Pour éliminer ou réduire le plus possible l’exposition des travailleurs aux polluants atmosphériques, les professionnels de la santé au travail s’en remettent généralement, dans l’ordre où elles sont citées, aux techniques ci-après: substitution, isolement, ventilation générale, ventilation par aspiration localisée, méthodes de travail, équipements et vêtements de protection individuelle. Le plus souvent, on applique simultanément plusieurs de ces techniques.

Les médecins et les hygiénistes du travail devraient toujours avoir présent à l’esprit le concept séquentiel «source-voie-cible». Leurs efforts devraient porter en premier sur la source, ensuite sur la voie et, en dernier ressort seulement, sur la cible. Que ce soit pendant les phases de conception ou de démarrage d’un procédé nouveau, ou pendant l’évaluation d’un procédé existant, il faut toujours aller de la source vers la cible. Il est probable que l’on devra faire appel, dans la plupart des cas, à la majorité, sinon à la totalité, des stratégies passées en revue.

Le principe de substitution consiste à éliminer ou à réduire le risque en remplaçant les matières incriminées par des matières non toxiques ou moins toxiques, ou en modifiant la conception du procédé de façon à éviter que des contaminants ne puissent pénétrer dans les lieux de travail. L’idéal serait de disposer de produits chimiques de substitution non toxiques ou de pouvoir modifier le procédé utilisé de façon à éliminer l’exposition dangereuse. Cela n’est malheureusement pas toujours possible.

Il faut veiller avec le plus grand soin à ce qu’une opération de substitution n’aboutisse pas à une situation plus dangereuse. Bien que l’accent soit mis sur la toxicité, il faut également tenir compte, dans l’examen des possibilités de substitution et l’évaluation comparative des risques, de l’inflammabilité et de la réactivité chimique des produits de remplacement.

Cette technique consiste à éliminer ou à limiter le risque en séparant les opérateurs des processus qui émettent des contaminants. A cette fin, on enferme complètement le processus dans une enceinte (encoffrement ou mise en vase clos) ou on le place à une distance de sécurité. Il peut être nécessaire dans ce cas de le faire fonctionner ou de le commander à distance. L’isolement est particulièrement utile pour les opérations qui n’exigent qu’un effectif réduit et lorsque d’autres techniques sont difficiles à mettre en œuvre. Une autre formule consiste à planifier les opérations dangereuses en dehors des postes de jour, ce qui permet en général de réduire le nombre des travailleurs exposés. L’exposition au risque ne s’en trouve pas éliminée, mais les personnes exposées sont moins nombreuses.

On utilise couramment deux types de ventilation par extraction pour réduire les concentrations de contaminants dans l’air des lieux de travail. Le premier est appelé ventilation générale ou par dilution. C’est le second — captage au point d’émission, aspiration localisée ou ventilation par aspiration à la source — qui sera examiné de façon plus détaillée dans le présent article.

Il importe de ne pas confondre ces deux types de ventilation par extraction avec la ventilation dite de confort, dont le rôle principal consiste à fournir des quantités déterminées d’air extérieur pour assurer la respiration et maintenir la température et l’humidité voulues. Divers types de ventilation sont étudiés dans d’autres chapitres de cette Encyclopédie, notamment au chapitre no 45, «La régulation des environnements intérieurs».

La forme la plus efficace et la plus rentable de lutte contre les contaminants est la ventilation par aspiration localisée, qui consiste à capter le produit chimique polluant à son point d’émission. Il en existe trois types:

•   à encoffrement (total ou partiel);
•   à hotte de captage suspendue;
•   à fente d’aspiration latérale (horizontale).

L’encoffrement, conçu essentiellement pour contenir les matières qui se trouvent à l’intérieur d’une enceinte, représente la solution optimale. Il sera d’autant plus efficace qu’il sera intégral, c’est-à-dire sans ouverture aucune. C’est le cas, par exemple, des boîtes à gants, des cabines de sablage et des armoires de stockage de gaz toxiques (voir figures 61.1, 61.2 et 61.3).

Les enceintes partielles comportent une ouverture sur un ou plusieurs côtés, mais la source se trouve toujours à l’intérieur. A titre d’exemple, citons les cabines de peinture au pistolet (voir figure 61.4) et les hottes de laboratoire. La conception d’une enceinte donne souvent l’impression de relever de l’art plus que de la science. Il s’agit essentiellement de concevoir une hotte offrant la plus petite ouverture possible. Le débit d’air requis est généralement fonction de la superficie totale des ouvertures et de la nécessité de maintenir une vitesse de l’air de 0,25 à 1,0 m/s. La vitesse choisie dépendra des caractéristiques de l’opération, notamment de la température et du taux auxquels le polluant va être généré.

Dans le cas d’enceintes de forme complexe, il faut veiller avec le plus grand soin à ce que le flux d’extraction soit distribué de façon uniforme dans l’ensemble de l’enceinte, en particulier si les ouvertures sont multiples. De nombreux modèles d’enceinte ont fait l’objet d’études expérimentales sur modèle; si elles s’avèrent efficaces, elles sont mentionnées dans le manuel de ventilation industrielle de la Conférence américaine des hygiénistes gouvernementaux du travail (American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH, 1992)).

Souvent, le confinement intégral de la source est impossible ou superflu. Dans ces cas, on peut utiliser une autre forme d’aspiration à la source, c’est-à-dire une hotte de captage. Une telle hotte empêche le rejet du polluant dans l’atmosphère du lieu de travail en le capturant à son point d’émission ou à proximité. On peut alors se contenter en général d’un débit de ventilation beaucoup moins important que dans le cas d’un encoffrement partiel. Toutefois, comme le contaminant est émis à l’extérieur de la hotte, celle-ci doit être conçue et utilisée correctement pour être aussi efficace qu’une enceinte partielle. La solution la meilleure est toujours fournie par un encoffrement intégral.

Pour être efficace, l’ouverture d’une hotte de captage doit avoir une forme géométrique appropriée et être placée à une certaine distance du point d’émission du polluant. Cette distance dépendra des dimensions et de la forme de la hotte ainsi que de la vitesse de l’air nécessaire pour capter le contaminant à la source et l’entraîner dans la hotte. Il est préférable, en général, que l’air soit extrait le plus près possible de la source. Les vitesses d’aspiration frontale ou par fente sont en général de l’ordre de 0,25 à 1,0 m/s et de 5,0 à 10,0 m/s, respectivement. On trouvera de nombreuses indications pour la conception de ce type de hotte au chapitre 3 du manuel de l’ACGIH (ACGIH, 1992) ou dans l’ouvrage de Burgess, Ellenbecker et Treitman (1989). Les deux types de hotte de captage les plus fréquemment utilisés sont les hottes suspendues et les hottes à fente d’aspiration horizontale.

Les hottes suspendues sont employées principalement pour capter des gaz, des vapeurs ou des aérosols émis dans une direction et un sens donnés et à une vitesse qui peut être exploitée pour favoriser leur captage. On les utilise en général lorsque l’opération à maîtriser se déroule à température élevée, afin de tirer parti du courant thermique ascendant qui se crée ou lorsque les émissions sont dirigées vers le haut, comme c’est le cas, par exemple, dans les étuves, les fours de fusion ou les autoclaves. De nombreux fabricants recommandent des configurations de hottes spécifiques, adaptées à leurs matériels; il est vivement conseillé de prendre conseil auprès d’eux. On trouvera également des indications utiles dans le chapitre 3 du manuel de l’ACGIH déjà cité (ACGIH, 1992). Ainsi, pour un autoclave ou un four — lorsque la distance entre le bas de la hotte et la source de chaleur ne dépasse pas le diamètre de la source ou 1 m environ, selon celle de ces deux valeurs qui est la plus faible — la hotte peut être considérée comme une hotte de captage basse. Dans ces conditions, le diamètre (ou la section) de la colonne d’air chaud sera approximativement égal à celui de la source. Il suffira donc que le diamètre ou les bords de la hotte débordent de 30 cm le pourtour de la source.

Le débit d’une hotte basse circulaire est donné par la formule :

dans laquelle :

Il existe une relation similaire pour les hottes rectangulaires et les hottes de captage hautes. Une hotte de captage haute est représentée à la figure 61.5.

Les hottes aspirantes à fente sont utilisées pour les opérations qui ne peuvent être réalisées à l’intérieur d’une enceinte de confinement ou sous une hotte de captage suspendue, comme le remplissage de fûts, la galvanoplastie, le soudage ou le dégraissage. On en trouvera des exemples aux figures 61.6 et 61.7. Le calcul du débit nécessaire peut s’effectuer à partir d’une série d’équations déterminées empiriquement par les dimensions et la forme de la hotte et la distance entre la hotte et la source.

Ainsi, pour une hotte à fente d’aspiration horizontale, le débit requis est donné par la formule :

où :

La vitesse à la source est parfois appelée «vitesse de captage»; elle est généralement comprise entre 0,25 et 2,5 m/s. Le manuel de l’ACGIH fournit des indications pour le choix de la vitesse de captage appropriée. Dans les locaux à fort courant d’air transversal ou pour des matières très toxiques, il convient de retenir l’extrémité supérieure de la fourchette. Des vitesses supérieures seront nécessaires pour le captage des particules.

Certaines installations peuvent combiner encoffrement, hotte de captage suspendue et hotte aspirante à fente. Ainsi, la cabine de peinture au pistolet représentée à la figure 61.4 est une enceinte partiellement fermée, équipée d’un système d’extraction. Elle est conçue pour assurer un captage efficace des particules en suspension dans l’air en tirant parti de l’énergie cinétique conférée aux particules par l’air comprimé dirigé vers le dispositif d’extraction.

Les installations d’aspiration localisée devraient être conçues avec soin. Il importe de considérer notamment: 1) la possibilité d’encoffrer l’opération; 2) les caractéristiques de la source (source ponctuelle ou diffuse) et le mode d’émission du contaminant; 3) la capacité du système de ventilation existant; 4) la place dont on dispose; et 5) la toxicité et l’inflammabilité du ou des polluants émis.

Une fois l’installation en place, il faut instaurer un programme de contrôle et de maintenance pour garantir l’efficacité de son fonctionnement (OSHA, 1993). Le contrôle d’une hotte de laboratoire de type standard pour produits chimiques est devenu pratique courante dans les années soixante-dix. Ce n’est pas le cas pour les autres installations d’aspiration localisée; c’est donc à l’utilisateur qu’il appartient de choisir une procédure appropriée. La plus efficace serait un contrôle continu du débit au moyen, par exemple, d’un simple manomètre magnétique ou hydraulique mesurant la pression statique au niveau de la hotte (ANSI/AIHA, 1993). La pression statique nécessaire (en cm d’eau) est donnée par les calculs effectués au stade de l’étude; les mesures de débit peuvent être effectuées au moment de l’installation, à titre de vérification. Qu’il existe ou non un débitmètre permanent, des tests périodiques de la performance de l’installation demeurent indispensables. Ces essais peuvent être réalisés avec de la fumée pour visualiser le captage en mesurant le débit total du système et en le comparant à sa valeur théorique. Dans le cas d’un encoffrement, on a généralement intérêt à mesurer la vitesse frontale au droit des orifices d’extraction.

Le personnel devrait recevoir une formation lui permettant d’utiliser correctement une hotte d’aspiration, en particulier lorsque la distance entre le point d’émission du polluant et la hotte peut être facilement modifiée par l’opérateur.

Etudiées, installées et employées comme il se doit, les installations d’aspiration localisée peuvent être un moyen économique et très efficace de prévenir l’exposition à des matières toxiques.

Il s’agit des méthodes qu’appliquent les travailleurs pour exécuter correctement les opérations qui leur sont confiées. De nombreux exemples en sont donnés dans la présente Encyclopédie. Par ailleurs, lorsqu’il est question d’éducation, de formation, de principes de gestion ou de systèmes de soutien social, l’importance de méthodes de travail éprouvées dans la lutte contre les risques professionnels est fréquemment relevée.

L’équipement de protection individuelle devrait être considéré comme la dernière ligne de défense. Il est souvent associé à d’autres moyens, par exemple s’il s’agit de minimiser les effets de rejets imprévus. Le sujet est traité de manière détaillée dans le chapitre no 31, «La protection individuelle».