Le soudage est essentiel dans le domaine de la métallurgie. Et l’acier inoxydable se distingue dans cet univers industriel, grâce à sa polyvalence, sa longévité et sa résistance à la corrosion. Cependant, le soudage de cet alliage produit des fumées très dangereuses.

Ces émanations sont un amalgame complexe de particules fines et de gaz qui peuvent poser des problèmes de santé considérables aux soudeurs et à ceux qui se trouvent à proximité. Un polluant particulièrement préoccupant dans le contexte du soudage de l’acier inoxydable est le chrome hexavalent.

La prise de conscience des risques liés aux émanations de soudage, notamment celles issues du soudage de l’acier inoxydable, est vitale pour les soudeurs, les employeurs, les responsables de la santé et de la sécurité, ainsi que les régulateurs industriels.

Cet article se propose de détailler de manière approfondie ces menaces, en mettant un accent particulier sur le chrome hexavalent et d’autres risques liés aux fumées de soudage de l’acier inoxydable.

Soudage de l’Acier Inoxydable & Émanations

L’acier inoxydable, un alliage durable et polyvalent, est largement utilisé dans divers secteurs, allant de la construction et de l’automobile aux équipements de cuisine et médicaux. Sa robustesse, sa résistance à la corrosion et son excellente performance dans des environnements extrêmes en font un matériau privilégié pour une multitude d’applications.

Le soudage de l’acier inoxydable ne diffère pas radicalement des autres techniques de soudage, mais présente néanmoins des particularités. Il implique l’usage de diverses techniques, comme le soudage MIG (GMAW), le soudage TIG, ou le soudage à l’arc avec électrode enrobée (SMAW), selon l’application spécifique, l’épaisseur du matériau et la qualité désirée.

L’acier inoxydable est composé de fer, de chrome et de nickel, avec des traces d’autres éléments comme le manganèse, le silicium, et parfois le molybdène et le vanadium. Au cours du processus de soudage, une chaleur extrême est appliquée au métal, entraînant la vaporisation de certains éléments métalliques, ce qui génère un nuage de fumées et de gaz.

Ces éléments sont susceptibles de faire partie des fumées produites. Néanmoins, la composition exacte de ces émanations variera en fonction de différents facteurs comme le processus de soudage, la composition des matériaux et des consommables utilisés, la présence de revêtements sur l’acier et les paramètres de soudage.

Il est important de noter que le chrome présent dans l’acier inoxydable peut se transformer en chrome hexavalent, une forme toxique de chrome, lors du soudage. Le chrome hexavalent suscite une inquiétude majeure en raison de ses propriétés cancérigènes et de son potentiel à provoquer d’autres problèmes de santé.

D’autres éléments comme le nickel, le manganèse et le fer peuvent également constituer des dangers pour la santé s’ils sont inhalés.

Chrome Hexavalent : Le Danger Caché

Le chrome hexavalent, également connu sous le nom de Cr(VI), représente un risque spécifique dissimulé dans les émanations produites lors du soudage de l’acier inoxydable. Du fait que l’acier inoxydable renferme une proportion importante de chrome, une certaine quantité de celui-ci sera inévitablement libérée sous forme de fumée pendant le soudage. Les hautes températures engendrées par le soudage provoquent l’oxydation du chrome, le convertissant en sa forme hexavalente.

Le chrome hexavalent est considéré comme un agent cancérigène pour l’homme par  l’ACGIH, avec des preuves solides le reliant au cancer du poumon (source: PubMed). En cas d’inhalation, les fines particules peuvent s’infiltrer profondément dans le tissu pulmonaire, occasionnant des effets sanitaires à court et long terme. De plus, le CIRC a catégorisé l’ensemble des fumées de soudage comme étant cancérigènes.

Une exposition de courte durée peut provoquer une irritation et des lésions aux yeux, à la peau et au système respiratoire. Les symptômes peuvent varier de l’écoulement nasal, des éternuements et de la toux à l’essoufflement, la respiration sifflante et l’oppression thoracique. Le contact avec les yeux et la peau peut engendrer des brûlures et des ulcères cutanés sérieux.

Toutefois, une exposition de longue durée présente une menace encore plus sérieuse. L’inhalation chronique de fumées de chrome hexavalent peut causer des modifications dans le système respiratoire, comme le développement d’asthme professionnel (source: European Respiratory Journal), de bronchite chronique ou de cancer du poumon. Par ailleurs, il peut potentiellement entraîner des dommages aux reins ou au foie et a été lié à des cancers du nez et des sinus (source: National Cancer Institute).

Autres Dangers dans les Fumées de Soudage de l’Acier Inoxydable

Bien que le chrome hexavalent soit un risque majeur dans les émanations provenant du soudage de l’acier inoxydable, il n’est pas le seul élément dangereux à considérer.

  1. Nickel : Un autre constituant important de l’acier inoxydable, le nickel, peut déclencher des réactions allergiques, y compris des éruptions cutanées. Une exposition sur le long terme peut également provoquer des cancers du poumon et des sinus. En outre, le nickel peut causer une irritation des voies respiratoires et endommager les reins avec le temps.
  2. Fer : Les soudeurs sont fréquemment touchés par une maladie connue sous le nom de « fièvre du soudeur », qui peut être induite par l’inhalation de fumées de fer. Les symptômes ressemblent à ceux de la grippe, y compris la fièvre, les frissons et les douleurs musculaires. Bien que ces symptômes soient généralement temporaires, une exposition récurrente peut conduire à des maladies plus sévères telles que la sidérose, une forme de pneumoconiose provoquée par le dépôt de fer dans les poumons.
  3. Manganèse : L’exposition à des concentrations élevées de manganèse peut entraîner des symptômes neurologiques, communément appelés « manganisme ». Les symptômes peuvent ressembler à ceux de la maladie de Parkinson, y compris des tremblements et des mouvements lents, et peuvent devenir permanents en cas d’exposition prolongée.
  4. Silicium : Le silicium, généralement présent dans l’acier inoxydable sous forme de silice ou de silicates, peut provoquer la silicose, une maladie pulmonaire invalidante, lors d’une exposition prolongée. La silicose entraîne une inflammation et une fibrose des poumons et peut être handicapante voire mortelle.
  5. Autres éléments : En fonction de la composition spécifique de l’acier inoxydable et des revêtements présents, d’autres éléments tels que le molybdène (irritation des yeux, du nez et de la gorge, et essoufflement), le vanadium (irritation des yeux, de la peau et des voies respiratoires, bronchite, rétinite, œdème pulmonaire et pneumonie), le cadmium (irritation du système respiratoire, douleur thoracique, difficulté à respirer, atteinte rénale et emphysème), ou certains gaz peuvent également être présents dans les fumées. Chaque élément a ses propres risques potentiels pour la santé, et une analyse de l’air pourrait être nécessaire pour déterminer la composition de la fumée.

Il est crucial de comprendre les risques individuels associés à chaque composant des émanations de soudage, mais il est tout aussi important de reconnaître que ces composants n’agissent généralement pas de manière isolée. L’effet combiné de l’inhalation d’un mélange de ces éléments peut entraîner des conséquences imprévues pour la santé et un risque accru. Par conséquent, une approche globale de la sécurité et de la prévention est primordiale.

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Réglementations et Directives Liées aux Fumées de Soudage

Considérant les dangers potentiels pour la santé, les États-Unis et le Canada ont établi des règles et des directives afin de restreindre l’exposition des travailleurs à ces substances nocives. Voici un aperçu de ces directives et de leur application au soudage de l’acier inoxydable.

Abréviations utilisées dans les tableaux ci-dessous :

  • ABP: Aussi Bas que Possible
  • VEMP : Valeur d’Exposition Moyenne Pondérée (concentration moyenne, pondérée pour une période de 8 heures)
  • VECD : Valeur d’Exposition de Courte Durée (concentration moyenne, pondérée pour une période de 15 minutes maximum)
  • P : Plafond (valeur à ne jamais dépasser)
  • (i) : Particules inhalables
  • (r) : Particules respirables

Règlements sur les fumées de soudage de l’acier inoxydable aux USA

OSHA PELVEMPC
Fumées de soudage5mg/m3(r)Aucune
Chrome hexavalent5µg/m3Aucune
Nickel1mg/m3Aucune
Oxydes de fer10mg/m3Aucune
ManganàseAucune5mg/m3

Pour en apprendre plus sur les concentrations maximales pour les autres substances, vous pouvez lire l’article suivant : Welding Fume Regulations and Exposure Limits in the US (en anglais).

Règlements sur les fumées de soudage de l’acier inoxydable au Canada

Fumées de SoudageVEMPVECDP
ABALARAALARAALARA
BC 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30mg/m3
9mg/m3
50mg/m3
15mg/m3
MB10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
NB 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
NL 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30 mg/m3
9 mg/m3
50 mg/m3
15 mg/m3
NT5mg/m310 mg/m3Aucune
NS10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
NU5mg/m310mg/m3Aucune
ON10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30mg/m3
9mg/m3
50mg/m3
15mg/m3
PEI10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
QC5mg/m315mg/m325mg/m3
SK5mg/m310mg/m3Aucune
YU5mg/m35mg/m3Aucune
Chrome HexavalentVEMPVECD
AB, BC0.01mg/m3Aucune
MB, NB, NL, NS, PEI0.2µg/m3(i)0.5µg/m3(i)
NT, NU, SK0.01mg/m30.03mg/m3
ON, QC0.01mg/m3Aucune
YUAucuneAucune

Pour en savoir plus sur les concentrations maximales autorisées pour les autres substances, vous pouvez consulter l’article suivant : Fumée de Soudage au Canada : Règles & Limites d’Exposition .

Les environnements de travail doivent se conformer à ces règles pour assurer la sécurité des employés. Le non-respect de ces règles peut entraîner des pénalités, y compris des amendes conséquentes et d’éventuelles actions en justice. De plus, l’ignorance de ces régulations peut avoir de sérieuses répercussions sur la santé des travailleurs, impactant leur bien-être général et leur rendement.

Actions pour Diminuer l’Exposition aux Fumées de Soudage

La diminution des risques liés au soudage de l’acier inoxydable passe principalement par une gestion efficace des fumées et la mise en place de mesures de sécurité appropriées. Il s’agit de créer un environnement qui privilégie la santé et la sécurité sans compromettre l’efficience du processus de travail.

Nous avons élaboré une méthode en 8 étapes pour résoudre les problèmes de fumées de soudage. Voici quelques suggestions qui concernent directement les fumées d’acier inoxydable. Il serait préférable de consulter cet article par la suite pour comprendre l’ensemble du processus.

Étape 4 : Utiliser des consommables et des matériaux qui émettent moins de fumées toxiques

Compte tenu de la discussion précédente, l’usage d’acier inoxydable et de consommables contenant la plus faible concentration possible de chrome est bénéfique pour tous.

Idéalement, les autres polluants mentionnés, tels que le nickel, le fer, le manganèse et le silicone, devraient également être pris en compte. Cependant, comme cela a été précisé, le chrome hexavalent est le principal problème avec les fumées de soudage de l’acier inoxydable.

Cela ne s’applique pas directement à l’acier inoxydable, mais à titre d’information, lors du soudage de matériaux chromés, le placage doit être retiré à une distance d’au moins 1 à 4 pouces de chaque côté de la soudure prévue.

Étape 5 : Utiliser des extracteurs de fumées de soudage

La meilleure façon de gérer les fumées est de disposer d’un système d’extraction efficace. Les extracteurs de fumées de soudage sont conçus pour capter et filtrer les fumées nocives produites lors du soudage, garantissant qu’elles ne restent pas dans l’espace de travail et ne sont pas inhalées par les travailleurs.

Un pistolet d’extraction de fumées est le moyen le plus efficace d’extraire les fumées de soudage de l’acier inoxydable pour le soudage MIG. Pour le soudage TIG ou à l’électrode enrobée, nous recommandons d’utiliser un bras d’extraction de fumées.

Il convient de noter que certaines juridictions comme le Québec interdisent la recirculation des fumées contenant du chrome hexavalent même après filtration de l’air, et que le système de captation des fumées doit être conçu en conséquence.

Conclusion

Bien que le soudage de l’acier inoxydable soit indispensable dans de nombreux domaines, il présente des risques en raison des fumées qu’il produit. Ces fumées contiennent un mélange de substances potentiellement dangereuses, dont le chrome hexavalent, qui pose d’importants risques pour la santé des personnes exposées. D’autres éléments comme le nickel, le fer et le manganèse ajoutent à cette problématique.

Alors que les réglementations établies par les organismes de santé et de sécurité aident à contrôler ces expositions, les employeurs, les responsables de la santé et de la sécurité et les soudeurs eux-mêmes doivent s’assurer que ces directives sont suivies. Cela implique la mise en œuvre de mesures d’ingénierie telles que l’extraction des fumées, une ventilation adéquate, et une formation continue sur les risques associés aux fumées de soudage.

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