L’aluminium est utilisé dans de nombreuses industries : aéronautique, matériaux de construction, automobile, trains, camions, vélos, remorques, etc. De ce fait, le soudage de l’aluminium est très présent et les problèmes de santé liés aux fumées également.

Sous l’effet de la chaleur lors du soudage, l’aluminium génère une fumée blanche principalement composée d’oxyde d’aluminium (irritant) ainsi que de l’ozone (toxique). Souder sans protection peut créer des problèmes respiratoires et pulmonaires comme l’aluminose et endommager le système nerveux.

Les procédés à gaz inerte (argon, hélium) comme le TIG et le MIG sont les plus utilisés pour souder l’aluminium. Le gaz protège le matériau contre les réactions avec l’air ambiant.

Dans cet article, vous apprendrez tout ce qu’il faut savoir sur la composition des fumées de soudage de l’aluminium, les risques et les solutions pour protéger les travailleurs efficacement et durablement.

Composition des fumées de soudage de l’aluminium

La composition et la concentration des fumées de soudage de l’aluminium changent selon le type d’aluminium ou d’alliage, le procédé de soudage, les paramètres utilisés, le type et la dimension des consommables, le gaz inerte, etc. Cependant, deux substances toxiques sont toujours présentes et doivent être captées avant que le soudeur ne les respire : l’oxyde d’aluminium et l’ozone.

Fumées de soudage de l’aluminium

  • Taille des particules : 0.01 – 0.1 micromètre
  • Densité : 169 lb/ft3 (2702 kg/m3)
  • Poids moléculaire : 101.96 Daltons
  • Point de fusion : 3659 F (2015 °C)
  • Point d’ébullition : 5396 F (2980 °C)

Oxyde d’aluminium (Al2O3)

Le soudage de l’aluminium engendre la création d’oxyde d’aluminium, un composé chimique blanc et inodore aussi appelé alumine. Les particules d’oxyde d’aluminium dans les fumées de soudage mesurent généralement entre 0.01 et 0.1 micron. Elles peuvent donc être facilement inhalées et se déposent ensuite dans le système respiratoire.

Ozone (O3)

Le soudage de l’aluminium génère également des quantités importantes d’ozone. L’ozone se forme lorsque les rayons ultraviolets produits par le procédé entrent en contact avec l’air ambiant. Une partie du dioxygène (O2) devient de l’ozone. Cet effet de radiation est amplifié par la réflexion de l’aluminium, ce qui aggrave le problème. L’ozone, aussi appelé trioxygène, est un gaz bleu pâle avec une odeur très distinctive (similaire au chlore).

Il est intéressant de noter que, bien que le procédé TIG génère beaucoup moins de fumée que le MIG, les concentrations d’ozone sont bien plus importantes dans ce cas. La production d’ozone est aussi plus importante lors du soudage d’alliages d’aluminium et de silicium en comparaison à l’aluminium pur ou aux alliages d’aluminium et de magnésium.

Bien que cela soit contre-intuitif, les concentrations d’ozone sont plus importantes lorsqu’il y a moins de fumée, et ce, pour deux raisons principales. D’une part, la présence de fumée limite la diffusion des rayons UV et donc leur interaction avec l’air ambiant. Il faut savoir qu’autrement la création d’ozone peut se faire à distance du point de soudure. D’autre part, l’ozone étant instable, une fois mélangé à la fumée, il se décompose en oxygène.

Autres métaux et gaz dans les fumées de soudage de l’aluminium

Les consommables jouent un rôle très important dans la composition des fumées de soudage. Il est donc crucial de connaître les matériaux qui les composent pour pouvoir établir le niveau de risque. Certaines particules peuvent être toxiques, voire cancérigènes (comme le béryllium et le chrome hexavalent par exemple).

Les baguettes et fils d’aluminium contiennent généralement les matériaux suivants :

  • Aluminium (irritant pulmonaire)
  • Béryllium (cancérigène, fièvre des soudeurs)
  • Chrome (irritant, le chrome hexavalent est cancérigène)
  • Cuivre (irritant, fièvre des soudeurs)
  • Fer (sidérose)
  • Magnésium (irritant, fièvre des soudeurs)
  • Manganèse (fièvre des soudeurs, manganisme)
  • Silicon (fibrosant)
  • Titane
  • Zirconium
  • Zinc (fièvre des soudeurs)

Des gaz nitreux, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone peuvent aussi être présents dans l’air lors du soudage de l’aluminium.

Symptômes et risques sur la santé si vous respirez des fumées de soudage d’aluminium

Voici une liste de symptômes courants qui peuvent apparaître lorsqu’un soudeur soude l’aluminium. Si un de ces symptômes se manifeste pendant ou après avoir soudé, la protection du soudeur est déficiente et la situation doit être corrigée.

  • Irritation des yeux, du nez ou de la gorge
  • Gêne respiratoire, oppression thoracique
  • Mal de tête
  • Essoufflement
  • Toux
  • Respiration bruyante
  • Nausée

Respirer ces fumées d’oxyde d’aluminium et l’ozone peut créer des problèmes de santé chez les soudeurs. Malheureusement, les effets sont parfois dramatiques et irréversibles.

  • Fièvre des soudeurs (symptômes similaires à la grippe)
  • Aluminose (maladie incurable)
  • Bronchite (inflammation des bronches)
  • Hémorragie
  • Œdème pulmonaire (fluide dans les poumons)
  • Diminution de la performance du système nerveux (source : National Library of Medicine)
  • Fibrose pulmonaire (lésion des poumons)
  • Pneumoconiose (ensemble de maladies pulmonaires dont l’aluminose fait partie, source : PubMed)
  • Diminution des fonctions motrices
  • Neuropathie périphérique (maladie des nerfs)

La présence de béryllium ou de chrome hexavalent dans les fumées vient également augmenter le risque de cancer chez les soudeurs. De plus, l’ozone est également classifié comme un cancérigène dans certains pays comme l’Allemagne par exemple.

Il est primordial de protéger les soudeurs et leurs collègues du mieux possible et de réduire leur exposition à ces fumées toxiques.

Règlementations pour les fumées de soudage à l’aluminium

Au Canada, il y a 14 agences de santé et sécurité. Une dans chaque province et territoire et une agence fédérale pour les employés du gouvernement fédéral.

Aux États-Unis, OSHA (the Occupational Safety and Health Administration) a la charge de déterminer et faire respecter les limites d’exposition pour les différents contaminants présents sur les lieux de travail. En Californie, Cal/OSHA est l’agence locale.

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

Règlementation sur les fumées de soudage de l’aluminium au Canada

Fumées de soudageVEMPVECDP
AlbertaABPABPABP
Colombie-Britannique 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30mg/m3
9mg/m3
50mg/m3
15mg/m3
Manitoba10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
Nouveau-Brunswick 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
Terre-Neuve-et-Labrador 10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30 mg/m3
9 mg/m3
50 mg/m3
15 mg/m3
Territoires-du-Nord-Ouest5mg/m310 mg/m3Aucune
Nouvelle-Écosse10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
Nunavut5mg/m310mg/m3Aucune
Ontario10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
30mg/m3
9mg/m3
50mg/m3
15mg/m3
Île-du-Prince-Édouard10mg/m3 (i)
3mg/m3 (r)
AucuneAucune
Québec5mg/m315mg/m325mg/m3
Saskatchewan5mg/m310mg/m3Aucune
Yukon5mg/m35mg/m3Aucune
AluminiumVEMPVECDP
Alberta10mg/m3AucuneAucune
Colombie-Britannique1mg/m3(r)AucuneAucune
Manitoba1mg/m3(r)AucuneAucune
Nouveau-Brunswick10mg/m3(r)AucuneAucune
Terre-Neuve-et-Labrador1mg/m3(r)AucuneAucune
Territoires-du-Nord-Ouest10mg/m320mg/m3Aucune
Nouvelle-Écosse1mg/m3(r)AucuneAucune
Nunavut10mg/m320mg/m3Aucune
Ontario1mg/m3(r)AucuneAucune
Île-du-Prince-Édouard1mg/m3(r)AucuneAucune
Québec5mg/m3AucuneAucune
Saskatchewan10mg/m320mg/m3Aucune
YukonAucuneAucuneAucune
OzoneVEMPVECDP
Alberta0.1ppm0.3ppmAucune
Colombie-Britannique0.05ppmAucuneAucune
Manitoba0.05ppmAucuneAucune
Nouveau-Brunswick0.05ppmAucuneAucune
Terre-Neuve-et-Labrador0.05ppmAucuneAucune
Territoires-du-Nord-Ouest0.05ppm0.15ppmAucune
Nouvelle-Écosse0.05ppmAucuneAucune
Nunavut0.05ppm0.15ppmAucune
OntarioAucuneAucune0.1ppm
Île-du-Prince-Édouard0.05ppmAucuneAucune
Québec*AucuneAucune0.1ppm
Saskatchewan0.05ppm0.15ppmAucune
Yukon0.1ppm0.3ppmAucune
* L’ozone ne peut être recirculé.

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

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Règlementation sur les fumées de soudage de l’aluminium aux États-Unis

OSHAVEMPVECDP
Fumées de soudage5mg/m3(r)AucuneAucune
Aluminium5mg/m3(r)AucuneAucune
Ozone0.1ppmAucuneAucune

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)

Cal/OSHAVEMPVECDC
Fumées de soudage5mg/m3(r)AucuneAucune
Aluminium5mg/m3(r)AucuneAucune
Ozone0.1ppm0.3ppmAucune

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 California (en anglais)

A-t-on besoin d’un respirateur ou d’un masque pour souder l’aluminium?

En général, avec une ventilation locale et générale adaptée, il n’est pas nécessaire de porter un masque ou un respirateur en soudant l’aluminium. Les agences de santé et sécurité priorisent d’autres mesures et il ne faudrait porter un tel équipement que pour de courtes périodes si nécessaire.

Voici notre méthodologie pour protéger les soudeurs et les travailleurs autour contre les fumées de soudage de l’aluminium :

  1. Souder manuellement seulement lorsque c’est nécessaire. Il est parfois possible d’utiliser d’autres procédés (assemblage mécanique, soudage robotisé).
  2. Isoler les opérations de soudage pour qu’elles n’affectent pas les autres travailleurs (en concentrant le soudage dans une zone ou un bâtiment dédié, ou au moins en utilisant des écrans de soudage).
  3. Utilisez des matériaux et consommables qui réduiront les fumées toxiques. Retirez la peinture, les lubrifiants, les solvants, le placage des pièces à souder. Essayez aussi d’éviter les substances cancérigènes (béryllium, chrome hexavalent, etc.).
  4. Équipez votre usine avec des extracteurs de fumée de soudage. Pour plus d’information, visitez notre page sur l’extraction des fumées de soudage de l’aluminium.
  5. Assurez-vous que les soudeurs se positionnent de façon à éviter de respirer les fumées. Par exemple en ne plaçant pas leur tête entre le bain de fusion et l’extracteur. Ou encore en se positionnant le dos au vent lorsqu’ils soudent à l’extérieur.
  6. Assurez-vous que l’environnement de travail est assez ventilé.
  7. Finalement, si toutes les mesures précédentes ne suffisent pas, utilisez des équipements de protection individuelle, tels que des respirateurs, pour maintenir les concentrations de polluants dans la zone respiratoire des travailleurs dans les normes. Le masque doit être ajusté spécifiquement pour chaque soudeur afin d’être étanche.

Découvrez notre méthode pour contrôler efficacement les fumées de soudage et éviter que les travailleurs ne les respirent.

Extraction des fumées de soudage de l’aluminium

Malheureusement, les travailleurs qui soudent l’aluminium ont souvent été oubliés de l’industrie de l’hygiène industrielle, principalement parce qu’il n’existe pas de pistolet « push-pull » extracteur de fumée. Cependant, nous sommes parvenus à aider de nombreux fabricants de produits en aluminium à régler ce problème avec nos pistolets MIG extracteurs ou des alternatives viables.

Le meilleur extracteur pour les fumées d’aluminium avec le procédé MIG

Si vous utilisez un pistolet à souder « push-pull » ou un pistolet MIG standard, un pistolet MIG extracteur est la meilleure solution pour capter les fumées de soudage. Pour de meilleurs résultats, il est important d’utiliser une gaine guide fil à faible friction et d’utiliser des pistolets à souder aussi courts que possible.

Nous avons implémenté cette solution avec succès chez de nombreux manufacturiers sans que cela n’entraîne de diminution de la qualité ou de la productivité. Vous pouvez utiliser des unités mobiles ou un système central pour fournir le vacuum nécessaire aux pistolets MIG.

Le meilleur extracteur pour les fumées d’aluminium avec le procédé TIG

Les bras de captation alimentés par un ventilateur sont le meilleur moyen pour capter les fumées de soudage à l’aluminium avec le procédé TIG. Il est important de savoir qu’il est toujours préférable d’extraire les fumées d’aluminium par le haut. De cette façon, la production d’ozone est plus faible que si la fumée est aspirée à l’horizontale.

Obtenez des panneaux d’avertissement imprimables gratuits pour rappeler à vos travailleurs les risques des fumées de soudage.

3 Façons de Faire un Premier Pas vers un Environnement sans Fumées

1 – Assister à notre Webinaire

2 – Demander le Guide « 30 Conseils d’Expert pour Se Débarrasser des Fumées »

Vous recevrez aussi de l’info sur les réglementations, des exemples d’installation, des conseils pour choisir le bon extracteur.

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Il nous fera plaisir de vous aider à protéger vos soudeurs et à respecter les normes en vigueur. Nous nous déplaçons partout au Canada et aux États-Unis pour des essais gratuits.

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