On extrait la bauxite de mines à ciel ouvert. Les minerais les plus riches sont utilisés tels quels. Les minerais de moindre qualité sont broyés et lavés pour en retirer l’argile et la silice. La production du métal comporte deux étapes principales:

1. l’affinage : on obtient l’alumine à partir de la bauxite par le procédé Bayer qui consiste à soumettre le minerai à l’action de la soude caustique dans un autoclave à forte température et sous une pression élevée. L’alumine hydratée est cristallisée et calcinée de manière à donner Al2O3 anhydre dans un four ou four à griller à lit fluidisé;
2. la réduction : la réduction électrolytique de l’alumine s’effectue au moyen du procédé électrolytique Hall-Héroult avec électrodes en carbone et bain de cryolithe fondue.

D’après les résultats d’essais expérimentaux, il devrait être pos-sible à l’avenir d’obtenir l’aluminium par réduction directe à partir du minerai.

Il existe actuellement deux types principaux de cuves d’électrolyse Hall-Héroult en usage. Le procédé dit à «précuisson» fait appel à des électrodes fabriquées comme indiqué ci-après. Dans ces appareils, il peut y avoir exposition aux hydrocarbures polycycliques dans les installations où sont fabriquées les électrodes et, notamment, lors de l’agglomération et de la mise en forme à la presse. Les usines qui utilisent la cuve Söderberg ne nécessitent pas d’installations de cuisson des anodes de carbone. En fait, la pâte de coke de pétrole et de brai est placée dans des trémies dont les extrémités inférieures sont immergées dans le bain de cryolithe et d’alumine en fusion. A mesure que la pâte de brai et de coke est chauffée par le bain de métal et de cryolithe en fusion à l’intérieur de la cuve, le mélange subit une cuisson qui le transforme en une masse graphitique dure, sur place. Des barres métalliques sont introduites dans la masse anodique où elles servent de conducteur à un courant électrique continu. Ces barres doivent être remplacées périodiquement; lorsqu’on les retire, il se dégage dans l’atmosphère de la cuve des quantités considérables de matières volatiles constituées de brai. A cette exposition s’ajoute celle des matières volatiles dégagées par la cuisson de la pâte de brai et de coke.

Au cours des dernières années, l’industrie s’est efforcée de remplacer ou de modifier les installations du type Söderberg dont il avait été prouvé qu’elles présentaient un risque cancérogène. En outre, avec les progrès de l’automatisation des opérations dans les cuves — s’agissant notamment du changement des anodes — , les différentes tâches sont de plus en plus exécutées à partir de grues mécaniques complètement fermées. Il en résulte que, dans les usines modernes, l’exposition des travailleurs et le risque de développer des affections liées à la fusion de l’aluminium sont en régression. A l’inverse, dans les pays qui ne disposent pas des moyens financiers suffisants, le maintien d’usines plus vétustes, où les opérations restent manuelles, continuera à présenter les risques de maladies professionnelles (voir ci-après) précédemment liés aux usines d’aluminium. Bien plus, la tendance ne fera que s’aggraver, à mesure de leur vieillissement, dans les établissements anciens qui n’auront pas été modernisés.

Les électrodes précuites nécessaires à l’obtention du métal pur par électrolyse ignée sont normalement fabriquées dans un atelier contigu à l’usine d’aluminium. Le plus souvent, les anodes et les cathodes sont fabriquées à partir d’un mélange de coke de pétrole préalablement broyé et de brai. Le coke est d’abord broyé dans des broyeurs à boulets puis, après avoir été mélangé mécaniquement avec le brai, filé à la presse pour donner des prismes. Ces derniers, anodes ou cathodes, sont ensuite chauffés dans un four à gaz pendant plusieurs jours jusqu’à ce qu’ils forment des masses graphitiques dures débarrassées de la quasi-totalité des matières volatiles. Ils sont finalement introduits dans les fourreaux des anodes ou rainurés pour recevoir les barres des cathodes.

Il convient de noter que le brai employé pour former les électrodes est le résidu ultime de la distillation des goudrons de houille. Lors de la transformation du goudron en brai obtenue par chauffage, le produit fini (brai) s’est débarrassé par ébullition de la presque totalité de ses matières inorganiques à point d’ébullition bas, et notamment du SO2, ainsi que des composés aliphatiques et des composés aromatiques à un et deux cycles. Il en résulte que ce brai ne devrait pas présenter les mêmes risques que les goudrons de houille ou de pétrole, dans la mesure où ces classes de composés ne devraient pas s’y trouver. On a des raisons de croire que le potentiel cancérogène de ces produits à base de brai pourrait ne pas être aussi élevé que celui du mélange plus complexe de goudrons et autres matières volatiles liés à la combustion incomplète du charbon.

S’agissant des opérations de fusion et d’affinage de l’aluminium, les risques et les mesures préventives sont essentiellement les mêmes que ceux qui caractérisent les opérations de fusion et d’affinage en général; toutefois, les procédés mis en œuvre comportent certains risques spécifiques.

Bien que la littérature spécialisée fasse occasionnellement référence à la «maladie de la bauxite», l’existence de cette affection est loin d’être prouvée. Toutefois, il y a lieu d’envisager la présence possible de silice cristalline dans la bauxite.

L’utilisation en quantités abondantes de la soude caustique dans le procédé Bayer présente des risques fréquents de brûlures chimiques de la peau et des yeux. Le décalaminage des réservoirs au marteau-piqueur expose à des niveaux sonores très élevés. La question des risques potentiels liés à l’inhalation de doses excessives de l’oxyde d’aluminium dégagé par le procédé sera traitée ci-après.

Toutes les personnes qui ont à intervenir dans le procédé Bayer doivent être parfaitement informées des risques que comporte la manipulation de la soude caustique. Dans tous les endroits exposés, il devrait être prévu des fontaines oculaires, des lavabos avec eau courante et des douches d’urgence, avec notices explicatives. Un équipement de protection individuelle (lunettes, gants, tabliers et bottes) devrait être fourni, de même que des douches et des vestiaires à double casier (l’un pour les vêtements de travail, l’autre pour les vêtements de ville), toutes les personnes étant invitées à se laver soigneusement à la fin du poste de travail. Les travailleurs appelés à manipuler du métal en fusion devraient être équipés de visières, d’appareils respiratoires, de gants à crispins, de tabliers et de guêtres destinés à les protéger contre les brûlures, les poussières et les vapeurs. Les travailleurs employés au procédé Gadeau à basse température devraient être équipés de combinaisons et de gants spéciaux destinés à les protéger des vapeurs d’acide chlorhydrique dégagées au moment du démarrage des cuves; la laine a fait la preuve de sa bonne résistance à l’égard de ces vapeurs. Les appareils respiratoires équipés de cartouches au charbon de bois ou de masques imprégnés d’alumine confèrent une bonne protection contre les vapeurs de brai et de fluor; des masques antipoussières efficaces sont nécessaires pour se protéger contre les poussières. Quant aux travailleurs exposés à des poussières et à des vapeurs plus nocives, notamment lors des opérations du procédé Söderberg, ils devraient être munis d’un équipement de protection respiratoire à alimentation d’air. Dans la mesure où le travail des cuves est de plus en plus effectué à distance, à partir de cabines entièrement fermées, ces mesures de protection seront de moins en moins nécessaires.

La réduction électrolytique expose les travailleurs au risque de brûlures cutanées et d’accidents imputables aux éclaboussures de métal en fusion, au coup de chaleur, au bruit, aux risques électriques, ainsi qu’aux vapeurs de cryolithe et d’acide fluorhydrique. En outre, les cuves d’électrolyse peuvent dégager de grandes quantités de poussières de fluorure et d’alumine.

Dans les ateliers où sont fabriquées les électrodes en carbone, on devrait installer un équipement de ventilation avec aspiration doté de filtres à manche; en outre, en enfermant les équipements de broyage du brai et du carbone, on réduit au minimum les expositions au brai chaud et aux poussières de charbon. Il devrait être procédé régulièrement, au moyen d’un dispositif de prélèvement approprié, à la vérification des concentrations de poussières dans l’atmosphère. Les travailleurs exposés à ces poussières devraient être soumis à des examens radiologiques périodiques, complétés en cas de besoin par des examens cliniques.

Pour limiter les risques inhérents à la manipulation du brai, les transports devraient être mécanisés le plus possible (par exemple, on peut utiliser des camions-citernes chauffés pour apporter le brai liquide jusqu’aux ateliers où il sera automatiquement transféré par pompage dans des bacs, également chauffés). Des examens réguliers de la peau destinés à déceler les érythèmes, les épithéliomes ou les dermites sont également recommandés, une protection supplémentaire pouvant être conférée par l’application de crèmes barrière à base d’alginates.

Les personnes appelées à travailler en atmosphère chaude devraient recevoir pour instructions, avant la saison des chaleurs, de boire davantage et de saler fortement la nourriture. Elles-mêmes, et leurs agents de maîtrise, apprendront à reconnaître, chez eux et chez leurs collègues de travail, les premiers signes de malaises dus à la chaleur. Tous ceux qui travaillent dans ces usines devraient connaître les précautions à prendre pour éviter l’apparition ou l’aggravation de troubles liés à la contrainte thermique.

Les travailleurs exposés à des niveaux sonores élevés devraient être pourvus d’appareils de protection de l’ouïe et, notamment, de protecteurs qui laissent passer les bruits à basse fréquence (pour permettre la perception des ordres), mais réduisent la transmission des bruits intenses de haute fréquence. En outre, les travailleurs devraient subir régulièrement des examens audiométriques destinés à déceler toute perte auditive. Enfin, le personnel devrait également apprendre à pratiquer la réanimation cardio-respiratoire sur les victimes d’une électrocution.

Dans les établissements d’électrolyse et installations du même genre, le risque de projection de métal en fusion et de brûlures graves est omniprésent. Sans préjudice de l’obligation du port de vêtements protecteurs (par exemple, gants, tabliers, guêtres et visières), le port de vêtements en tissus synthétiques devrait être interdit, étant donné que la chaleur du métal en fusion fait fondre les fibres qui adhèrent à la peau, ce qui aggrave les brûlures.

Les personnes qui portent des stimulateurs cardiaques devraient être exclues des ateliers d’électrolyse en raison du risque de perturbation du rythme cardiaque par les champs magnétiques.

Les risques pour les travailleurs, la population générale et le milieu naturel résultant des émissions de gaz, de fumées et de poussières chargés de fluorures en raison de l’utilisation de fondant à base de cryolithe ont été abondamment décrits (voir tableau 82.4). Chez les enfants vivant à proximité d’usines d’aluminium mal protégées, on a observé, à des degrés divers, des taches sur la denture permanente, quand l’exposition se produisait au cours de la poussée de ces dents. Chez les fondeurs ayant travaillé avant 1950, ou dans des usines où les effluents contenant des fluorures restaient mal maîtrisés, on a observé des cas plus ou moins graves de fluorose des os. Le premier stade de cette affection se caractérise par un simple accroissement de la densité osseuse, particulièrement marqué dans les corps vertébraux et le bassin. A mesure que se poursuit l’absorption du fluorure dans les os, on constate une calcification des ligaments du bassin. Enfin, lors d’une d’exposition extrême et prolongée aux fluorures, il se produit une calcification des structures paraspinales et des autres ligaments, ainsi que des articulations. Si cette dernière phase a été observée sous sa forme sévère dans des usines où l’on traite la cryolithe, on ne l’a pratiquement jamais constatée chez les travailleurs des fonderies d’aluminium. Il semblerait que les moins sévères des modifications radiologiques des structures osseuses et ligamenteuses ne s’accompagnent pas d’altérations de la fonction architecturale ou métabolique des os. Moyennant une organisation satisfaisante du travail et une bonne ventilation, les travailleurs de ces ateliers peuvent être facilement prémunis contre l’apparition de l’une quelconque des évolutions radiologiques que l’on vient de décrire, et cela même chez des sujets ayant jusqu’à 25 à 40 ans d’ancienneté. Enfin, la mécanisation des opérations de fonderie devrait réduire au minimum, sinon éliminer totalement, tout risque lié aux fluorures.

Depuis le début des années quatre-vingt, on a apporté la preuve définitive qu’il existait chez les travailleurs des ateliers de fonderie d’aluminium une affection de type asthmatique. Cet asthme professionnel des fonderies d’aluminium qui se caractérise par une résistance variable au passage de l’air, avec ou sans hyperréaction bronchique, n’est pas précipité par les stimuli extérieurs au lieu de travail. Les symptômes cliniques, qui n’apparaissent généralement que plusieurs heures après l’exposition à l’atelier, sont le sifflement respiratoire, la constriction thoracique, l’essoufflement et une toux non productive. La période de latence entre le début de l’exposition et l’apparition de cette forme d’asthme professionnel est des plus variables (entre une semaine et dix ans), selon l’intensité et la nature de l’exposition. Il y a généralement amélioration lorsque le sujet s’éloigne quelque temps de son lieu de travail, pour les congés par exemple, mais les symptômes deviennent d’autant plus fréquents et graves que l’exposition sur les lieux de travail se prolonge. Bien que la manifestation de cette forme d’asthme ait pu être mise en corrélation avec les concentrations de fluorures dans les ateliers de fonderie, il n’est pas certain que son étiologie soit associée spécifiquement à l’exposition à cet agent chimique. Etant donné la nature complexe des mélanges de poussières, de fumées et de vapeurs (par exemple, fluorures à l’état particulaire et gazeux, dioxyde de soufre venant s’ajouter à de faibles concentrations d’oxydes de vanadium, de nickel et de chrome) présents dans les ateliers de fonderie, il est vraisemblable que les valeurs mesurées de fluorures sont en fait des témoins des concentrations de ces mélanges complexes.

Il semble bien que cette affection soit à rattacher à un groupe de plus en plus important de maladies professionnelles, à savoir l’asthme professionnel. Le processus étiologique qui aboutit à cette affection est difficile à déterminer au cas par cas. La symptomatologie de l’asthme professionnel des fonderies d’aluminium peut relever de plusieurs causes: asthme allergique préexistant, hyperréaction bronchique non spécifique, syndrome réactif de dysfonctionnement des voies respiratoires ou asthme professionnel vrai. A l’heure actuelle, le diagnostic reste problématique, dans la mesure où il suppose des antécédents compatibles, la présence d’une limitation variable du passage de l’air ou, à défaut, la production d’une hyperréaction bronchique pharmacologiquement induite. En revanche, si cette dernière ne peut être démontrée, le diagnostic devient improbable (toutefois, il arrive que le phénomène se dissipe après disparition du trouble lorsque le travailleur est déplacé et n’est donc plus exposé).

Dans la mesure où le trouble tend à s’aggraver graduellement lorsque l’exposition est continue, on est amené, le plus souvent, à cesser d’exposer les individus concernés. S’il convient de tenir d’emblée les individus porteurs d’un asthme atopique préexistant éloignés des fonderies d’aluminium, l’absence d’atopie ne garantit nullement que le trouble ne se manifestera pas en cas d’exposition professionnelle.

Des rapports donnent à penser que l’aluminium pourrait présenter une certaine neurotoxicité pour les travailleurs occupés à la fusion et au soudage de ce métal. On a pu apporter la preuve indubitable que l’aluminium est absorbé par les poumons et excrété dans l’urine à des niveaux supérieurs à la normale, notamment chez les travailleurs des ateliers d’électrolyse. Néanmoins, une bonne partie des travaux relatifs aux effets neurologiques observés chez ces travailleurs repose sur l’hypothèse que l’absorption de l’aluminium entraîne une neurotoxicité chez l’humain. Par conséquent, en attendant que cette corrélation ait pu être mise en évidence de façon mieux reproductible, le lien entre l’aluminium et la neurotoxicité professionnelle doit, jusqu’à plus ample information, être considéré comme hypothétique.

Etant donné que les travailleurs peuvent être obligés de fournir une dépense énergétique supérieure à 300 kcal/h lorsqu’ils doivent, par exemple, changer les anodes ou s’acquitter d’autres travaux pénibles à proximité des bains de cryolithe et d’aluminium en fusion, on peut observer, par temps chaud, des effets de coups de chaleur. C’est surtout avec l’apparition de vagues de forte chaleur humide que ces épisodes ont le plus de chances de se produire. En outre, des pratiques de travail qui imposent une accélération du rythme de travail pour le changement des anodes, ou le travail pendant deux postes successifs en périodes de grosses chaleurs, sont des facteurs aggravants. Les personnes mal acclimatées à la chaleur ou insuffisamment endurantes sur le plan physique, celles dont l’apport journalier en sel est insuffisant ou qui ont des pathologies récidivantes ou récentes, sont particulièrement exposées au risque de coups de chaleur ou de crampes de chaleur lorsqu’elles exécutent des travaux pénibles. Les coups de chaleur n’ont été que rarement observés chez les fondeurs d’aluminium, à l’exception de ceux qui présentaient un terrain pouvant y prédisposer (alcoolisme, vieillissement, par exemple).

On a pu démontrer que l’exposition aux composés aromatiques polycycliques par respiration de fumées et de particules de brai entraînait chez les travailleurs affectés aux cuves d’électrolyse du type Söderberg notamment un risque excédentaire de cancer de la vessie; ce surcroît de risque est amplement démontré. On estime que les travailleurs des ateliers de fabrication d’électrodes de carbone où l’on chauffe des mélanges de coke et de goudron sont eux aussi exposés à ce risque. Toutefois, lorsque les électrodes ont subi pendant plusieurs jours une cuisson à 1 200 °C environ, les composés aromatiques polycycliques sont à peu près complètement brûlés ou volatilisés et il ne subsiste plus d’exposition à ceux-ci au contact de ces anodes ou cathodes. Les cuves d’électrolyse faisant appel à des électrodes ayant subi une précuisson devraient donc présenter un risque moindre d’apparition de ces affections malignes. Des néoplasmes (leucémies autres que les myéloplastoses et cancer de l’encéphale) auraient été observés parmi les travailleurs affectés à l’électrolyse de l’aluminium. Cependant, les informations dont on dispose restent fragmentaires et conjecturales.

L’emploi du marteau-piqueur pneumatique pour briser la croûte de sel solidifié à la surface du bain produit à proximité des cuves d’électrolyse des niveaux sonores de l’ordre de 100 dBA. Les cuves d’électrolyse étant alimentées par un courant en série de faible tension et fort ampérage, les accidents par électrocution ne sont généralement pas sérieux. En revanche, dans la station électrique, au point où l’alimentation en courant à haute tension est raccordée au réseau série de la fonderie, des cas graves d’électrocution sont susceptibles de se produire, d’autant plus que l’on a affaire à du courant alternatif à haute tension.

Comme on s’est inquiété des risques que peut présenter l’exposition aux champs électromagnétiques, l’exposition des travailleurs de ce secteur industriel fait l’objet d’études. On sait que les cuves d’électrolyse sont alimentées en courant continu; il en résulte que les champs électromagnétiques créés dans ces installations sont principalement du type statique ou stationnaire. Moins encore que dans le cas des champs électromagnétiques basse fréquence, il n’a été possible d’apporter la preuve que ces champs pouvaient exercer des effets biologiques systématiques ou reproductibles, que ce soit expérimentalement ou cliniquement. De plus, on observe que les niveaux de flux des champs magnétiques mesurés dans les cuves d’électrolyse modernes sont habituellement compris en deçà des seuils limites d’exposition actuellement proposés à titre provisoire pour les champs magnétiques statiques, les champs dont les fréquences sont inférieures aux fréquences radioélectriques et les champs électriques statiques. Il y a également exposition aux champs électromagnétiques à ultrabasse fréquence dans les installations d’électrolyse, notamment aux extrémités des salles contiguës aux postes de redressement. Cependant, les niveaux de flux observés à proximité des cuves sont minimes, largement inférieurs aux normes actuelles. En résumé, il n’a pas été possible de prouver de façon convaincante l’existence d’effets nocifs réguliers et reproductibles des champs électromagnétiques dans les usines d’aluminium.

Les travailleurs au contact de vapeurs de brai peuvent développer un érythème; l’exposition à la lumière solaire est à l’origine d’une photosensibilisation qui accroît l’irritation. Des cas de tumeurs cutanées localisées ont été signalés chez des travailleurs affectés à la fabrication des électrodes en carbone dont l’hygiène individuelle était insuffisante; après excision et mutation à un autre poste de travail, il n’a généralement été constaté ni propagation de la tumeur ni récidive. La fabrication des électrodes produit parfois des quantités considérables de poussières de carbone et de brai. Lorsque ces expositions aux poussières étaient massives et mal maîtrisées, on a pu observer chez les travailleurs affectés à la fabrication des électrodes de carbone des cas occasionnels de pneumoconiose simple avec emphysème focal et complication de lésions fibrotiques massives. Ces pneumoconioses, qu’elles soient simples ou accompagnées de complications, ne se distinguent pas de celles rencontrées chez les mineurs de charbon. Enfin, pour ce qui est du bruit, le broyage du coke dans les broyeurs à boulets engendre des niveaux sonores pouvant atteindre 100 dBA.

Note du rédacteur: le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé l'industrie de l'aluminium comme source de cancers humains du groupe 1. Diverses expositions ont pu être associées à d'autres affections (par exemple, «l'asthme des fonderies») décrites dans d'autres parties de l'Encyclopédie.