Manganèse et Fumées de Soudage : Risques et Solutions

Le manganèse est un nutriment indispensable pour l’organisme, mais peut également se révéler toxique. Si le manganèse consommé en excès est éliminé par le foie et les reins, celui inhalé échappe à ce mécanisme. De ce fait, le manganèse présent dans les fumées de soudage peut s’accumuler dans l’organisme et causer divers problèmes de santé.

Le manganèse est un métal dur et grisâtre similaire au fer, fréquemment utilisé dans la fabrication de l’acier. Lors de la soudure, des particules de manganèse sont libérées dans les fumées de soudage et peuvent être inhalées par les travailleurs. Dans cet article, nous examinerons l’exposition des soudeurs à ce risque, les normes applicables, ainsi que les mesures de protection à adopter pour prévenir les problèmes de santé.

Les soudeurs sont-ils exposés au manganèse ?

La majorité des soudeurs sont exposés au manganèse, notamment lors du soudage des aciers doux à haute résistance, des alliages ferreux ou de certains alliages de cuivre, de nickel ou d’aluminium. La quantité de manganèse dans les consommables joue également un rôle déterminant.

De manière générale, il est recommandé de connaître la composition des métaux, des gaz et des consommables utilisés durant les opérations de soudage afin de déterminer les substances potentiellement dangereuses auxquelles les travailleurs pourraient être exposés. Cette précaution est particulièrement importante lors des travaux dans un espace confiné ou mal aéré.

Les fumées de soudage sont un mélange de différents métaux et gaz, et contiennent généralement des particules de manganèse. Elles peuvent être sous différents états d’oxydation (dioxyde, tétraoxyde, trioxyde, par exemple). Ces particules de manganèse, dont la taille varie entre 0.001 et 100 µm, peuvent se déposer à divers endroits dans le système respiratoire.

Effets du manganèse sur la santé

Lorsqu’il est chauffé, le manganèse produit une fumée toxique. Si elle est inhalée de manière prolongée, cette fumée peut engendrer des effets néfastes sur la santé : manganisme, lésions pulmonaires, hépatiques et rénales, fièvre de soudeur, etc. Ces problèmes peuvent se manifester même avec des concentrations faibles.

Les effets des fumées de manganèse varient d’un individu à l’autre et dépendent principalement de la durée d’exposition à ce polluant. Selon le Dr Brad Racette de la Faculté de Médecine de l’Université de Washington à Saint Louis : « Plus une personne est exposée aux fumées de soudage, plus les symptômes progressent rapidement. »

Selon le CDC, une exposition prolongée à des fumées de manganèse, à des concentrations dépassant 1 mg/m3, peut provoquer une affection neurologique progressive et invalidante nommée manganisme. Les symptômes de cette affection sont similaires à ceux de la maladie de Parkinson et peuvent se manifester par des tremblements, des raideurs musculaires, des ralentissements de mouvements, des troubles de l’équilibre, de l’anxiété, de la dépression et des comportements agressifs. Certains soudeurs peuvent développer ces symptômes après seulement quelques mois d’exposition, tandis que chez d’autres, la maladie peut prendre une décennie ou plus à se manifester.

En plus du manganisme, les travailleurs exposés à des concentrations de manganèse inférieures à 0.2 mg/m3 peuvent également éprouver des sautes d’humeur, une diminution de la mémoire à court terme, une baisse de la coordination et un temps de réaction prolongé.

De manière générale, l’inhalation de fumées de manganèse peut causer des dommages aux poumons, aux reins et au foie, et pourrait éventuellement affecter la fertilité chez les hommes. De plus, le manganèse est toxique et peut provoquer des irritations ou des œdèmes pulmonaires, en plus de potentiellement aggraver la fièvre des soudeurs.

Manganèse et limites d’exposition

Limites d’exposition au Canada pour les fumées de manganèse

Au Canada, les limites d’exposition au manganèse diffèrent selon les provinces et les territoires. TWA désigne la moyenne pondérée sur huit heures. STEL est la limite d’exposition à court terme, pour une durée maximale de 15 minutes, ne pouvant être dépassée plus de quatre fois par jour et avec un intervalle d’au moins 60 minutes entre chaque exposition à ce niveau. La valeur C représente le plafond, c’est-à-dire la limite qui ne doit jamais être dépassée.

	TWA	STEL	C
AB	0.2mg/m3	0.6mg/m3***	1mg/m3
BC	0.2mg/m3(t)* 0.02mg/m3(r)*	0.6mg/m3*** 0.06mg/m3***	1mg/m3 0.1mg/m3
MB	0.02mg/m3**	Aucune	Aucune
NB	0.2mg/m3	Aucune	Aucune
NL	0.02mg/m3**	0.06mg/m3***	0.1mg/m3
NT	0.2mg/m3	0.6mg/m3	Aucune
NS	0.02mg/m3**	Aucune	Aucune
NU	0.2mg/m3	0.6mg/m3	Aucune
ON	0.2mg/m3	0.6mg/m3***	1mg/m3
PE	0.02mg/m3**	Aucune	Aucune
QC	0.2mg/m3	Aucune	Aucune
SK	0.2mg/m3	0.6mg/m3	Aucune
YT	5mg/m3	Aucune	Aucune

PEL & TLV pour le manganèse aux États-Unis

Aux États-Unis, l’OSHA impose une limite d’exposition au manganèse de 5 mg/m3. Il s’agit du plafond (PEL-C), ce qui signifie que la concentration de manganèse dans la zone respiratoire du soudeur ne doit jamais dépasser cette limite. Habituellement, la mesure se fait sur une période de 15 minutes.

En Californie, cette limite est plus stricte, avec une concentration maximale moyenne sur huit heures de 0.2 mg/m3 (PEL-TWA) et une exposition maximale à court terme de 3 mg/m3 (PEL-STEL).

L’ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) recommande de maintenir la concentration de manganèse dans la zone respiratoire du soudeur en dessous de 0.02 mg/m3 sur une période de travail de huit heures (TLV-TWA). Bien que ce ne soit qu’une recommandation, de nombreuses entreprises choisissent de la respecter pour protéger leurs travailleurs, et parce qu’il est probable que l’OSHA adopte cette recommandation à l’avenir.

Le NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) recommande une moyenne maximale sur huit heures de 1 mg/m3 (REL-TWA), et une concentration maximale à court terme de 3 mg/m3 (REL-STEL).

Que faire si vous êtes en contact avec de la fumée de manganèse ?

Inhalation

Si vous inhalez des fumées de manganèse, il est recommandé de vous déplacer dans un endroit avec de l’air frais. Si vous ressentez des difficultés à respirer ou si vos symptômes s’aggravent, persistent ou réapparaissent, consultez un médecin le plus rapidement possible. Il est également recommandé de contacter un centre antipoison et de vous reposer pour le reste de la journée, car un œdème pulmonaire peut se développer après quelques heures et les symptômes peuvent être exacerbés par l’activité physique.

Yeux

Si les fumées de manganèse irritent vos yeux, rincez-les à l’eau pendant au moins cinq minutes ou jusqu’à ce que l’irritation disparaisse. Si vous portez des lentilles de contact, il est recommandé de les retirer avant de rincer vos yeux, si possible. Consultez un médecin une fois les premiers soins effectués.

Peau

Si la fumée de manganèse provoque une gêne sur votre peau, rincez la zone touchée à l’eau.

Protéger les soudeurs contre les fumées de manganèse

Pour protéger les soudeurs contre les fumées de manganèse, plusieurs stratégies peuvent être mises en œuvre, notamment :

1. Souder uniquement lorsque cela est nécessaire et privilégier d’autres procédés plutôt que le soudage manuel.
2. Utiliser des extracteurs de fumées de soudage.
3. Isoler les opérations de soudage pour protéger les autres travailleurs.
4. Utiliser des procédés et des matériaux contenant le moins de manganèse possible.
5. S’assurer que les soudeurs se positionnent de manière à minimiser leur inhalation de fumée.
6. Ventiler correctement le bâtiment.
7. Utiliser des équipements de protection individuelle (EPI) si les mesures précédentes ne sont pas suffisantes.

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

Il est souvent difficile d’éliminer complètement les opérations de soudage manuel et l’utilisation d’extracteurs de fumées de soudage devient la solution à ce problème.

Fumées de manganèse et soudage MIG (GMAW)

Pour les soudeurs MIG (GMAW), atteindre la recommandation de l’ACGIH de limiter la concentration de manganèse dans la zone respiratoire du soudeur à 0.02 mg/m3 est un défi. Cependant, une étude a démontré qu’il est possible d’atteindre ce niveau avec des pistolets MIG extracteurs.

Un producteur de pièces en acier a mis à l’épreuve les pistolets AIRGOMIG pendant plusieurs jours, tandis qu’une société indépendante procédait à des échantillonnages de l’air dans la zone de respiration du soudeur. Ces tests ont été effectués selon les méthodes et protocoles établis au Canada et aux États-Unis. Sur trois jours de travail de huit heures, des pièces ont été fabriquées en utilisant du fil solide et du fil fourré. La concentration de la fumée de soudage dans la zone respiratoire du soudeur a été maintenue entre 0,45 et 0,69 mg/m3, soit plus de cinq fois inférieure à la limite fixée par la CNESST et l’OSHA. L’oxyde de manganèse a été maintenu en dessous de 0,015 mg/m3, alors que l’ACGIH recommande 0,020 mg/m3.

Je vous recommande de lire notre article sur les pistolets MIG extracteurs pour en apprendre plus sur cette technologie.

Fumées de manganèse et autres procédés de soudage

Pour les autres procédés de soudage, comme le TIG ou la soudure à l’électrode, la meilleure technologie pour extraire les fumées est le bras de captation flexible. Correctement positionnés et avec le bon débit, ces bras peuvent atteindre une efficacité d’extraction proche de 100 % et permettent de respecter les normes de qualité de l’air.

Alternativement, il est possible d’utiliser des buses d’extraction, cependant, leur portée limitée rend les résultats moins constants. Finalement, les hottes ne protègent généralement pas le soudeur, car celui-ci travaille avec le visage entre le point de soudure et la hotte, inhalant ainsi les fumées. Il est donc recommandé de les éviter.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les autres polluants présents dans les fumées de soudage et les limites de concentration permises, nous disposons de plusieurs ressources détaillées à consulter, y compris en français pour le Québec et le Nouveau-Brunswick.