Exposition aux fumées de soudage

Les effets des fumées de soudage sur la santé dépendent de facteurs tels que la composition des fumées de soudage et la durée de l’exposition. Certains composants des fumées de soudage sont classés comme cancérigènes. 
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preventFocus 03/2023

Soudage

Les processus de soudage et apparentés dégagent des fumées de soudage qui, si elles sont inhalées, peuvent être nocives pour les travailleurs. Lors du soudage, les métaux sont assemblés en les faisant fondre au point de contact. Outre la fusion du métal de base, un matériau d’apport est généralement ajouté au point de contact afin d’obtenir une ‘flaque’ de matériau fondu (le bain de fusion) qui, après refroidissement, forme un assemblage plus solide que le matériau de base. Les techniques de soudage peuvent être classées grossièrement selon le mode d’application de l’énergie, à l’aide de gaz, d’électricité ou de faisceaux laser. Le brasage est apparenté au soudage mais se fait à une température plus basse, de sorte que seul le matériau d’apport fond et pas le métal de base. Ce procédé libère des fumées comparables aux fumées de soudage.

Composition des fumées de soudage

Le processus de soudage génère un mélange complexe et variable de gaz et de particules de tailles diverses. La composition des fumées de soudage et la quantité qui se dégage durant le soudage dépendent de plusieurs facteurs:
- la technique de soudage utilisée, le mode d’application, l’aptitude du soudeur;
- la composition de l’électrode fusible et des matériaux à souder;
- le revêtement, les souillures et la rouille du matériau de base;
- les facteurs environnementaux (l’opération se déroule-t-elle dans une pièce fermée, à l’extérieur, dans un atelier?);
- l’efficacité des mesures de prévention, par ex. aspiration locale.

Les fumées de soudage peuvent contenir différents métaux et leurs oxydes, en fonction du matériau de base et d’apport utilisé et de la technique de soudage appliquée, par exemple de l’aluminium, du chrome, du fer, du manganèse et du nickel. Certains de ces métaux comme le chrome hexavalent (Cr(VI)) sont d’ailleurs classés comme cancérigènes en vertu du règlement CLP. Les fumées de soudage et les rayons UV provenant des travaux de soudage ont même été classés comme cancérigènes certains pour l’homme (catégorie 1) en 2018 par le CIRC (Centre international de recherche sur le cancer).

Les fumées de soudage sont essentiellement composées de métaux et d’oxydes de métaux, mais pas uniquement. Elles peuvent aussi contenir:
- des substances provenant du revêtement et du métal d’apport;
- des gaz de protection comme l’argon ou l’hélium;
- des gaz qui se dégagent lors du processus, tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde d’azote ou l’ozone;
- des particules et gaz qui se dégagent de la peinture, des graisses, des lubrifiants, des décapants, des vernis, des solvants ou de la saleté se trouvant sur les éléments à souder (phosgène, formaldéhyde, cyanure ou chlorure d’hydrogène, composés organiques volatils, etc.).

Effets sur la santé

L’inhalation de fumées de soudage peut être nocive pour la santé. L’étendue et la nature des dommages dépendent de la composition de la fumée, de la taille des particules (qui influencera leur degré de pénétration dans les poumons), de la durée de l’exposition et de caractéristiques individuelles. Les effets possibles sur la santé peuvent être aigus (maux de tête, vertiges, pneumonie, fièvre des fondeurs) ou chroniques (bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), sidérose, asthme professionnel, cancer du poumon).

Exposition

Les chiffres disponibles sur l’exposition aux fumées de soudage sont rares. Si l’on se base sur l’enquête française Sumer (2017), on peut estimer qu’environ 2,1% des travailleurs sont exposés à ce risque. En France, l’INRS (Institut national de recherche et de sécurité) a également publié une étude fondée sur des données de mesures réalisées dans la période 2000-2020. Cette étude a révélé que la concentration de fumées de soudage dans l’air était certes inférieure à la valeur limite de 5 mg/m3 dans la majorité des lieux de travail présentant des fumées de soudage, mais qu’il arrivait aussi souvent que celle-ci soit dépassée. Cette valeur limite est d’ailleurs la même pour les fumées de soudage en Belgique (voir plus loin). L’étude s’est également penchée sur l’existence d’un lien éventuel entre la technique de soudage utilisée et le dépassement ou non de la valeur limite. Celle-ci était le plus souvent dépassée dans les lieux de travail utilisant le soudage à l’arc électrique avec fil fourré. Les techniques les plus utilisées sur les lieux de travail examinés étaient le soudage MIG, MAG et TIG (voir encadré). Pour le soudage TIG, un dépassement de la valeur limite était constaté dans 2% des cas; pour le soudage MIG/MAG, cela se produisait dans respectivement 33% et 29% des cas. L’étude française a également mesuré les concentrations de métaux dans les fumées de soudage. Ici encore, des différences sont observées en fonction de la technique utilisée. Les tableaux donnent un aperçu des métaux trouvés et de leurs concentrations par rapport aux valeurs limites. La valeur limite la plus souvent dépassée était celle du Cr(VI) lors du soudage MIG/MAG, et celle du béryllium lors du soudage TIG. Tant le Cr(VI) que le béryllium sont classés comme cancérigènes.

 

Techniques de soudage

MIG/MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas): Soudage par arc électrique par lequel un fil alimenté en continu est fondu à l’aide d’un arc de soudage entre le fil et la pièce à souder. Cet arc de soudage se forme dans un gaz qui est amené par une buse. L’on parle de soudage MIG ou MAG selon que l’on utilise un gaz inerte pur (argon ou hélium) ou un gaz contenant un gaz actif en plus du gaz inerte. Le soudage MAG est le procédé de soudage le plus fréquemment appliqué.
 
TIG (Tungsten Inert Gas)Soudage par arc électrique où le soudeur crée un arc électrique entre une électrode non fusible et la pièce à souder. Cet arc de soudage se forme dans un gaz inerte (argon) et permet de faire fondre le matériau de la pièce à souder. Le matériau d’apport introduit dans l’arc se présente sous la forme d’une tige. Le soudage TIG est utilisé principalement pour des travaux de soudage de haute qualité.

Source: Risques liés aux travaux de soudage 

 

Tableau Concentrations de métaux dans la fumée de soudage en fonction des techniques de soudage (base: étude de l’INRS)
 

IE = rapport entre la concentration mesurée et la valeur limite d’exposition. 
- < 0,1 (vert): moins de 10% de la valeur limite d’exposition
- > 1 (orange): dépassement de la valeur limite d’exposition 

MIG

MAG
 
TIG
 

Législation et valeurs limites

La protection des travailleurs contre les risques des agents chimiques est régie par le Code du bien-être au travail, et en particulier par les dispositions du Livre VI Agents chimiques, cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques Titre 1er Agents chimiques et Titre 2 Agents cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques. Ces dispositions sont valables pour tous les agents chimiques utilisés ou présents au travail et ne se limitent donc pas uniquement aux produits chimiques classés comme dangereux (c.-à-d. les produits chimiques classés et étiquetés en vertu du Règlement CLP 1272/2008). Les agents générés par les processus de travail, tels que les fumées de soudage, relèvent également des dispositions du Code.

En vertu de la législation, l’employeur est tenu d’évaluer l’exposition aux fumées de soudage et de prendre des mesures pour protéger la santé des travailleurs. L’exposition doit être limitée autant que possible et en tout cas maintenue en-dessous des valeurs limites.

À l’annexe VI.1-1 du Code du bien-être, une valeur limite est fixée pour les fumées de soudage. Elle s’élève à 5 mg/m3 (8 heures, moyenne pondérée dans le temps). Même dans les situations où l’exposition est inférieure aux valeurs limites, des mesures restent requises et l’employeur doit s’efforcer de parvenir à une baisse supplémentaire. Dans l’UE, seuls quelques pays ont fixé une valeur limite pour les fumées de soudage. Certains utilisent cette même valeur limite de 5 mg/m3 (l’Autriche et l’Irlande, par ex.), mais d’autres ont instauré une valeur limite sensiblement inférieure (1 mg/m3 aux Pays-Bas, par ex.). Des valeurs limites sont également fixées en Belgique et dans l’UE pour certains composants des fumées de soudage, notamment les métaux et oxydes de métaux. En 2022, l’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) a réalisé une étude sur les fumées de soudage afin d’examiner si les directives européennes devaient être adaptées dans ce domaine. Cette étude contient des informations sur la réglementation européenne actuellement applicable aux fumées de soudage et sur les valeurs limites de leurs différents composants (voir encadré). 

Reprendre explicitement les fumées de soudage dans la réglementation sur les substances cancérigènes?

Dans son étude, l’ECHA examine si les fumées de soudage peuvent être intégrées dans la réglementation sur les substances cancérigènes et comment elles pourraient l’être. Il s’agirait d’éventuellement adapter en ce sens la Directive 2004/37/CE concernant la protection des travailleurs contre les risques liés à l’exposition à des agents cancérigènes ou mutagènes au travail. Cette directive a été transposée en droit belge dans le Code du bien-être, Livre VI Agents chimiques, cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques, Titre 2 Agents cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques.

L’étude examine entre autres les options suivantes:
1 - intégrer les travaux de soudage et apparentés entraînant le dégagement de fumées de soudage dans l’annexe de la directive contenant la liste des procédés lors desquels des substances ou mélanges cancérigènes sont susceptibles d’être libérés. Cette liste contient par exemple déjà les 'travaux générant de la poussière de silice cristalline alvéolaire';
2 - définir des valeurs limites pour les poussières alvéolaires.

L’option 1 a pour avantage d’indiquer clairement que les travaux de soudage et apparentés sont potentiellement cancérigènes et requièrent des mesures de protection strictes. L’inconvénient est qu’il existe déjà des valeurs limites pour des composants que l’on retrouve souvent dans les fumées de soudage et que certains sont déjà classés comme cancérigènes. Une mention distincte serait donc peu utile. En outre, les techniques de soudage forment un groupe hétérogène qu’il est difficile de réunir sous une mention générale. 
Quant à l’option 2, son avantage est qu’elle permet d’appliquer une valeur limite pour toutes les situations où des poussières sont présentes ou se dégagent au travail. C’est toutefois également son inconvénient, puisqu’il n’est pas suffisamment tenu compte des propriétés dangereuses spécifiques des composants.

Source: ECHA Scoping Study report for evaluation of limit values for welding fumes and fumes from other processes that generate fume in a similar way at the workplace, 17 nov. 2022 

Évaluer les risques

Lors des évaluations des risques, il faut prendre en compte non seulement la technique de soudage utilisée, mais aussi la nature et l’état du matériau à souder. Parmi les autres facteurs jouant un rôle important, on trouve les caractéristiques du lieu de travail (par ex. travail à l’intérieur ou à l’extérieur), l’efficacité des mesures de contrôle (par ex. installation d’une aspiration à la source) et la durée de l’exposition. Pour une première estimation du risque, il est possible d’utiliser le schéma décisionnel présenté dans les Orientations à l’intention des inspecteurs nationaux du travail en matière de prévention des risques sanitaires liés aux fumées de soudage rédigées par le Comité des hauts responsables de l’inspection du travail (CHRIT) (voir plus loin). Le schéma décisionnel se veut un outil au service des inspecteurs et ne permet pas une analyse approfondie de l’exposition aux fumées de soudage. Celle-ci peut nécessiter des mesures ainsi que l’intervention d’experts.

Hiérarchie de la prévention

Lors de la maîtrise des risques liés aux fumées de soudage, il est important d’appliquer la hiérarchie de la prévention et d’opter pour les mesures les plus efficaces.

1 - Réduire les risques en adaptant la tâche de telle façon que le soudage ne soit pas nécessaire. L’automatisation (soudage robotisé) est aussi une solution.

2 - Rendre les fumées de soudage moins polluantes/nocives et/ou les réduire:
- en optant pour une technique de soudage plus propre, par ex. MIG/MAG au lieu du soudage à l’arc à l’électrode enrobée; TIG au lieu de MIG;
- en utilisant d’autres consommables, notamment des baguettes/fils plus propres;
- en éliminant les graisses, peintures, la rouille et les revêtements de surface des matériaux à souder avant de procéder au soudage.

3 - Aspirer les fumées de soudage près de la source (uniquement possible en cas de soudage MIG/MAG), ou utiliser des tables de soudage avec aspiration arrière, un bras flexible ou articulé, ou des extracteurs mobiles de fumées de soudage.

4 - Limiter l’exposition en positionnant autrement la pièce à souder, par ex. à l’aide de gabarits de soudage.

5 - Limiter le nombre de personnes exposées en effectuant les travaux de soudage dans un atelier séparé dont l’accès est limité.

6 - Utiliser des équipements de protection respiratoire: uniquement si les autres mesures techniques sont insuffisantes.

Références
- Factsheet Fumées de soudage (EN), roadmap on carcinogens 

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