Processus Simple de Résolution des Problèmes de Fumées de Soudage

Les fumées de soudage, reconnues pour leur toxicité et leur potentiel cancérigène, représentent un danger pour les soudeurs et leurs collègues. Depuis plus de 40 ans, nous sommes engagés à les protéger, et nous allons partager la méthode que nous avons développée pour traiter les problèmes de fumées de soudage et empêcher les travailleurs d’inhaler des particules ou des gaz nocifs.

Vous constaterez que les étapes de 1 à 7 doivent être mises en œuvre (sauf si c’est inapplicable), tandis que l’étape 8 est facultative et ne s’applique que si le problème persiste. En outre, les étapes de 1 à 4 ont pour but de minimiser les fumées produites dans l’environnement de travail, alors que les étapes subséquentes visent à protéger les travailleurs des fumées restantes.

Pour toute question ou besoin d’information supplémentaire, n’hésitez pas à nous contacter.

1 – Souder manuellement seulement lorsque c’est nécessaire

Cette première étape est cruciale, bien qu’elle ne soit pas toujours applicable. Il est essentiel d’évaluer si des alternatives au soudage manuel existent.

Le soudage robotisé, aujourd’hui plus abordable que jamais, n’est plus un luxe réservé uniquement aux grandes entreprises. Certains robots sont d’ailleurs spécialement conçus pour réaliser de petites séries de pièces. Il est plus simple de protéger les travailleurs autour d’un robot qu’un soudeur proche du bain de fusion. De plus, en période de pénurie de main-d’œuvre, cette solution pourrait résoudre deux problèmes à la fois.

D’autres méthodes peuvent également être envisagées en alternative au soudage, telles que l’assemblage mécanique (boulons, vis, rivets, etc.) ou le collage (il y a de nombreux adhésifs pour métaux disponibles sur le marché). Il est néanmoins crucial de s’assurer que les propriétés et résultats fournis par la méthode d’assemblage choisie correspondent à vos besoins.

2 – Isoler les opérations de soudage

Cette deuxième étape n’affecte pas directement les soudeurs, mais contribue significativement à l’amélioration de la qualité de l’air pour les autres travailleurs.

Certaines entreprises veillent à ce que toutes les opérations de soudage soient réalisées dans un bâtiment spécifique, une pièce dédiée, ou une zone spécifique de l’usine. Dans un monde parfait, seuls les soudeurs seraient présents dans cette zone, mais il serait au moins souhaitable de réduire autant que possible le nombre de travailleurs autour des opérations de soudage.

Si des employés sont proches des opérations de soudage, il est toujours recommandé d’utiliser des écrans de soudage. Ces derniers les protégeront contre les arcs, les étincelles et les rayons UV. Les rideaux de soudage suspendus au plafond seraient une solution encore meilleure, car ils permettent de confiner la fumée, facilitant ainsi son extraction.

3 – Utilisez des procédés de soudage qui produisent moins de fumée

Bien que ce ne soit qu’un élément parmi d’autres, certains procédés génèrent moins de fumée que d’autres. Cela ne signifie pas que la capture à la source n’est pas nécessaire pour respecter les concentrations maximales autorisées, ni que cette fumée est moins toxique.

Cependant, toutes choses égales par ailleurs, il est judicieux d’envisager des procédés de soudage et de découpage moins polluants si cela est possible :

• Moins de fumée : TIG, soudage par résistance, arc submergé, coupage laser
• Plus de fumée : MIG, MAG, coupage plasma
• Pires procédés : Soudage à la baguette, flux cored, arc-air

Il est également envisageable d’ajuster les paramètres de soudage pour diminuer la production de fumées. Une étude américaine a conclu qu’il est conseillé d’utiliser le voltage et l’ampérage les plus faibles à la vitesse la plus élevée possible sans compromettre la qualité du soudage pour minimiser l’exposition aux fumées.

« For reducing exposures to fumes, welders are recommended to use the lowest voltage and amperage and the highest travel speed to the extent that does not compromise in the quality of welds. »

L’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et sécurité du travail (IRSST) a également publié une ressource détaillée très utile intitulée Influence des paramètres de soudage à l’arc électrique sur les concentrations de fumées et leurs composantes métalliques : état des connaissances. Voici quelques-unes de leurs conclusions :

• « Pour le procédé GMAW, l’utilisation des modes pulsés […] génère quant à elle moins de fumées de Mn et de Cr(VI) que le procédé GMAW conventionnel. »
• « L’augmentation de la fraction de gaz carbonique (CO2) dans un mélange de gaz de protection induit une augmentation des quantités de fumées générées. »
• « L’augmentation de la tension, de l’intensité du courant et du diamètre de l’électrode entraîne également une plus grande génération de fumées. »
• « Il en est de même lors de l’utilisation d’un flux plus important, au cœur même de l’électrode (FCAW) ou dans son enrobage (SMAW). »
• « Quant au procédé GMAW, le mode de transfert en pulvérisation pulsée entraîne une réduction des quantités de fumées générées comparativement aux modes de transfert en court-circuit et en pulvérisation axiale. »

Découvrez d’autres stratégies pour réduire les fumées de soudage dans l’article spécialiement dédié à ce sujet.

4 – Utilisez des matériaux et consommables moins toxiques

La première chose à comprendre est qu’il convient d’éviter de souder des métaux recouverts de placage, de peinture, de primer, de solvant, de lubrifiant, de protection antirouille ou de tout autre type de revêtement. Ces derniers accentuent toujours la quantité et la toxicité des fumées, parfois de manière drastique.

Il faut les éliminer des zones qui vont être soudées, ce qui devrait en outre améliorer la qualité du soudage. Utilisez des méthodes sûres pour enlever ces revêtements. Contactez votre fournisseur pour obtenir plus d’informations sur le produit concerné et la meilleure manière de le retirer.

Le meulage ou le sablage d’un revêtement pour s’en débarrasser peuvent sembler être les solutions les plus simples, mais il faut savoir que la poussière produite peut également être toxique, voire explosive.

Une fois que la question du revêtement est résolue, il est crucial d’éviter, ou du moins de réduire, l’utilisation de matériaux et consommables contenant des substances cancérigènes ou toxiques. Voici une liste non exhaustive de certains métaux et gaz particulièrement dangereux :

• Toxique : plomb, manganèse, cadmium, ozone
• Cancérigène : chrome hexavalent, cadmium, béryllium, nickel
• Fièvre des soudeurs : zinc, cuivre, magnésium, aluminium, cadmium, oxyde de fer, manganèse, nickel, sélénium, argent, étain

Nous comprenons qu’il est souvent difficile d’éliminer toutes les substances potentiellement dangereuses, mais de nombreuses stratégies sont disponibles pour réduire leur concentration dans les fumées. Vos fournisseurs de métaux et de produits de soudage peuvent être d’excellents interlocuteurs pour obtenir plus d’informations.

Au cours de ces quatre premières étapes, vous avez fait tout ce qui est en votre pouvoir pour minimiser la quantité de fumée et sa toxicité dans l’environnement de travail. L’étape suivante consiste à veiller à ce que les soudeurs n’inhalent pas la fumée résiduelle.

5 – Extracteurs de fumée de soudage

Il est à présent temps de recourir à la capture à la source pour éliminer les fumées de soudage. En général, il est recommandé d’aspirer la fumée le plus près possible de son point d’émission pour obtenir les meilleurs résultats. Les cinq technologies les plus utilisées pour capter les fumées de soudage sont les suivantes :

• Pistolets MIG extracteurs
• Bras de captation
• Buses de captation
• Hottes de ventilation
• Tables aspirantes

Les technologies les mieux adaptées pour chaque procédé de soudage sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

Procédé	MIG	Bras	Buse	Hotte	Table
MIG / GMAW	Meilleur	Oui	Oui	Non	Non
TIG / GTAW	Non	Meilleur	Oui	Non	Non
Flux Cored / FCAW	Meilleur	Oui	Oui	Non	Non
Baguette / SMAW	Non	Meilleur	Oui	Non	Non
Soudage robotisé	Oui	Oui*	No	Meilleur	Non

Pour plus d’information,nous vous invitons à consulter notre article sur les extracteurs des fumées de soudage, ou celui concernant l’extraction des fumées de soudage pour le procédé MIG. Vous pouvez également consulter notre comparatif entre unités d’aspiration mobiles et stationnaires pour faire le bon choix.

6 – Assurez-vous que les soudeurs se positionnent de façon à éviter les fumées

L’étape 6 est assez simple. Les soudeurs devraient tirer parti de leur environnement et des éléments à disposition pour minimiser l’inhalation de fumées. Par exemple, ils ne devraient pas placer leur tête au-dessus du bain de fusion puisque la fumée s’élève naturellement. Ou encore, en extérieur, ils devraient se positionner dos au vent lorsqu’ils soudent.

Enfin, il est crucial de ne jamais obstruer l’entrée d’air de l’extracteur, surtout en y plaçant sa tête. D’une part, cela permet de maintenir une efficacité optimale en tout temps et de protéger tous les travailleurs. D’autre part, cela évite que les fumées n’atteignent le visage du soudeur avant d’être aspirées. Ce problème ne se pose pas avec les pistolets MIG extracteurs puisque la fumée est aspirée à quelques pouces du bain de fusion.

7 – Assurez-vous que l’environnement de travail est assez ventilé

La ventilation générale seule n’est jamais suffisante et doit être utilisée en complément de la captation à la source.

Au Québec, pour le secteur de la fabrication de produits métalliques, le Règlement sur la santé et la sécurité du travail requiert un minimum de quatre renouvellements d’air par heure. Cela signifie que le volume utile de l’usine doit être renouvelé et remplacé par de l’air frais quatre fois par heure. Si tous les travailleurs sont au même niveau, le volume utile correspond à la surface du sol multipliée par 12 pieds (ou la hauteur réelle si elle est inférieure à 12 pieds). Il est à noter que l’air aspiré par les extracteurs de fumée compte dans le total de l’air renouvelé.

En général, entre 4 et 12 renouvellements d’air par heure sont nécessaires pour respecter les normes. Cela dépend de la quantité et de la toxicité des fumées générées, mais aussi de l’efficacité du système de captation à la source. Un système de captation efficace réduit le nombre de changements d’air par heure nécessaire et permet donc d’économiser significativement sur le chauffage ou la climatisation.

Pour le travail en espace confiné, l’AIHA (American Industrial Hygiene Association) recommande 20 changements d’air par heure.

Aux États-Unis, l’OSHA exige simplement que les employeurs assurent que la ventilation générale maintient les concentrations de fumées et de polluants dans les limites acceptables et sécuritaires.

8 – Équipements de protection individuelle

Cette étape ne devrait normalement pas être nécessaire, car les concentrations de fumée de soudage dans la zone respiratoire des travailleurs devraient être bien inférieures aux limites imposées par les règlements. Cependant, si quelques postes de travail posent encore problème, l’utilisation d’EPI, tels que des masques ou des respirateurs ajustés pour chaque travailleur, peut être requise.

Il est crucial de comprendre que cette mesure doit vraiment être envisagée en dernier recours. En effet, les organismes de santé et de sécurité exigent des employeurs qu’ils mettent tout en œuvre pour extraire les fumées de soudage afin que les masques ou les respirateurs ne soient pas nécessaires en permanence. Toutefois, en cas de besoin, ils peuvent être utilisés pour de courtes durées.

Pour en savoir plus sur les équipements de protection respiratoire pour les soudeurs, je vous invite à consulter le guide produit par 3M.

Quelle quantité de fumées de soudage est considérée sécuritaire ?

Des limites d’exposition pour les fumées de soudage et les métaux et gaz sont fixées par des organismes de santé et de sécurité tels que la CNESST (Québec). Pour connaître les concentrations maximales autorisées dans chaque juridiction, vous pouvez consulter les articles suivants :

• Québec : Réglementation sur les Fumées de Soudage
• Fumée de Soudage au Canada : Règles & Limites d’Exposition
• Welding Fume Regulations and Exposure Limits in the US (en anglais)
• Welding Fume Regulations and Exposure Limits in California (en anglais)

Dans ces articles, vous trouverez également les recommandations de l’ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists). Ces dernières sont généralement considérées comme sûres pour les soudeurs travaillant dans un environnement typique pour des quarts de travail ne dépassant pas huit heures.

Au Canada, la valeur maximale d’exposition moyenne pondérée pour les fumées de soudage imposée au Québec, en Saskatchewan, au Yukon, au Nunavut et dans les Territoires-du-Nord-Ouest est de 5mg/m3. Les autres provinces et territoires demandent de suivre les recommandations de l’ACGIH, à l’exception de l’Alberta qui demande simplement de maintenir la concentration aussi basse que possible. Aux États-Unis, la valeur d’exposition moyenne pondérée imposée par OSHA et Cal/OSHA est de 5mg/m3.

Plusieurs substances présentes dans les fumées de soudage ont également leurs propres limites d’exposition, comme le manganèse et le chrome hexavalent. Pour en savoir plus, veuillez utiliser les liens ci-dessus.

Fumées de soudage et risques sur la santé des travailleurs

Selon l’OSHA, le CDC, l’Agence Internationale de Recherche sur le Cancer et la Commission des normes de l’équité de la santé et de la sécurité du travail du Québec (CNESST), respirer des fumées de soudage peut provoquer les problèmes de santé suivants :

• Irritation des yeux, du nez ou de la gorge
• Douleurs musculaires et articulaires
• Vertiges et nausées
• Difficultés respiratoires incluant la suffocation ou l’asphyxie
• Fièvre des soudeurs
• Problèmes pulmonaires
• Différents types de cancer
• Ulcères à l’estomac
• Lésions rénales
• Lésions du système nerveux
• Manganisme
• Douleurs thoraciques
• Asthme
• Hémorragies
• Dermatite ou eczéma
• Affection des reins
• Troubles des os et des articulations
• Sidérose (dépôt d’oxydes de fer dans les poumons)
• Stannose (inhalation de fumée d’oxyde d’étain)
• Anthracose (inhalation de poussières de carbone)
• Bérylliose (inhalation de fumée de béryllium)
• Accumulation de liquide dans les poumons