Contrôler les Fumées de Soudage de l’Aluminium: Guide Complet

L’aluminium est utilisé dans une variété d’industries, incluant l’aéronautique, la construction, l’automobile, les trains, les camions, les vélos, les remorques, etc. Par conséquent, le soudage de l’aluminium est une activité courante, tout comme les problèmes de santé associés à ses fumées.

Lorsqu’il est chauffé pendant le soudage, l’aluminium produit une fumée blanche contenant principalement de l’oxyde d’aluminium (irritant) et de l’ozone (toxique). Le soudage sans protection peut entraîner des troubles respiratoires et pulmonaires tels que l’aluminose et peut endommager le système nerveux.

Les techniques de soudage les plus utilisées pour l’aluminium sont celles à gaz inerte (argon, hélium), comme le TIG et le MIG. Le gaz protège le matériau des réactions avec l’air ambiant.

Cet article vous donnera une compréhension approfondie de la composition des fumées de soudage de l’aluminium, des risques qu’elles posent, et des solutions pour protéger les travailleurs de manière efficace et durable.

Composition des fumées de soudage de l’aluminium

La composition et la concentration des fumées varient en fonction du type d’aluminium ou d’alliage, de la technique de soudage utilisée, des paramètres choisis, du type et de la taille des consommables, du gaz inerte, etc. Cependant, l’oxyde d’aluminium et l’ozone, qui sont toujours présents et toxiques, doivent être éliminés avant que le soudeur ne les respire.

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 génère de l’oxyde d’aluminium, une substance chimique blanche et inodore également connue sous le nom d’alumine. Les particules d’oxyde d’aluminium présentes dans les fumées de soudage ont généralement une taille comprise entre 0.01 et 0.1 micron, ce qui les rend facilement inhalables et les amène à se déposer dans le système respiratoire.

Ozone (O3)

De plus, le soudage de l’aluminium produit une grande quantité d’ozone. L’ozone se forme lorsque les rayons ultraviolets produits par le processus de soudage entrent en contact avec l’air ambiant. Une partie du dioxygène (O2) se transforme en ozone. Ce phénomène de radiation est renforcé par la réflexion de l’aluminium, exacerbant le problème. L’ozone, aussi connu sous le nom de trioxygène, est un gaz bleu pâle avec une odeur très distinctive (similaire à celle du chlore).

Il est à noter que le processus TIG, bien qu’il produise moins de fumée que le MIG, conduit à des concentrations d’ozone nettement plus élevées. La production d’ozone est également plus importante lors du soudage des alliages d’aluminium et de silicium comparativement à l’aluminium pur ou aux alliages d’aluminium et de magnésium.

Étonnamment, les concentrations d’ozone sont plus élevées lorsqu’il y a moins de fumée, et cela pour deux raisons principales. D’une part, la présence de fumée inhibe la diffusion des rayons UV et par conséquent leur interaction avec l’air ambiant. En effet, la formation d’ozone peut se produire à distance du point de soudure. D’autre part, l’ozone étant instable, il se décompose en oxygène lorsqu’il est mélangé à la fumée.

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

Les matériaux consommables jouent un rôle déterminant dans la composition des fumées de soudage. Il est donc impératif de connaître les composants de ces matériaux pour évaluer le niveau de risque. Certaines particules peuvent être toxiques et même 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 tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et les oxydes d’azote peuvent également 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 survenir lors du soudage de l’aluminium. Si l’un de ces symptômes se manifeste pendant ou après le soudage, cela indique que la protection du soudeur est insuffisante et que la situation doit être rectifiée.

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

L’inhalation de ces fumées d’oxyde d’aluminium et d’ozone peut entraîner des problèmes de santé chez les soudeurs. Malheureusement, les effets peuvent parfois être dramatiques et irréversibles.

• Fièvre du soudeur (symptômes similaires à ceux de la grippe)
• Aluminose (maladie incurable)
• Bronchite (inflammation des bronches)
• Hémorragie
• Œdème pulmonaire (accumulation de fluide dans les poumons)
• Diminution des performances du système nerveux (source : Bibliothèque Nationale de Médecine)
• Fibrose pulmonaire (lésions pulmonaires)
• Pneumoconiose (groupe de maladies pulmonaires, dont l’aluminose fait partie, source : PubMed)
• Réduction des fonctions motrices
• Neuropathie périphérique (maladie des nerfs)

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

Il est essentiel de protéger autant que possible les soudeurs et leurs collègues et de minimiser leur exposition à ces fumées toxiques.

Règlementations pour les fumées de soudage à l’aluminium

Au Canada, il existe 14 agences de santé et de sécurité, une pour chaque province et territoire, ainsi qu’une agence fédérale pour les employés du gouvernement fédéral.

Aux États-Unis, l’OSHA (Occupational Safety and Health Administration) est chargée de définir et d’appliquer les limites d’exposition aux différents contaminants présents sur les lieux de travail. En Californie, l’agence locale est Cal/OSHA.

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 soudage	VEMP	VECD	P
Alberta	ABP	ABP	ABP
Colombie-Britannique	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	30mg/m3 9mg/m3	50mg/m3 15mg/m3
Manitoba	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	Aucune	Aucune
Nouveau-Brunswick	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	Aucune	Aucune
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-Ouest	5mg/m3	10 mg/m3	Aucune
Nouvelle-Écosse	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	Aucune	Aucune
Nunavut	5mg/m3	10mg/m3	Aucune
Ontario	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	30mg/m3 9mg/m3	50mg/m3 15mg/m3
Île-du-Prince-Édouard	10mg/m3 (i) 3mg/m3 (r)	Aucune	Aucune
Québec	5mg/m3	15mg/m3	25mg/m3
Saskatchewan	5mg/m3	10mg/m3	Aucune
Yukon	5mg/m3	5mg/m3	Aucune

Aluminium	VEMP	VECD	P
Alberta	10mg/m3	Aucune	Aucune
Colombie-Britannique	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Manitoba	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Nouveau-Brunswick	10mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Terre-Neuve-et-Labrador	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Territoires-du-Nord-Ouest	10mg/m3	20mg/m3	Aucune
Nouvelle-Écosse	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Nunavut	10mg/m3	20mg/m3	Aucune
Ontario	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Île-du-Prince-Édouard	1mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Québec	5mg/m3	Aucune	Aucune
Saskatchewan	10mg/m3	20mg/m3	Aucune
Yukon	Aucune	Aucune	Aucune

Ozone	VEMP	VECD	P
Alberta	0.1ppm	0.3ppm	Aucune
Colombie-Britannique	0.05ppm	Aucune	Aucune
Manitoba	0.05ppm	Aucune	Aucune
Nouveau-Brunswick	0.05ppm	Aucune	Aucune
Terre-Neuve-et-Labrador	0.05ppm	Aucune	Aucune
Territoires-du-Nord-Ouest	0.05ppm	0.15ppm	Aucune
Nouvelle-Écosse	0.05ppm	Aucune	Aucune
Nunavut	0.05ppm	0.15ppm	Aucune
Ontario	Aucune	Aucune	0.1ppm
Île-du-Prince-Édouard	0.05ppm	Aucune	Aucune
Québec*	Aucune	Aucune	0.1ppm
Saskatchewan	0.05ppm	0.15ppm	Aucune
Yukon	0.1ppm	0.3ppm	Aucune

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

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

OSHA	VEMP	VECD	P
Fumées de soudage	5mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Aluminium	5mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Ozone	0.1ppm	Aucune	Aucune

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/OSHA	VEMP	VECD	C
Fumées de soudage	5mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Aluminium	5mg/m3(r)	Aucune	Aucune
Ozone	0.1ppm	0.3ppm	Aucune

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)

Est-il nécessaire de porter un respirateur ou un masque lors du soudage de l’aluminium?

En règle générale, une ventilation locale et générale adéquate rend inutile le port d’un masque ou d’un respirateur lors du soudage de l’aluminium. Les agences de santé et de sécurité préconisent d’autres mesures et ces équipements ne devraient être portés que pendant de courtes périodes si nécessaire.

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

1. N’utilisez le soudage manuel que lorsque c’est nécessaire. Il est parfois possible de recourir à d’autres méthodes (assemblage mécanique, soudage robotisé).
2. Isoler les opérations de soudage pour qu’elles n’affectent pas les autres travailleurs (en limitant le soudage à une zone ou un bâtiment spécifique, ou à défaut en utilisant des écrans de soudage).
3. Utiliser des matériaux et des consommables qui minimiseront les fumées toxiques. Enlevez la peinture, les lubrifiants, les solvants, le placage des pièces à souder. Essayez aussi d’éviter les substances cancérigènes (béryllium, chrome hexavalent, etc.).
4. Équiper votre atelier d’extracteurs de fumées de soudage.
5. Veillez à ce que les soudeurs se positionnent de manière à éviter d’inhaler les fumées. Par exemple, en évitant de placer leur tête entre le bain de fusion et l’extracteur, ou en se positionnant dos au vent lorsqu’ils soudent à l’extérieur.
6. Assurer une ventilation adéquate dans l’environnement de travail.
7. Enfin, si toutes les mesures précédentes sont insuffisantes, utiliser des équipements de protection individuelle, tels que des respirateurs, pour maintenir les concentrations de polluants dans la zone respiratoire des travailleurs dans les limites réglementaires. Le masque doit être ajusté spécifiquement pour chaque soudeur afin d’assurer son étanchéité.

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 négligés par l’industrie de l’hygiène industrielle, principalement parce qu’il n’existe pas de pistolet « push-pull » avec extraction de fumée. Cependant, nous avons réussi à aider de nombreux fabricants de produits en aluminium à résoudre ce problème grâce à nos pistolets MIG avec extraction de fumée ou d’autres alternatives viables.

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 de fumée est la meilleure solution pour capturer les fumées de soudage. Pour de meilleurs résultats, il est recommandé d’utiliser une gaine guide fil à faible friction et des pistolets à souder aussi courts que possible.

Nous avons mis en œuvre cette solution avec succès chez de nombreux fabricants sans qu’elle n’entraîne une baisse 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 d’aspiration alimentés par un ventilateur sont le meilleur moyen de capturer les fumées de soudage à l’aluminium avec le procédé TIG. Il est important de noter qu’il est toujours préférable d’extraire les fumées d’aluminium par le haut. Ainsi, la production d’ozone est plus faible que si la fumée est aspirée à l’horizontale.