre en compte d’éven-tuelles modifications de la ventilation.Cette disposition ne peut être retenueque lorsque le local ne présente aucuneouverture vers un local voisin non pol-lué, car la surpression entraînerait untransfert de polluants vers ce local voi-sin.

Dans les ateliers, l’introduction d’airneuf doit se faire de préférence à proxi-mité des dispositifs de captage sansengendrer de perturbation. Le moyenchoisi pour amener cet air varie en fonc-tion de la disposition du local et du moded’exécution du procédé. En règle géné-rale, il faut veiller à ce que l’air neuf passeau voisinage des voies respiratoires del’opérateur.

NotaL’obligation de compenser l’air extrait par un apportd’air neuf, qui doit être chauffé en période froide, apour conséquence des écarts notables sur les coûtsselon les débits mis en jeu par la solution de ventila-tion retenue. Le choix d’une technique de ventilationlocale est le plus à même de limiter les volumes d’airde compensation et donc les coûts d’exploitation cor-respondants.

Exemple :� 10 soudeurs réalisant des travaux de soudage MAGdans un atelier assaini par ventilation générale néces-sitent un apport d’air de compensation de60000m3/h (cf. annexe).

� 10 soudeurs effectuant des travaux de soudageMIG ou MAG sur tables aspirantes de 1 m2 de sur-face de grille nécessitent un apport d’air de com-

pensation de 18000m3/h (10 x 1 m2 x 0,5 m/s x3600 s).

� 10 soudeurs utilisant des torches aspirantes ensoudage MIG ou MAG nécessitent 1000 m3/h (10 x100 m3/h) d’air de compensation.

8. Transport et traitementde l’air extrait

8.1. Vitesse de transport

Quel que soit le type de réseau de ven-tilation employé, et suivant les débits misen œuvre, il est indispensable de dimen-sionner correctement les conduits afind’éviter toute sédimentation de polluantsqui à terme serait préjudiciable au bonfonctionnement de l’installation. La gra-nulométrie des poussières de soudage etde coupage impose de prévoir a minimaune vitesse moyenne de transport supé-rieure à 12 m/s. Pour les réseaux mixtesassurant le transport de poussières de sou-dage et de meulage, il est nécessaire deprévoir une vitesse de 18 m/s au minimum.

Pour plus de détails sur la conceptiondes réseaux de ventilation et sur le traite-ment de l’air pollué, il est conseillé de sereporter aux guides de ventilation n° 0et 1 [14, 21].

8.2. Traitement de l’air pollué

L’objet principal de ce guide étant laconception des dispositifs de captage et dedilution des fumées, les problèmes poséspar le traitement de l’air pollué (rejet àl’extérieur du local avec ou sans filtra-tion, avec ou sans récupération d’éner-gie) ne seront évoqués que trèssommairement et pour mémoire. On sereportera pour plus de détails au guidepratique de ventilation n° 1 [21].

8.2.1. Rejet de l’air à l’extérieur

Le procédé d’assainissement de l’airdes locaux offrant les meilleures garantiesde sécurité est le rejet de l’air chargé defumées à l’extérieur. Il évacue directe-

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ment les fumées au-dehors des locaux detravail au fur à mesure de leur productionet de leur captage.

Le rejet doit s’effectuer en dehors deszones d’entrée d’air neuf. II peut êtreaccompagné d’une récupération d’éner-gie sur l’air rejeté. Si cela est nécessairepour la protection de l’environnement,l’air doit être filtré avant son rejet dansl’atmosphère [22]. La norme «NF EN ISO15012-1 Hygiène et sécurité en soudageet techniques connexes. Equipements decaptage et de filtration des fumées desoudage. Partie 1 : exigences pour lesessais et marquage relatifs à l’efficacité deséparation, 2013 » décrit une méthodede mesurage et propose des classes d’ef-ficacité de filtration.

Les différents dispositifs de captage desfumées d’un atelier peuvent aboutir à descheminées de rejet individuelles ou êtrereliés à un réseau de ventilation centra-lisé avec un ventilateur et une cheminéecommuns.

8.2.2. Recyclage de l’air après épuration

L’utilisation du recyclage est soumiseà des conditions restrictives limitant sondomaine d’application. Dans le cas desfumées de soudage, certaines mesuresde protection compensatoires, décritesaux articles R. 4222-14 et suivants ducode du travail et précisées par la cir-culaire du 9 mai 1985, ne peuvent pasêtre mises en œuvre pour les installa-tions centralisées et a fortiori pour lesépurateurs autonomes.

Il y est notamment stipulé que tous lespolluants émis doivent être connus ettraités. Si cela est techniquement réali-sable, avec quelques réserves pour lesparticules, il n’en va pas de même pourles gaz générés par le soudage (CO, NOx,O3, CO2…). Certains constructeurs d’épu-rateurs proposent en option un étage sup-plémentaire censé retenir les polluantsgazeux par adsorption sur charbon actif.Une étude de l’INRS a clairement montréque l’efficacité d’épuration de ces gaz esttrès faible, voire nulle, hormis pourl’ozone [23].

En cas de recyclage, ces gaz sont donc direc-tement renvoyés dans l’atmosphère de l’ate-

lier, ce qui rend rédhibitoire la pratique du recyclagepour le soudage.

De plus, les fumées de soudage peu-vent également contenir des agents can-cérogènes, mutagènes ou toxiques pour lareproduction et, pour respecter les exi-gences de prévention, le recyclage est àproscrire.

9. Contrôle et maintenance d’une installation de ventilation

Pour maintenir son efficacité dans letemps, une installation de ventilation doitêtre correctement réceptionnée, puisentretenue régulièrement et faire l’objetde contrôles périodiques.

La réglementation impose au chefd’établissement la constitution et la miseà jour d’un dossier pour chaque installa-tion (arrêté du 8 octobre 1987).

Ce dossier doit comporter d’une part, lanotice d’instruction incluant le descriptifde l’installation et les valeurs de référenceet d’autre part, la consigne d’utilisationcomprenant en particulier le dossier demaintenance (recueil des opérations d’en-tretien, résultats des contrôles pério-diques…) [11].

9.1. Réception de l’installation

Au plus tard un mois après sa mise enservice, l’installation doit être caractériséepar des valeurs de référence qui serontdéterminées dans les conditions nomi-nales de fonctionnement. Celles-ci consti-tuent les valeurs réputées satisfaisantespour le bon fonctionnement de l’installa-tion. Elles servent de base à l’entretiende l’installation et au contrôle de son effi-cacité.

Pour les installations existantes, le dos-sier de valeurs de référence peut être consti-tué à partir des résultats des premierscontrôles périodiques réalisés.

Le descriptif de l’installation et lesvaleurs de référence doivent comporterles éléments suivants :

� caractéristiques détaillées des éléments constituant l’installation

(nombre de dispositifs de captage, carac-téristiques du ou des ventilateurs, typeet caractéristiques de l’introductiond’air…) ;

� débits, pressions statiques ou vitessesd’air pour chaque dispositif de captage :débit dans les conduits, vitesses d’air dansles ouvertures ou au point d’émission despolluants ;

� débit global d’air extrait ;� caractéristiques des systèmes de sur-

veillance ;� consignes en cas de panne ou de dys-

fonctionnement.

9.2. Opérations de maintenance

La fréquence des opérations de main-tenance (nettoyage des dispositifs de cap-tage, purges des conduits, changementdes filtres des épurateurs, nettoyage desépurateurs…) doit être définie par le chefd’entreprise.

Les travaux réalisés et leur date d’exé-cution doivent être consignés au dossierde maintenance.

9.3. Contrôles périodiques

Ces contrôles doivent être réalisés par untechnicien qualifié appartenant ou non àl’entreprise. Pour les installations de ven-tilation avec rejet à l’extérieur, les contrôlespériodiques suivants doivent être réaliséstous les ans:

� mesure du débit global d’air extraitpar l’installation;

� mesures des pressions statiques oude vitesses d’air dans les conduits ou àdéfaut, mesures de vitesses dans lesouvertures ou au point d’émission despolluants ;

� examen visuel de l’état de tous leséléments de l’installation, y compris lestorches aspirantes et les gabarits aspi-rants.

Tous ces contrôles permettent de s’as-surer que l’on ne s’éloigne pas des valeursde référence. Ils doivent être consignésdans le dossier de maintenance.

Pour les méthodes de contrôle, il con -vient de se reporter à la brochure sur ledossier d’installation de ventilation [11]et à l’annexe de l’arrêté du 9 octobre 1987.

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1. Contexte

Une entreprise de 320 salariés fabriquedes machines à laver lessivielles princi-palement pour l’industrie automobile.

En raison des dimensions de cesmachines (8m x 5m x 3m) (figure 19),les salariés travaillent sur plusieursniveaux pour réaliser, entre autres, desopérations de soudage de type MIG. Lorsde la construction d’un nouvel atelier, lecaptage des fumées de soudage a étéréétudié.

2. Analyse du poste de travail

40 salariés ayant une anciennetémoyenne de 25 ans, assurent des opéra-tions de soudage. Il est déposé parsemaine et par soudeur 15 kg de métald’apport et le temps d’arc est estimé àenviron 25 %. Les dimensions et levolume des machines produites provo-quent une mobilité des postes de travailet conduisent les salariés à s’adapter pos-turalement à la pièce. Les cordons de sou-dure produits sont de tous types tels quepar exemple à plat, montant, corniche…

Torches aspirantes sur réseau d’aspiration c

Informations des soudeurssur les risques des fumées

de soudage

Essais de torchesaspirantes de différents

fournisseurs

Aménagementposte - prototype

Fiche essaiAvis des soudeurs

Choix concerté des équipements etdes aménagements

Cahier des chargesObjectifs

aérauliquesà atteindre

Validation aérauliquede l'installation

Validationpar les salariés

Réalisation

Réception installationsuivant cahier des charges

Consultationfournisseur

pour offre globale

Fig. 20. Démarche appliquée pour la réalisation de l’installation

25

24

23

22

21

20

28 27 26

19

X Torches aspirantes testées

Point de raccordement de torches

Centrale de 37 kW

Réseau

18

10

999

8

12 13

16

13

16

14

1717

15

122

11

Fig. 21. Représentation unifilaire du réseau de ventilation.Fig. 19. Machines à laver en cours de fabrication.

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Dossier technique ■1

3. Solution mise en place

Après recueil des différentes informa-tions, les torches aspirantes ont été rete-nues pour le captage des fumées. Pouréviter un encombrement au sol impor-tant, l’entreprise s’est dirigée vers unréseau centralisé.

3.1. Étude de faisabilitéPour la réalisation de l’installation, l’en-

treprise s’est engagée dans la démarchereprésentée par le logigramme figure 20.

En étroite collaboration avec les utilisa-teurs, préalablement sensibilisés et infor-més sur les risques liés aux fumées desoudage, l’entreprise a procédé à de nom-breux essais d’équipements associés à desaménagements de postes devant permet-tre de limiter certaines contraintescomme par exemple le poids et la mania-bilité de la torche.

Parallèlement au choix du matériel, ilétait défini un cahier des charges fixantles objectifs à atteindre sur un plan aérau-

lique dans des conditions de fonctionne-ment également précisées.

À l’issue de la réalisation et après vali-dation par les utilisateurs, l’installationa été réceptionnée sur un plan aérauliquepour s’assurer que les objectifs étaienteffectivement atteints.

centralisé haute dépression3.2. Plan des réseaux et des dispositifs de captage

Un réseau rigide est raccordé à unecentrale d’aspiration. Les torches aspi-rantes se branchent sur des points répar-tis sur le réseau (figure 21). Une partiedes branches est aérienne et placée lelong des parois (figure 22), une autre estenterrée. L’intégration de ce réseau dansla conception du nouvel atelier a permisde prévoir des réservations dans le solpour les conduits noyés, et des bornes deraccordement (énergie, fluides et aspi-ration des fumées de soudage) escamota-bles.

La centrale d’aspiration et ses équipe-ments de filtration (figure 23) sont natu-rellement implantés à l’extérieur del’atelier. Une dalle a été spécifiquementcréée pour accueillir ces installations.

4. Validation

Le cahier des charges initial fixait unobjectif de débit minimal à la torche de100 m3/h avec 15 torches en fonctionne-ment simultané. Les pressions statiquesmesurées sur les vingt et un postes s’éche-lonnent entre 13500 et 17000 Pa et lesdébits entre 110 et 187 m3/h.

Pour tous les cas, le débit est supérieurà 100 m3/h. Les objectifs aérauliques sontdonc atteints.

Fig. 23. Centrale d’aspiration.

Fig. 22. Réseau d’aspiration.

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Dossier technique ■2

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1. Contexte

Une entreprise d’une quinzaine de sala-riés conçoit des prototypes et produit desmoyennes séries (supports, carters, châs-sis, cabines) pour les poids lourds, l’in-dustrie ferroviaire et les travaux publics.

Le projet de déménagement dans denouveaux locaux est l’occasion de revoirle système d’aspiration des fumées desoudage. L’entreprise possède déjà destorches aspirantes reliées individuelle-ment à des aspirateurs recyclant l’air dansl’atelier.

2. Analyse du poste de travail

L’objectif est de généraliser l’utilisationdes torches aspirantes pour les opéra-tions de soudage réalisées avec le pro-cédé MIG, procédé majoritairementutilisé (environ 80 %). Le procédé TIGest également employé dans l’atelier pourcertaines opérations réalisées sur de l’alu-minium et de l’inox.

L’analyse de la configuration de travailde ce secteur de l’atelier révèle deux fac-teurs cruciaux pour le choix de l’installa-tion:

� le temps d’arc pour chacun des opé-rateurs varie dans une plage de 15 à 40 %;

� la simultanéité de fonctionnementdes postes est difficile à définir et risquede conduire à une installation centrali-

sée inadaptée aux besoins de l’entreprise.Ces deux critères conduisent à retenir

la solution du réseau collecteur bassedépression de préférence au réseau cen-tralisé haute dépression desservant l’en-semble des postes.

3. Solution mise en place

Chaque poste est équipé d’une torcheavec ouïes d’aspiration périphériquesreliée à un épurateur individuel en amontd’une turbine haute dépression (figure24). La mise en route de l’aspiration estasservie à la manipulation de la gâchettesur la torche, configuration principale-ment utilisée dans l’entreprise.

Le transport de l’air capté après épu-ration est assuré par un conduit flexibleraccordé au réseau basse pression. Le

réseau basse pression collecte l’air aspirésur l’ensemble des postes ainsi équipés.Un piquage permet de desservir deuxpostes contigus (figure 25).

4. Validation

L’installation a fait l’objet d’une récep-tion par mesures de pressions statiques etdynamiques dans un conduit lisse de dia-mètre 0,032 m placé entre le flexible rac-cordé à la torche et l’aspirateur.

Comme indiqué dans le guide, un débitvoisin de 100 m3/h sous la dépressiongénérée par la turbine est pris commeréférence.

Le tableau ci-contre recense les résultatsobtenus pour chacun des postes.

Les mesures réalisées sur les différentspostes montrent que le débit d’extractionpour chaque torche aspirante est voisinde 100 m3/h. L’objectif défini précédem-ment est donc globalement atteint.

En parallèle, des prélèvements indivi-duels ciblant l’ensemble des fumées desoudage ont mis en évidence un niveaud’exposition des opérateurs voisin de 1mg/m3 soit 0,2 fois la valeur limite d’ex-position professionnelle. Des prélève-ments ambiants dans l’environnementdes postes de travail ont montré unniveau de pollution globale inférieur à0,1 fois cette valeur limite.

Torches aspirantes sur réseau collecteurbasse dépression

Fig. 25. Réseau collecteur bassedépression.

Fig. 24. Turbine haute dépression.

Poste Pression statique (Pa) Vitesse (m/s) Débit (m3/h)

1 10200 33 96

2 10700 32 93

3 14200 33 96

4 11700 34 100

5 10600 33 96

6 10800 36 104

RÉSULTATS OBTENUS AVEC LES TORCHES ASPIRANTESSUR RÉSEAU COLLECTEUR BASSE DÉPRESSION

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Dossier technique ■3

Gabarits aspirants

1. Contexte

Une entreprise développe et construitdes échafaudages tubulaires en acier et enaluminium. Les opérations d’assemblage,faites en grande série, sont réalisées enmajorité sur gabarits par soudage de typeMIG. La figure 26 présente un gabarit.

Par le passé, des tentatives infruc-tueuses de captage des polluants avaientété réalisées. Les hottes et dosserets aspi-rants n’avaient pas donné satisfaction etn’avaient par conséquent pas été conser-vés. Seuls un réseau enterré et le ventila-teur qui y était associé avaient étémaintenus dans l’atelier mais sans qu’ilssoient utilisés.

Un nombre particulièrement impor-tant de gabarits de soudage (plusieurscentaines) était utilisé pour assurer l’in-tégralité des productions de l’entreprise.

Dans le cadre du développement d’unedémarche de prévention, le captage desfumées de soudage a été réactualisé.

2. Analyse du poste de travail

Le soudage des éléments d’échafau-dage mesurant jusqu’à 3 m de long par 80cm de large est réalisé en grande série,sur des gabarits. Pour assurer leur pro-tection, les tubes sont recouverts d’huileet leur dégraissage a été abandonné. Enconséquence, le soudage provoque desdégagements importants de fumées aupoint de soudage mais aussi aux extré-mités des tubes. Les cordons de soudagesont courts et faits quasi exclusivement àplat.

Ces éléments d’analyse orientaient lechoix des solutions vers l’utilisation detorches aspirantes ou de gabarits aspi-rants. Ce dernier dispositif de captage aété dans un premier temps privilégié caril permettait de prolonger l’aspirationaprès la fin du soudage.

3. Solution mise en place

L’entreprise s’est engagée vers la réali-sation, en interne, par le service mainte-nance, d’un gabarit aspirant. Les busesde captage sont placées à l’aplomb deszones de soudage et les polluants captéssont véhiculés à l’intérieur des gabaritsjusqu’au réseau. Les utilisateurs ont étéconsultés pour définir le positionnementdes buses de captage afin d’éviter l’intro-duction de contraintes.

La faisabilité a d’abord été estimée surun premier équipement qui a été ensuiteraccordé au réseau existant. L’obtentionde résultats probants et l’acceptation par

Fig. 26. Gabarit aspirant.

Fig. 27. Position des buses de captage vis-à-vis des points de soudage.

les utilisateurs ont conduit à la générali-sation de ce principe à l’ensemble desgabarits, existants ou nouveaux.

Les buses de captage de 35 mm de dia-mètre sont positionnées au maximum à10 cm au-dessus de la zone de soudage.

Sur le gabarit de la figure 27, huit busesde captage sont implantées au-dessus deszones de soudage. Elles sont soudées surun conduit rectangulaire sur lequel seraccorde le flexible du réseau principal.Les soudures sont toutes réalisées en péri-phérie du gabarit et les buses de captagesont situées vers une zone centrale del’équipement (figure 28). � � �

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Dossier technique ■3 (suite)

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Les observations faites au tube fumi-gène sur l’ensemble des postes de travailont permis de constater un captage satis-faisant sur les deux réseaux.

Dans le cas étudié, le débit moyen

2 13

7

4 3 2 1

6 5

x Gabarit aspirant

Réseau 1

Réseau 2

Fig. 29. Réseaux de ventilation.

Réseau Numéro Dimensions Nombre Pression statique (Pa) Débit gabaritde gabarit gabarit (mm) de buses du dispositif de captage (m3/h)

1 1 3000 x 50 4 550 355

2 860 x 2000 6 1600 355

3 400 x 400 2 1400 160

4 700 x 350 7 1800 290

5 600 x 800 10 500 255

6 550 x 850 8 500 170

7 1000 x 2150 10 1650 440

2 1 10 2500 565

2 4 3000 280

3 4 2700 565

RÉSULTATS OBTENUS AVEC DIFFÉRENTS GABARITS ASPIRANTS

Fig. 28. Situation de travail.

L’entreprise a réalisé deux réseaux deventilation distincts sur lesquels sont raccordés les gabarits aspirants(figure29). Le réseau 1 est enterré et avaitété à l’origine conçu pour d’autres dispo-sitifs de captage. Le réseau 2, implantédans un autre atelier a été conçu spécifi-quement pour l’occasion. Les polluantscaptés sont rejetés à l’extérieur de l’atelier.

À la fin d’une série de pièces, les gaba-rits sont remplacés par d’autres adaptésà la nouvelle fabrication.

4. Validation

Le tableau ci-dessous synthétise l’ensem-ble des résultats de mesures réalisées surles gabarits.

d’une buse de captage située à moins de10 cm des points d’émission est de50 m3/h. Ces buses correctement implan-tées, en général au-dessus de l’émission etlégèrement décalées, permettent d’obte-nir un captage satisfaisant.

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Dossier technique ■4

Tables à dosseret aspirant1. Contexte

Une entreprise de mécanique généralede 19 salariés assure de nombreuses opé-rations d’assemblage par soudage, majo-ritairement en mode semi-automatique etde type MIG/ MAG. Certains opérateurssoudaient des pièces de dimensions limi-tées et perméables sur des tables.

2. Analyse du poste de travail

Les postes de travail sont organisés parbox indépendants. Les salariés assurent lafabrication de leurs pièces sur des éta-blis en réalisant des opérations de sou-dage, mais également d’autresinterventions de préparation et de fini-tion. L’activité se déroule sur une face duposte de travail. Les pièces produites sontde petite et de moyenne taille. Les postesne sont en revanche pas mobiles et sontimplantés le long d’une paroi.

3. Solution mise en place

Le choix du dispositif de captage s’estporté sur les tables aspirantes. Dans unpremier temps, il a fallu définir le dispo-sitif, le faire valider sur un plan aérau-lique et également par les utilisateurspotentiels. À partir d’une réflexion propreà l’entreprise complétée par des schémasde principe (figure 30), les futurs utilisa-teurs ont réalisé en interne un prototypede table à dosseret aspirant. Un certainnombre de contraintes inhérentes auposte de travail et au fonctionnement del’entreprise ont été intégrées à la réalisa-tion de l’équipement

Par exemple, les postes peuvent êtredéplacés. Des roulettes ont été montéessur les postes pour faciliter leur mobilité,comme en témoigne la figure 31. Étant

susceptible de recevoir des opérations demeulage, le plan de travail a été ajouréet les particules les plus lourdes tombentau travers du plan dans un bac disposé aubas de la table et pouvant être vidé faci-lement.

Par ailleurs, afin de confiner au maxi-mum les polluants, il a été convenu d’ins-taller deux parois latérales mobileséquipées d’un matériau souple traitécontre les UV, et d’installer une « cas-quette» au-dessus du poste. Enfin, chaquetable est équipée d’un appareil d’éclai-rage de son plan de travail.

Pour déterminer les caractéristiquesaérauliques nécessaires à son bon fonc-tionnement, la table a été raccordée à unventilateur équipé d’un variateur de fré-quence permettant de faire varier ledébit. Un débit d’extraction et une pertede charges ont ainsi été définis parapproches successives et empiriques, vali-dées par :

� une visualisation homogène des fluxd’air au fumigène.

� des mesures de vitesses d’air dans leplan le plus éloigné du plan d’aspiration,

c’est-à-dire à une distance égale à la lar-geur de la table.

À partir de ces éléments, des fournis-seurs de matériels de ventilation ont étéconsultés.

4. Validation

Les résultats de mesures présentés ci-dessous proviennent des essais ayant per-mis de déterminer les caractéristiquesaérauliques du dispositif de captage.

Dans ces conditions, un captage satis-faisant a été obtenu.

Casquette mobile suravancée de 0,30 m

Parois latérales mobilesen tôle ou éventuellementlamelles plastiques

0,90 m

0,15 m

0,085 m

Diamètre 240 mm 45°45°

> 0,35 m

l = 1,5 m

L < 0,8 m

Vmax = 2 m/s

Fig. 30. Vue générale de la table.

Fig. 31. Table aspirante équipée de roulettes.

Vitesse moyenne (m/s) Vitesse dans le conduit (m/s) Conduit (mm) Pression statique du dispositif de captage (Pa) Débit (m3/h)

0,5 13,4 300 100 3400

RÉSULTATS OBTENUS AVEC LES TABLES ASPIRANTES

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Dossier technique ■5

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Un fournisseur d’installation de venti-lation est retenu, un prototype de cais-son aspirant est réalisé (figure 33). Aprèsdes tests d’aspiration, une casquette etdes joues latérales pivotantes sont ajou-tées.

4. Validation

L’ensemble de l’installation (figure 34)est validé sur la base du cahier descharges.

Les calculs effectués à partir desmesures de vitesse d’air relevées donnentun débit de 2 000 m3/heure par mètrelinéaire de caisson, 75 % des caissonsétaient utilisés simultanément. Lamoyenne des vitesses mesurées étaitsupérieure à 0,5 m/s.

1. Contexte

Une entreprise de 100 personnesfabrique des ensembles mécano-soudésdestinés à des usines de production demachines agricoles. Elle a un projet d’ex-tension de 3600 m2 d’ateliers dans les-quels seront regroupées les fabricationsde structures mécano-soudées.

Dès les premières étapes de concep-tion du projet, les trois aspects, traite-ment acoustique, éclairage naturel etcaptage des fumées de soudage au plusprès de leur émission, sont pris encompte.

2. Analyse du poste de travail

Les soudures sont exécutées en semi-automatique MIG. Dans l’atelier existant,l’entreprise restait sur un échec pour lecaptage des fumées de soudage. Elle avaitinstallé 30 bras mobiles avec buse aspi-rante qui n’étaient pas utilisés. En effet,les soudeurs ne déplaçaient pas la buseaspirante au-dessus de la torche lorsqu’ilsréalisaient un nouveau cordon de sou-dure. De plus, dans certaines configura-tions de soudage, la buse devenaitinefficace car trop éloignée des points desoudure.

Pour ses nouveaux locaux, l’entrepriseretient la solution des caissons aspirants.

3. Solution mise en place

Vingt-quatre postes de travail sont équi-pés de caissons aspirants. Un ensemblede 3 réseaux indépendants les relie entreeux.

Le cahier des charges défini est le sui-vant :

Aspect technique� 3 types de caissons (section iden-

tique, 3 longueurs: 0,50 m – 1 m – 1,50 m)(figure 32)

� Hauteur par rapport au sol: 1,10 m� Vitesse d’air : 0,5 m/s à 0,50 m de la

face du caisson� Niveau sonore au poste : 75 dB(A)� Filtration des fumées et rejet à l’exté-

rieur des bâtiments

Caissons aspirants

Fentesd’aspiration

Supportpièces

Table

160 mm

300 mm

10 mm

1100

mm

530

mm

Fig. 32. Schéma de caisson aspirant.

Fig. 33. Caisson aspirant. Fig. 34. Vue générale de l’installation.

� Fonctionnement simultané despostes : 60 % (demande de l’entreprise)

Aspect ergonomiqueLes pièces à souder peuvent être dis-

posées de deux façons.� Sur table mobile. Le support rece-

vant la pièce repose sur une base tour-nante équipée d’un réglage manuel pourla hauteur et est mobile en rotation surson axe horizontal.

� Sur table fixe.

Aspect information du personnelLe personnel encadrant et les opéra-

teurs ont reçu une information sur lesrisques dus aux fumées de soudage, lesmoyens mis en place pour les capter etleur utilisation (nettoyage du tiroir récu-pérateur de poussières…)

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Dossier technique ■6

1. Contexte

Cette entreprise de 80 salariés fabriquedu mobilier métallique. Environ 12 opé-rateurs procèdent à l’assemblage despièces métalliques en acier et inox parsoudage de type MIG et TIG.

2. Analyse du poste de travail

Les opérateurs procèdent au soudagede structures métalliques de tailles dif-férentes selon les postes. Les travaux sonteffectués sur des tables ou sur des «gaba-rits ».

Une seule table est équipée d’un sys-tème d’aspiration des fumées. Trois ven-tilateurs muraux fonctionnent de façoncontinue et jouent le rôle de ventilationgénérale.

Pour assainir l’atmosphère, l’entrepriseenvisage la mise en place de dispositifsde captage des polluants sur 11 postes desoudage manuel, 6 machines de soudagepar points et un poste de meulage.

3. Solution mise en place

Après avoir étudié divers dispositifsadaptés aux postes de travail, l’entreprisea décidé d’équiper :

� 11 postes de soudage «manuel» avecdes bras orientables articulés pour capterau plus près les fumées au fur et à mesure de leur production(figure 35).

� 6 machines à souder par points(pinces à électrodes) d’un flexible avecbuse aspirante située près de la sourceponctuelle d’émission des fumées (figure36).

Le cahier des charges, établi pour lefournisseur, mentionne les dispositionssuivantes :

� fonctionnement simultané des postes(installation en réseau) ;

� ventilateur implanté à l’extérieur del’atelier ;

� rejet à l’extérieur ;� pas de recyclage ;� formation des opérateurs ;� réglage et mesures des débits à la

mise en route ;� fourniture des plans, des notices de

montage et d’entretien;� fourniture des valeurs de référence

mesurées par l’installateur ;� vitesses de transport dans les

conduits comprises entre 10 et 14 m/s.

Des dispositions particulières sont pré-cisées pour le soudage «manuel» :

� ventilateur disposé sur plots antivi-bratiles ;

� manchettes souples insérées enamont et en aval du ventilateur ;

� débit d’aspiration 1400 m3/h pourchaque bras ;

� vitesse de captage induite au pointd’émission de la nuisance supérieure à0,5 m/s à une distance de 0,25 m du dis-positif de captage en position de travail.

Enfin, les spécificités suivantes sontdemandées pour le soudage par points :

� registres d’isolement des machinesnon utilisées ;

� débit d’aspiration 500 m3/h parmachine;

� vitesse de captage induite au pointd’émission de la nuisance supérieure à0,5 m/s à une distance de 0,15 m du dis-positif de captage en position de travail.

4. Validation

Les investigations au tube fumigèneont montré que le panache de fuméeémis est correctement aspiré par les cap-tages mis en place.

Les vitesses moyennes mesurées à0,3 m des dispositifs de captage des postesde soudage manuel s’échelonnent de0,55 m/s à 0,72 m/s, les onze bras aspi-rants étant en fonctionnement simultané.

L’objectif initial retenu d’une vitessemoyenne d’au moins 0,5 m/s à 0,25 mdu dispositif de captage en position detravail est atteint. Attention, pour des dis-tances supérieures à 0,30 m, la vitessed’aspiration et par conséquent l’effica-cité de captage décroît très rapidement.

Les vitesses moyennes mesurées à0,15 m des dispositifs de captage desmachines de soudage par points s’éche-lonnent de 0,64 m/s à 1,29 m/s, les sixmachines étant en fonctionnement simul-tané.

L’objectif initial retenu d’une vitessemoyenne d’au moins 0,5 m/s à 0,15 m dudispositif de captage en position de travailest atteint.

Bras articulés

Fig. 35. Poste de soudage manuel. Fig. 36. Poste de soudage par points.

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Dossier technique ■7

30

1. Contexte

Ce dossier technique illustre une solu-tion originale pour le captage des fuméesde soudage sur des postes robotisés néces-sitant des moyens de manutentionaérienne pour alimenter et évacuer lespièces subissant les opérations de sou-dage.

L’entreprise compte une centaine desalariés. Elle est spécialisée dans la sous-traitance d’éléments mécano-soudés. Leprojet d’aménagement d’un secteur del’atelier est l’occasion de revoir le systèmed’aspiration des fumées de soudage sur 3postes robotisés.

2. Analyse du poste de travail

Après avoir constaté que la solution detorches aspirantes utilisées pour certainspostes manuels dans l’atelier n’était pastransposable pour la configuration despostes robotisés de l’entreprise, une pre-mière consultation de fournisseurs d’ins-tallation de ventilation est réalisée.

Une solution de captage de type récep-teur au-dessus de la zone d’émission desfumées de soudage est retenue en pre-nant en compte plusieurs points :

� Ce type de dispositif est sensible auxcourants d’air et nécessite :

- une nouvelle implantation des robotsdans un secteur à l’abri des courants d’air(présence de portails de livraison dansla configuration originelle) ;

- un cloisonnement périphérique entrechaque robot.

� Le dispositif doit englober les zonesd’émission des fumées.

� L’installation doit intégrer lescontraintes de manutention des piècesau moyen d’une potence.

Le principe d’un dispositif embarquérelié à une potence ou à un système detranslation, afin de libérer facilement l’es-pace aérien au-dessus des robots, est alorsévoqué.

3. Solution mise en place

À l’issue d’une deuxième consultationintégrant ces préconisations dans lecahier des charges, la solution d’un dispo-sitif de captage repliable à vérins pneuma-tiques est sélectionnée. La figure 37illustre le principe de cette installation.

Dans cette configuration, le dispositifde captage est équipé de lamelles plas-tiques traitées anti-UV qui descendent le

plus bas possible au-dessous de la zonede soudage. La longueur du dispositif estde 2,5 m (L) et sa largeur de 1,2 m (w).

4. Validation

Un débit de 2 160 m3/h a été mis enœuvre dans cette installation.

Des tests fumigènes réalisés dans l’ou-verture et à l’intérieur du dispositif ontpermis de visualiser sa capacité d’assainis-sement.

Après un retour d’expérience positifsur l’utilisation de ce modèle prototype,l’entreprise a adopté cette solution pourles deux autres robots (figure 38).

Dispositif de captage récepteur sur poste de soudage robotisé

Position repliée

Vérin

Bandes souplesanti-UV

Potence demanutention

Position dépliée

Détail du systèmed’aspiration

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Fig. 37. Principe du dispositif de captage récepteur repliable.

Fig. 38. Dispositif de captage repliable.

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Dossier technique ■8

Table d’oxycoupage équipée d’aspiration par zones

1. Contexte

Cette chaudronnerie d’une vingtainede salariés travaille principalement pourle secteur des travaux publics et produitdes pièces particulièrement grandes. Denombreuses opérations de découpe, desoudage et de meulage sont réalisées.

Un diagnostic de la situation existantea permis d’identifier les aspects sur les-quels des actions méritaient d’être enga-gées comme par exemple la réductiondes émissions ou le captage des fumées desoudage et de coupage, la correctionacoustique du bâtiment, l’améliorationdes conditions de manutention…

2. Analyse du poste de travail

Compte tenu des débits d’émission éle-vés et de la pollution observée dans l’ate-lier, le captage des fumées de coupage aété étudié en priorité.

Les deux tables d’oxycoupage implan-tées dans l’atelier présentent les caracté-ristiques suivantes :

� table 1 : 2,5 m x 6 m – 4 chalumeaux� table 2 : 3 m x 12 m – 8 chalumeaux

(figure 39).

3. Solution mise en place

Le captage retenu sur ce type d’instal-lation est assuré par des caissons fixes de0,75 m de large disposés sous le plan decoupe de la table. L’aspiration est effec-tuée dans une seule zone. L’extractionest assurée par deux ventilateurs implan-tés en bout de table (figure 40).

Le cahier des charges défini préalable-ment à la consultation de fournisseursfixait, pour la table nue, une vitesse d’airverticale descendante de 0,7 m/s dans leplan de coupe avec une vitesse de trans-port supérieure à 12 m/s. En outre, leniveau sonore de la ventilation seule enfonctionnement ne devait pas dépasser75 dB(A). � � �

Fig. 39. Vue générale de la table 2.

Fig. 40. Extraction des polluants sur la table 2.

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4. Validation

L’ensemble des résultats des mesuresréalisées sur trois caissons (un caisson àchaque extrémité de la table et un inter-médiaire) figure dans le tableau ci-des-sous.

Les résultats des mesures correspon-dent aux objectifs qui avaient été initia-lement fixés. L’observation visuelle apermis de constater l’aspiration desfumées émises lors des opérations dedécoupe.

Table Caisson Vitesse dans la surface Vitesse conduit Pression statique Débit Niveau de pressionouverte (m/s) (m/s) (Pa) (m3/h) (dB(A))

Table 2 Caisson 1 0,8 21,6 1015 7700 72,5

Caisson 8 0,7 21,2 1070 7500 72,5

Caisson 16 0,74 21,2 1100 7500 72,5

Table 1 Caisson 1 0,95 18 900 6400 73

Caisson 4 0,9 18,2 880 6500 73

Caisson 8 0,95 18,6 940 6600 73

RÉSULTATS DES MESURES SUR TABLE D’OXYCOUPAGE ÉQUIPÉE D’ASPIRATION PAR ZONES

Dossier technique ■8 (suite)

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Dossier technique ■9

1. Contexte

L’entreprise d’une vingtaine de salariés travaille dans la constructionmétallique (bâtiments industriels, chau-dronnerie, silos à ciment, remontéesmécaniques…).

2. Analyse du poste de travail

De nombreuses opérations de coupagesont réalisées au moyen d’une table de13 m x 2,5 m (figure 41) équipée d’unetête de découpe plasma reliée à un géné-rateur haute définition et haute tensionpermettant de découper des tôles d’épais-seur variant entre 1 et 30 mm. Les dimen-sions des tôles découpées dans l’ateliersont de 4 m x 2 m ou 4 m x 2,5 m

3. Solution mise en place

Le procédé de captage des fuméesengendrées lors de ces opérations reposesur une aspiration par un dispositifembarqué sous la table qui suit le dépla-cement de la torche de découpe.

Un caisson sous la table (figure 42),relié à deux étraves coulissantes placéeslongitudinalement de part et d’autre dela table, assure l’extraction des fuméesémises sous la tôle. Il permet égalementde récupérer les poussières, scories etpetites pièces émises lors du coupage.

Les poussières les plus fines et les gazémis sont transportés jusqu’au dépous-siéreur à cartouches filtrantes placé à l’ex-térieur de l’atelier et rejetant l’air épuréde ses poussières à l’extérieur.

4. Validation

L’efficacité du dispositif est facilementobservable, en effet en phase d’attaquedes tôles par la torche, les fumées lon-gent la tôle et sont aspirées par l’écoule-

ment d’air existant en périphérie de latôle. Quand la tôle est percée, l’émissionsituée alors sous la table est extraite autravers du caisson placé à l’aplomb de latorche.

Des prélèvements atmosphériques indi-viduels (réalisés sur l’opérateur) etambiants (réalisés dans l’environnementde la table de découpe) ont confirmé cesobservations. Les prélèvements ambiantsprésentent des résultats inférieurs à 0,15fois la valeur limite d’exposition profes-sionnelle des fumées de soudage.

Des mesures de vitesses d’air réaliséesdans les conduits rigides reliant l’espaceventilé sous la machine au dépoussiéreuront permis de calculer un débit voisin de5000 m3/h.

Table d’oxycoupage avec captage mobileembarqué

Fig. 41. Vue générale de la table de découpe plasma.

Fig. 42. Caisson d’extraction.

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Dossier technique ■10

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Table de coupage laser avec fente aspirante fixe1. Contexte

L’entreprise compte une quinzaine desalariés. Elle conçoit des prototypes etproduit des moyennes séries (supports,carters, châssis, cabines) pour les poidslourds, l’industrie ferroviaire et les tra-vaux publics.

2. Analyse du poste de travail

De nombreuses opérations de coupagesont réalisées au moyen d’une table de4 m x 2 m équipée d’une tête de découpelaser. Cette configuration d’équipementrépond aux impératifs de production depetites séries.

3. Solution mise en place

Le procédé de captage des fuméesengendrées lors de ces opérations reposesur une aspiration par une fente fixe dequelques centimètres de largeur (figure43).

La table est reliée à un dépoussiéreurà cartouches filtrantes dont le ventila-teur, positionné en aval du caisson de fil-tration, fonctionne dans une plage de1700 à 2350 m3/h (figure 44).

La tête de découpe laser se déplace sur

L’efficacité du dispositif, facilementobservable, est confirmée par des prélè-vements atmosphériques individuels, réa-lisés sur l’opérateur et ambiants, réalisésdans l’environnement de la table dedécoupe.

Les prélèvements individuels ont misen évidence un niveau d’exposition del’opérateur voisin de 0,1 fois la valeurlimite de 5 mg/m3 pour les fumées desoudage.

Les prélèvements ambiants ont révéléun niveau de pollution globale inférieurà 0,1 fois cette valeur, confirmant ainsile caractère peu dispersif de l’équipe-ment.

la largeur de la table, la hauteur de la têtede découpe vis-à-vis de la tôle étant ajus-table.

Les pièces découpées sont évacuées parune trappe inclinable insérée au sein duplan de travail vers un panier réceptacleplacé sous la table support.

À l’aplomb de la fente aspirante, unpanier (figure 45) permet de récupérerles scories et les pièces de dimensionsréduites qui ont pu passer à travers lafente fixe. Des trappes d’accès sont pla-cées sur le flanc de la machine pour récu-pérer ces deux paniers.

Les poussières les plus fines et les gazémis sont transportés jusqu’au dépous-siéreur placé à côté de la table dedécoupe. La mise en place d’une chemi-née assurant le rejet de l’air extrait à l’ex-térieur de l’atelier a complété ladémarche de réduction des nuisanceschimiques.

4. Validation

Les vitesses d’air mesurées dans la fentesont significativement supérieures à1 m/s.

Des mesures de vitesses d’air réaliséesdans le flexible reliant l’espace ventilésous la machine au dépoussiéreur ontpermis de calculer un débit voisin de2200 m3/h.

Fig. 43. Fente d’aspiration.

Fig. 44 Vue d’ensemble table et dépoussiéreur. Fig. 45. Panier de récupération.

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Lors de la conception d’une installa-tion de ventilation générale dans unatelier de soudage à l’arc, le calcul desdébits à mettre en œuvre est une opé-ration délicate. Cette annexe préciseles données nécessaires pour menerun calcul de débit et présente, à titreindicatif, quelques éléments quantita-tifs.

Selon [14], le débit d’air à mettre enjeu peut être estimé par la formule sui-vante :

Q = k D / VL (11)

Q (m3/s) : débit de ventilation géné-rale,

k (sans dimension) : coefficient dedilution,

D (kg/s) : débit d’émission de pol-luants, masse de fumées émisespar unité de temps de travail ensupposant une émission régulièredans le temps,

VL (kg/m3) : valeur limite d’exposi-tion des fumées.

Q = k E P/VL (12)

E: facteur d’émission en kg (fumées)/kg (électrode),

P (kg/s) : masse de produits d’apportconsommés par unité de temps detravail.

Le coefficient multiplicateur k est intro-duit pour tenir compte du fait que lespolluants ne sont pas dilués de façonhomogène dans le volume de l’atelier. IIsert également de coefficient de sécurité.

II doit tenir compte de :� la toxicité des polluants,� la position des travailleurs par rap-

port aux sources d’émission,

� la qualité de la distribution de l’airdans le local considéré (aptitude à éviterles zones mal ventilées, à diluer de façonuniforme les polluants…),

� la disposition des sources de pol-luants et l’ensemble des conditions defonctionnement de l’atelier,

� les pointes de pollution éventuellesdans le temps.

L’évaluation du coefficient k, en fonc-tion des conditions locales, est une opé-ration difficile. D’une façon générale,l’ACGIH [16] recommande une valeur dek comprise entre 1 et 10, en fonction desfacteurs cités ci-dessus.

Dans le cas spécifique du soudage, ladétermination de k est compliquée dufait des deux facteurs contradictoires sui-vants :

� l’opérateur est très proche de lasource d’émission, ce qui tendrait à impo-ser une valeur élevée de k,

� on observe fréquemment qu’une partassez importante des fumées a tendanceà se rassembler sous la toiture de l’ate-lier, c’est-à-dire dans une zone non occu-pée, ce qui tendrait à laisser accepter unevaleur plus faible de k.

Pour l’application pratique de la for-mule (12), il est nécessaire de disposerdu facteur d’émission E en kg(fumées)/kg (électrode) qui peut êtretrouvé dans la littérature [24]. Ce facteurpeut varier dans une très large étendue –de 2 à 80 10-3 kg (fumées)/kg (électrode)[24] – et il convient d’en tenir comptepour le calcul des débits dans des cas spé-cifiques.

Exemple d’application

On considère le cas d’un atelier deconstruction mécanique dans lequel lesopérateurs soudent en semi-automatiqueMAG à l’aide de fils pleins sur des piècesen acier ordinaire.

Du fait de la taille des pièces soudées,aucune solution de ventilation locale nepeut être mise en place et il faut recourirà une ventilation générale.

L’examen des conditions locales de tra-vail permet de recueillir les données sui-vantes :

� l’entreprise consomme, dans l’atelierde soudage, 3 tonnes de fil plein par mois,

� l’horaire de travail mensuel de l’ate-lier est de 170 heures,

� un coefficient k égal à 2 est retenudans le cas particulier considéré

La masse de produits d’apport consom-més par unité de temps de travail estégale à :

P = 3000/170.3600 = 4,9.10-3 kg/s

L’analyse chimique des fumées permetde retenir une valeur limite d’expositionde 5 mg/m3

VL = 5.10-6 kg/m3

Avec l’électrode E316 LT [24]

E = 8,5 10-3 kg/kg,

Q = k.8,5 10-3 *4,9.10-3/ 5.10-6

Q = k.8,3 m3/s

SoitQ = k.29988 m3/h = 59976 m3/h

AnnexeEstimation des débits de ventilation générale

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L’Institut national de recherche et de sécurité (INRS)

Dans le domaine de la prévention des risquesprofessionnels, l’INRS est un organisme scientifique et technique qui travaille, au plan institutionnel, avec la CNAMTS, les Carsat, Cram, CGSSet plus ponctuellement pour les services de l’Étatainsi que pour tout autre organisme s’occupantde prévention des risques professionnels.

Il développe un ensemble de savoir-faire pluridisciplinairesqu’il met à la disposition de tous ceux qui, en entreprise,sont chargés de la prévention : chef d’entreprise, médecin du travail, CHSCT, salariés.Face à la complexité des problèmes, l’Institutdispose de compétences scientifiques,techniques et médicales couvrant une très grande variété de disciplines, toutes au service de la maîtrise des risques professionnels.

Ainsi, l’INRS élabore et diffuse des documents intéressant l’hygiène et la sécurité du travail : publications (périodiques ou non), affiches, audiovisuels, multimédias, site Internet… Les publications de l’INRS sont distribuées par les Carsat. Pour les obtenir, adressez-vous au service Prévention de la caisse régionale ou de la caisse générale de votre circonscription, dont l’adresse est mentionnée en fin de brochure.

L’INRS est une association sans but lucratif (loi 1901)constituée sous l’égide de la CNAMTS et soumise au contrôle financier de l’État. Géré par un conseild’administration constitué à parité d’un collègereprésentant les employeurs et d’un collège représentant les salariés, il est présidé alternativement par un représentant de chacun des deux collèges. Son financement est assuré en quasi-totalité par le Fonds national de prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles.

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail (Carsat),les caisses régionales d’assurance maladie (Cram) et caisses générales de sécurité sociale (CGSS)

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail, les caisses régionales d’assurance maladie et les caisses générales de sécurité socialedisposent, pour participer à la diminutiondes risques professionnels dans leur région,d’un service Prévention composé d’ingénieurs-conseils et de contrôleurs de sécurité. Spécifiquement formés aux disciplines de la prévention des risquesprofessionnels et s’appuyant sur l’expériencequotidienne de l’entreprise, ils sont en mesure de conseiller et, sous certaines conditions, de soutenir les acteurs de l’entreprise (direction,médecin du travail, CHSCT, etc.) dans la mise en œuvre des démarches et outils de prévention les mieux adaptés à chaque situation. Ils assurent la mise à disposition de tous les documents édités par l’INRS.

Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’INRS, de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite.Il en est de même pour la traduction, l’adaptation ou la transformation, l’arrangement ou la reproduction, par un art ou un procédé quelconque (article L. 122-4 du code de la propriété intellectuelle). La violation des droits d’auteur constitue une contrefaçon punie d’un emprisonnement de trois ans et d’une amende de 300 000 euros (article L. 335-2 et suivants du code de la propriété intellectuelle).

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Pour obtenir en prêt les audiovisuels et multimédias et pour commander les brochures et les affichesde l’INRS, adressez-vous au service Prévention de votre Carsat, Cram ou CGSS.

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Carsat CENTRE-OUEST(16 Charente, 17 Charente-Maritime, 19 Corrèze, 23 Creuse, 79 Deux-Sèvres, 86 Vienne, 87 Haute-Vienne)37 avenue du président René-Coty87048 Limoges cedex tél. 05 55 45 39 04fax 05 55 45 71 [email protected] www.carsat-centreouest.fr

Cram ÎLE-DE-FRANCE(75 Paris, 77 Seine-et-Marne, 78 Yvelines, 91 Essonne, 92 Hauts-de-Seine, 93 Seine-Saint-Denis, 94 Val-de-Marne, 95 Val-d’Oise)17-19 place de l’Argonne75019 Paristél. 01 40 05 32 64fax 01 40 05 38 [email protected] www.cramif.fr

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Carsat MIDI-PYRÉNÉES(09 Ariège, 12 Aveyron, 31 Haute-Garonne, 32 Gers, 46 Lot, 65 Hautes-Pyrénées, 81 Tarn, 82 Tarn-et-Garonne)2 rue Georges-Vivent31065 Toulouse cedex 9tél. 0820 904 231 (0,118 €/min)fax 05 62 14 88 [email protected]

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Carsat NORD-PICARDIE(02 Aisne, 59 Nord, 60 Oise, 62 Pas-de-Calais, 80 Somme)11 allée Vauban59662 Villeneuve-d’Ascq cedex tél. 03 20 05 60 28fax 03 20 05 79 [email protected]

Carsat NORMANDIE(14 Calvados, 27 Eure, 50 Manche, 61 Orne, 76 Seine-Maritime)Avenue du Grand-Cours, 2022 X76028 Rouen cedextél. 02 35 03 58 22fax 02 35 03 60 [email protected] www.carsat-normandie.fr

Carsat PAYS DE LA LOIRE(44 Loire-Atlantique, 49 Maine-et-Loire, 53 Mayenne, 72 Sarthe, 85 Vendée)2 place de Bretagne44932 Nantes cedex 9tél. 02 51 72 84 08fax 02 51 82 31 [email protected] Carsat RHÔNE-ALPES(01 Ain, 07 Ardèche, 26 Drôme, 38 Isère, 42 Loire, 69 Rhône, 73 Savoie, 74 Haute-Savoie)26 rue d’Aubigny69436 Lyon cedex 3tél. 04 72 91 96 96fax 04 72 91 97 [email protected]

Carsat SUD-EST(04 Alpes-de-Haute-Provence, 05 Hautes-Alpes, 06 Alpes-Maritimes, 13 Bouches-du-Rhône, 2A Corse-du-Sud, 2B Haute-Corse, 83 Var, 84 Vaucluse)35 rue George13386 Marseille cedex 5tél. 04 91 85 85 36fax 04 91 85 75 [email protected]

Services Prévention des CGSS

CGSS GUADELOUPE

Immeuble CGRR, Rue Paul-Lacavé, 97110 Pointe-à-Pitretél. 05 90 21 46 00 – fax 05 90 21 46 [email protected]

CGSS GUYANE

Espace Turenne Radamonthe, Route de Raban, BP 7015, 97307 Cayenne cedex tél. 05 94 29 83 04 – fax 05 94 29 83 01

CGSS LA RÉUNION4 boulevard Doret, 97704 Saint-Denis Messag cedex 9tél. 02 62 90 47 00 – fax 02 62 90 47 [email protected]

CGSS MARTINIQUEQuartier Place-d’Armes, 97210 Le Lamentin cedex 2tél. 05 96 66 51 31 et 05 96 66 51 32 – fax 05 96 51 81 [email protected]

Services Prévention des Carsat et des Cram

Page 40: Opérations de soudage à l'arc et de coupage · documentation.rp@carsat-pl.fr Carsat RHÔNE-ALPES (01 Ain, 07 Ardèche, 26 D rôme, 38 Isè e, 42 Loire, 69 Rhône, 73 Savoie, 74

Opérations de soudage à l’arcet de coupage

GUIDE PRATIQUE DE VENTILATION

COLLECTION DES GUIDES PRATIQUES DE VENTILATION

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Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles65 boulevard Richard Lenoir 75011 Paris • Tél. 01 40 44 30 00www.inrs.fr • e-mail : [email protected]

Édition INRS ED 668

3e édition (2007) • réimpression juillet 2014 • 3 000 ex. • ISBN 978-2-7389-1637-2

0. Principes généraux de ventilation ED 6951. L’assainissement de l’air des locaux de travail ED 6572. Cuves et bains de traitement de surface ED 6513. Mise en œuvre manuelle des polyesters stratifiés ED 6654. Postes de décochage en fonderie ED 6625. Ateliers d’encollage de petits objets ED 672

(chaussures) 6. Captage et traitement des aérosols de fluides de coupe ED 9727. Opérations de soudage à l’arc et de coupage ED 6688. Espaces confinés ED 7039. 1. Cabines d’application par pulvérisation ED 839

de produits liquides9. 2. Cabines d'application par projection ED 928

de peintures en poudre 9. 3. Application par pulvérisation de produits liquides. ED 906

Cas particulier des objets lourds ou encombrants10. Le dossier d’installation de ventilation ED600811. Sérigraphie ED600112. Deuxième transformation du bois ED 75013. Fabrication des accumulateurs au plomb ED 74614. Décapage, dessablage, dépolissage au jet libre en cabine ED 76815. Réparation des radiateurs automobiles ED 75216. Ateliers de fabrication de prothèses dentaires ED 76017. Emploi des matériaux pulvérulents ED 76718. Sorbonnes de laboratoire ED 79519. Usines de dépollution des eaux résiduaires ED 820

et ouvrages d’assainissement20. Postes d’utilisation manuelle de solvants ED604921. Ateliers de plasturgie ED 6146