Les opérations de fonderie, ou de coulée des métaux, consistent à couler du métal en fusion à l’intérieur d’un moule réfractaire creux qui reproduit la forme extérieure ou négative du modèle de l’objet métallique à fabriquer. Le moule pourra contenir un noyau correspondant aux éventuels évidements de la pièce moulée définitive. Le travail de fonderie comprend les opérations ci-après:

•   la préparation du modèle de la pièce que l’on veut fabriquer;
•   la fabrication du moule et des noyaux et l’assemblage du moule;
•   la fusion et l’affinage du métal;
•   la coulée du métal dans le moule;
•   le refroidissement de la pièce moulée;
•   le démoulage et le dénoyautage (décochage);
•   le dessablage et l’ébarbage.

Si les principes de base des travaux de fonderie n’ont guère varié pendant des milliers d’années, les procédés de fabrication ont été de plus en plus mécanisés et automatisés. Le métal et le plastique ont remplacé le bois pour la préparation des modèles, de nouveaux matériaux sont apparus pour la fabrication des noyaux et des moules, tandis que le nombre d’alliages moulés est de plus en plus large. Le procédé de fonderie le plus courant est le moulage en sable de la fonte de fer.

Les principaux métaux traditionnellement utilisés en fonderie sont le fer , l’acier , le laiton et le bronze . Ce sont les fontes grises et les fontes ductiles qui dominent l’industrie de la fonderie. Les fonderies de fonte grise utilisent du fer ou de la fonte en gueuse (lingots neufs) pour fabriquer des pièces moulées standards. Les fonderies de fer ductile ajoutent du magnésium, du cérium ou d’autres additifs aux poches de métal en fusion avant la coulée, pour obtenir des pièces de fonte nodulaire ou malléable. Les différents additifs n’ont que peu d’incidence sur l’exposition professionnelle des travailleurs. L’acier et le fer malléable représentent le solde de la branche de la fonderie des métaux ferreux. Les principaux clients des grandes fonderies sont l’industrie automobile, le bâtiment et l’industrie du machinisme agricole. L’emploi en fonderie de fer a régressé dans la mesure où les blocs moteurs sont aujourd’hui plus petits et peuvent être coulés dans un seul moule, et aussi parce que l’aluminium tend à remplacer la fonte. Les fonderies de métaux non ferreux, notamment les fonderies d’aluminium et les ateliers de moulage sous pression, ont des effectifs très nombreux. Les fonderies de laiton, qu’il s’agisse de fonderies spécialisées ou de fonderies produisant pour l’industrie des appareils sanitaires, sont un secteur en régression, mais qui reste important dans l’optique de la santé au travail. Depuis quelques années, le titane, le chrome, le nickel et le magnésium, ainsi que des métaux plus toxiques encore tels que le béryllium, le cadmium et le thorium sont venus s’ajouter à ceux utilisés en fonderie.

Bien que la fonderie soit à proprement parler une opération de refusion aboutissant à la production de lingots et de gueuses, l’intégration des grandes unités sidérurgiques est si poussée que la distinction n’apparaît plus guère. C’est ainsi qu’un haut-fourneau peut produire exclusivement de la fonte commerciale, mais que, dans une usine intégrée, la production du haut-fourneau peut, en partie, être utilisée à l’état fondu pour réaliser des pièces coulées, ce qui est en réalité une opération de fonderie, tandis qu’une autre fraction est prélevée à l’état liquide pour être transformée en acier. Le lingotage est traité, en fait, comme un secteur distinct de la sidérurgie. Dans une fonderie ordinaire, la refusion de la fonte est aussi une opération d’affinage. Dans les fonderies de métaux non ferreux, l’opération de fusion comporte parfois l’adjonction de métaux et d’autres substances; il s’agit alors de production d’alliage.

Les moules fabriqués avec des sables siliceux alliés à de l’argile jouent aujourd’hui un rôle prédominant dans le secteur de la fonderie. Les noyaux traditionnellement obtenus par cuisson de sable siliceux allié à des huiles végétales ou à des résidus de sucrerie ont en grande partie disparu. De nouvelles techniques de fonderie ont été mises au point pour la fabrication des moules et des noyaux.

En règle générale, les risques encourus dans les fonderies en matière de sécurité et de santé peuvent être classés par type de métal coulé, procédé de moulage, dimension des ouvrages en fonte et degré de mécanisation.

A partir des épures fournies par le bureau d’études, on construit un modèle qui reproduit la forme extérieure de la pièce finie que l’on souhaite fabriquer. De la même manière, on construira une boîte à noyaux qui permettra d’obtenir des noyaux qui imposeront à la pièce sa configuration interne. Les noyaux sont le plus souvent faits en sable et comprimés dans des boîtes creuses ayant la forme souhaitée, mais d’autres techniques existent. C’est le cas du moulage en coquille, qui fait appel à des moules en fonte ou en acier; du moulage sous pression dans lequel le métal en fusion, souvent un alliage léger, est refoulé dans un moule métallique à des pressions comprises entre 70 et 7 000 kgf/cm2; et du moulage à cire perdue, consistant à reproduire en cire le modèle de chaque pièce, ce modèle étant ensuite recouvert d’un revêtement en matériau réfractaire qui constitue le moule proprement dit. Quant au procédé à «mousse perdue», il utilise des modèles en mousse de polystyrène dans le sable pour le moulage de pièces en aluminium.

Les métaux et les alliages sont préparés et portés à fusion dans un four du type cubilot, ou dans un four rotatif, à réverbère, à creuset, à arc, à canal ou à induction sans noyau (voir tableau 82.5). Après avoir procédé aux analyses métallurgiques ou chimiques nécessaires, on verse le métal en fusion dans le moule assemblé soit avec une poche, soit par coulée directe. Une fois le métal refroidi, on enlève le moule et les noyaux (décochage ou déboîtage), puis la pièce coulée est dégrossie et nettoyée (ébarbage, grenaillage ou dessablage hydraulique et autres techniques abrasives). Certaines pièces coulées devront ensuite être soudées, être soumises à un traitement thermique ou être peintes, conformément aux spécifications du client.

Les risques associés à la présence de métal brûlant sont communs à la plupart des fonderies, quel que soit le procédé utilisé. Toutefois, certains risques sont spécifiques à un procédé de fonderie particulier. C’est ainsi que l’emploi du magnésium présente des risques d’effet de torche, que l’on ne retrouve pas dans les autres branches de la métallurgie. Le présent article traite en premier lieu des fonderies de fonte, où l’on rencontre la plupart des risques inhérents à la fonderie.

La fonderie industrielle, ou mécanisée, fait appel aux mêmes méthodes que la fonderie classique. Les machines à mouler et les appareils de grenaillage ou de dessablage hydraulique sont généralement pourvus de dispositifs intégrés de dépoussiérage. Toutefois, comme le sable est souvent déplacé sur un transporteur à bande ouvert, les points de transfert et le sable répandu peuvent libérer dans l’air des quantités de poussières considérables, parfois même plus importantes que dans une fonderie classique du fait des cadences plus rapides. Une étude exécutée à partir des données de prélèvement de l’air au milieu des années soixante-dix a révélé des concentrations de poussières plus élevées dans les grandes unités de production américaines que dans les petites fonderies contrôlées à la même époque. L’installation de hottes aspirantes au-dessus des points de transfert des bandes transporteuses, jointe à une scrupuleuse propreté, devrait être de règle. Le transport par système pneumatique, parfois applicable du point de vue économique, permet de travailler dans une atmosphère pratiquement exempte de poussières.

Pour plus de commodité, on supposera qu’une fonderie de fonte comporte les six étapes ci-après:

1. la fusion et la coulée;
2. la préparation des modèles;
3. le moulage (fabrication des moules);
4. le noyautage;
5. le décochage/débourrage;
6. le nettoyage des pièces moulées.

Dans de nombreuses fonderies, la plupart de ces procédés sont mis en œuvre simultanément ou consécutivement dans le même atelier.

Dans une fonderie industrielle typique, le fer passe par les étapes de la fusion, de la coulée, du refroidissement, du décochage, du nettoyage et de l’expédition des pièces finies. Quant au sable, il passe par les stades du mélange, du moulage, du décochage et du mélange à nouveau. Le sable entre dans le processus au stade de la confection du noyau, laquelle commence avec du sable neuf.

En fonderie, les fours de type cubilot sont largement employés pour la fusion et l’affinage du métal. Le cubilot est un haut four vertical, ouvert à la partie supérieure et doté en bas de portes mobiles, avec garnissage réfractaire intérieur; on le charge de coke, de ferrailles et de castine. Il comporte, à la base, des tuyères ou orifices d’amenée du vent nécessaires à la combustion du coke qui sert à chauffer, à fondre et à purifier le fer. Les charges sont introduites par le haut, par un orifice de chargement appelé gueulard, au moyen d’une grue ou d’un pont roulant; elles doivent être stockées à proximité, généralement sur des parcs ou dans des trémies situés dans la cour adjacente à la machine de chargement. Le bon ordre et la surveillance des tas de matières premières sont indispensables si l’on veut éviter les accidents provoqués par des chutes d’objets lourds. Pour réduire les ferrailles à la taille voulue pour le chargement du four et des trémies de stockage, on utilise souvent une masse de démolition ou un gros électroaimant suspendus à une grue ou à un pont roulant. La cabine de la grue ou du pont roulant devrait être convenablement protégée et le grutier, ou le pontier, avoir reçu la formation appropriée.

Les travailleurs chargés de la manutention des matières premières devraient porter des gants de cuir et des chaussures de sécurité. Si le personnel n’est pas attentif, la trémie peut déborder, ce qui est dangereux. Si les opérations de chargement sont trop bruyantes, on peut réduire le niveau sonore résultant de l’impact métal sur métal en équipant berlines et bennes de garnitures en caoutchouc. La plate-forme de chargement, nécessairement située en position haute, peut être dangereuse si elle n’est pas parfaitement plane, si sa surface n’est pas antidérapante et si elle n’est pas entourée, ainsi que les ouvertures éventuellement ménagées dans son plancher, de solides garde-corps.

Le cubilot dégage de grandes quantités de monoxyde de carbone qui peut s’échapper par la porte de chargement ou être rabattu par le vent. Le monoxyde de carbone, incolore et inodore, peut rapidement atteindre des niveaux ambiants toxiques. Les travailleurs se trouvant sur la plate-forme de chargement ou la passerelle devraient savoir reconnaître les symptômes d’intoxication au monoxyde de carbone. Une surveillance à la fois régulière et ponctuelle des niveaux d’exposition s’impose. Des appareils de protection respiratoire autonomes et du matériel de réanimation devraient être prêts à l’emploi, et les travailleurs devraient savoir s’en servir. En cas de travaux réalisés en urgence, un système de surveillance des contaminants lors de l’accès aux espaces confinés devrait être mis en place et rigoureusement appliqué. Tous les travaux devraient s’effectuer sous surveillance.

Les cubilots sont généralement installés par paires ou en groupes afin que, lorsque l’un de ceux-ci est en réparation, les autres puissent fonctionner. La durée d’utilisation dépend de la durabilité des réfractaires et des recommandations des ingénieurs. On doit établir à l’avance des procédures pour l’évacuation de la fonte brute et pour l’arrêt de l’installation en cas d’apparition de points chauds ou de défaillance du système de refroidissement par eau. La réparation des cubilots implique nécessairement la présence de travailleurs à l’intérieur de la cuve du cubilot pour réparer ou remplacer la garniture réfractaire. Ces tâches devraient être considérées comme travaux en espace confiné et, à ce titre, faire l’objet de précautions particulières. Lorsque des travailleurs interviennent dans le cubilot, on devrait également veiller à éviter que des matières ne tombent par les portes de chargement. Pour se protéger des chutes d’objets, les travailleurs devraient porter des casques de protection et, s’ils travaillent en hauteur, des harnais de sécurité.

Les cubilotiers (chargés de faire passer le métal en fusion du creuset du cubilot vers un four d’attente ou une poche) doivent observer des mesures de protection individuelle extrêmement rigoureuses. Le port de lunettes spéciales et de vêtements protecteurs est impératif. Les lunettes de protection devraient résister à la fois à des chocs violents et aux projections de métal en fusion. Toutes les précautions devraient être prises pour éviter que le laitier flottant (déchets extraits du métal en fusion par addition de calcine) et du métal entrent en contact avec de l’eau, ce qui causerait une explosion de vapeur. L’ouvrier de coulée et le contremaître doivent veiller à ce qu’aucune personne étrangère au service ne pénètre dans la zone dangereuse, délimitée par un cercle d’un rayon d’environ 4 m à partir du creuset. La délimitation d’une zone d’interdiction est rendue obligatoire par le règlement de 1953 de la sidérurgie britannique (British Iron and Steel Foundries Regulations).

Lorsque la fusion est terminée, on procède au défournage du cubilot, c’est-à-dire qu’on ouvre le fond mobile pour retirer les scories et autres matériaux indésirables se trouvant encore à l’intérieur de la cuve; après la vidange, le cubilot est laissé à refroidir en attendant que les travailleurs puissent procéder aux opérations d’entretien de la garniture réfractaire. Ouvrir le fond du cubilot est une opération dangereuse qui demande beaucoup de dextérité et un encadrement expérimenté. Le cubilot doit être vidé sur un sol réfractaire ou sur une couche de sable sec. En cas d’incident (par exemple, un fond de cubilot bloqué), il convient de prendre de grandes précautions pour éviter que les projections de métal et de laitier brûlants ne causent des brûlures aux fondeurs.

Le métal chauffé à blanc, d’autre part, émet un rayonnement infrarouge et ultraviolet dangereux pour les yeux, susceptible de causer une cataracte en cas d’exposition prolongée.

Avant de la remplir de métal en fusion, on procède au séchage de la poche pour empêcher les explosions de vapeur d’eau; pour cela, il faut prévoir un flambage d’une durée suffisante.

Les cubilotiers devraient être équipés de casques de sécurité, de lunettes teintées de protection et d’écrans pour le visage, ainsi que de vêtements aluminés tels que tabliers, guêtres (ou demi-guêtres) et chaussures de sécurité. Le port de l’équipement de protection devrait être obligatoire et les travailleurs devraient apprendre à l’utiliser et à l’entretenir. L’ordre le plus rigoureux doit régner partout où l’on manipule du métal en fusion; la présence d’eau sur les lieux sera strictement bannie.

Lorsque les poches de coulée sont suspendues à des grues ou à des ponts roulants, on devrait recourir à des dispositifs de sécurité pour empêcher le déversement du métal lorsque le travailleur chargé de la manœuvre lâche prise. Pour empêcher tout accident, les crochets auxquels sont suspendues les poches de métal en fusion doivent faire l’objet d’essais périodiques destinés à déceler toute fatigue du métal.

Dans les grandes fonderies industrielles, le moule, une fois assemblé, est dirigé au moyen d’un transporteur mécanique jusqu’au poste de coulée. La coulée peut se faire à partir d’une poche manœuvrée manuellement à l’aide d’un volant ou d’une poche de transfert commandée depuis une cabine; elle peut aussi être automatique. Le poste de coulée est généralement doté d’une hotte compensatrice directement alimentée en air. Une fois rempli, le moule passe sur le transporteur à travers un tunnel de refroidissement à extracteur d’air, pour être acheminé jusqu’au décochage. Dans les petits ateliers de fonderie, les moules sont parfois remplis à même le sol de la fonderie où on les laisse refroidir. Dans ce cas, la poche devrait être équipée d’une hotte aspirante mobile.

La coulée, le transport du fer en fusion et le chargement des fours électriques sont des causes d’exposition à l’oxyde de fer et autres fumées métalliques d’oxydes. La coulée dans le moule enflamme et pyrolyse les matières organiques de celui-ci, ce qui dégage de grandes quantités de monoxyde de carbone, de fumées, d’hydrocarbures aromatiques polycycliques cancérogènes, ainsi que des produits de pyrolyse émanant des noyaux, lesquels peuvent être cancérogènes et agir comme sensibilisateurs respiratoires. Les moules qui contiennent des noyaux à boîte froide de grande taille, liés au polyuréthane, dégagent une intense fumée irritante qui contient des isocyanates et des amines. Ici, la première précaution à prendre est de prévoir un poste de coulée avec une installation d’aspiration localisée et un tunnel de refroidissement.

Dans les fonderies dont les toitures sont munies de ventilateurs destinés à extraire les vapeurs dégagées par les opérations de coulée, on peut trouver des concentrations élevées de fumées métalliques aux points hauts, par exemple dans les cabines de grue ou de pont roulant. Si celles-ci sont occupées par un opérateur, elles devraient être fermées et dotées d’un système de filtrage et de conditionnement d’air.

La préparation des modèles est une tâche très qualifiée qui consiste à traduire en un objet en trois dimensions une épure en deux dimensions. Les modèles en bois traditionnels sont réalisés dans un atelier de modelage contenant de l’outillage à main, des scies à ruban et des dégauchisseuses. Toutes les mesures raisonnablement envisageables devraient être prises pour abaisser au minimum le niveau sonore et mettre à la disposition du personnel des protections de l’ouïe. Il est important que les travailleurs comprennent que le port de ces protections est de leur intérêt.

Les scies à ruban et les dégauchisseuses électriques présentent des dangers évidents; or, bien souvent, on ne peut pas les équiper de protecteur sans empêcher leur fonctionnement. Les travailleurs doivent donc connaître parfaitement l’utilisation de ces machines et être avertis des dangers qu’elles comportent.

Le sciage du bois cause une exposition aux poussières de bois. Des systèmes efficaces de ventilation devraient être mis en place pour les extraire de l’air de l’atelier de modelage. Dans certaines industries qui utilisent des bois de feuillus, des cas de cancer du nez ont été observés. Le problème n’a pas été étudié en fonderie.

La coulée en moules métalliques permanents (coquilles), comme la coulée sous pression, représente une évolution importante de l’industrie de la fonderie. Dans ce cas, la préparation du modèle est largement remplacée par des opérations mécaniques et se ramène en fait à une opération de fabrication de matrices. La plupart des risques liés à la préparation des modèles et à l’emploi du sable sont éliminés, mais ils sont remplacés par le risque inhérent à l’emploi de certains matériaux réfractaires destinés au revêtement de la matrice ou du moule. La fonderie sous pression moderne fait de plus en plus couramment usage de noyaux en sable, auquel cas les risques de la fonderie en sable, à savoir l’exposition aux poussières, demeurent.

En fonderie de fonte, la technique de moulage la plus répandue est le moulage en sable vert, basé sur l’emploi de sable siliceux, de poussier de houille, d’argile et de liants organiques. D’autres méthodes de préparation des moules s’inspirent du noyautage: thermodurcissement, autodurcissement à froid et durcissement au gaz. Ces méthodes et les risques qu’elles comportent sont développés à la rubrique «Le noyautage», ci-après. On peut également faire appel aux moules permanents ou au procédé à mousse perdue, surtout en fonderie d’aluminium.

Dans les fonderies industrielles, le mélange des sables, le moulage, l’assemblage des moules, la coulée et le décochage sont intégrés et mécanisés. Le sable revenant du décochage est recyclé et renvoyé aux installations de mélange des sables où, après adjonction d’eau et d’autres additifs, on mélange les sables dans un broyeur pour obtenir les propriétés physiques voulues.

Pour la commodité de l’assemblage, les modèles (et les moules correspondants) sont réalisés en deux parties. Dans le cas du moulage manuel, les moules sont enfermés dans des cadres métalliques ou en bois appelés châssis . La moitié inférieure du modèle est placée dans la partie inférieure du châssis (dessous) et l’on commence par verser du sable fin, puis du sable plus gros autour du modèle. Le sable est tassé dans le moule au moyen d’un compacteur vibrant, d’une machine de moulage par projection ou par d’autres moyens. Le dessus du châssis est établi de la même manière. On dispose des mandrins en bois dans le dessus pour former les trous de coulée par lesquels le métal en fusion pénètre dans la cavité du moule et les évents. On retire les modèles, on introduit le noyau, puis les deux moitiés du moule sont assemblées et clavetées, prêtes pour la coulée. Dans les fonderies industrielles, le dessus et le dessous du châssis sont préparés sur un transporteur mécanique, les noyaux disposés dans le dessous et le moule assemblé par des moyens mécaniques.

Dès lors que l’on manipule du sable se pose le problème de la silice. Mais, dans la mesure où le sable de moulage est généralement soit humide, soit mélangé à de la résine liquide, il y a moins de chances qu’il soit une source importante de poussières respirables. On ajoute parfois un agent de démoulage tel que le talc pour faciliter la séparation du modèle et du moule. Le talc respirable est responsable d’un type de pneumoconiose, la talcose. Les agents de démoulage sont plus fréquemment employés lorsque le moulage est manuel; on ne les observe que rarement dans les grandes installations, plus automatisées. Il arrive que l’on pulvérise des substances chimiques sur la surface des moules, en suspension ou dissoutes dans l’alcool isopropylique, lesquelles sont ensuite brûlées pour laisser un enduit — de graphite le plus souvent — à la surface du moule pour donner à l’objet moulé un plus beau fini. Cette opération comportant un risque d’incendie, tous les travailleurs appelés à manipuler ces substances devraient être équipés de vêtements protecteurs ignifugés, ainsi que d’une protection pour les mains, étant donné que les solvants organiques peuvent provoquer une dermite. Les revêtements devraient être appliqués dans une cabine bien ventilée afin d’empêcher les vapeurs organiques de se répandre dans l’atelier. Le stockage et l’emploi de l’alcool isopropylique devraient s’accompagner du strict respect des règles de sécurité. Il serait utile de le transvaser dans un récipient plus petit pour l’usage immédiat; les récipients de grande taille, destinés au stockage devraient, quant à eux, être tenus à distance du procédé de combustion.

La confection manuelle des moules peut exiger la manipulation d’objets lourds et encombrants. Les moules sont eux-mêmes très lourds, de même que les châssis de moulage. Ils doivent souvent être soulevés, déplacés et empilés à la main. Les accidents dorsalgiques ne sont pas rares et l’on doit mettre à la disposition des travailleurs des moyens mécaniques pour éviter qu’ils n’aient à soulever des objets trop pesants.

Il existe des versions standardisées pour les enceintes de confinement des mélangeurs à sable, des bandes transporteuses et des postes de coulée et de décochage, avec les volumes d’aspiration et les vitesses de captage et de transport correspondantes. La conformité à ces versions et un strict entretien préventif des systèmes de contrôle doivent permettre le respect des limites internationalement reconnues pour l’exposition aux poussières.

Ce sont les noyaux introduits dans le moule qui déterminent la configuration interne d’un objet moulé creux, tel que les passages d’eau d’un bloc moteur. Le noyau doit être suffisamment résistant pour supporter les efforts de la coulée, tout en se laissant casser facilement pour que l’on puisse le retirer de la pièce lors du décochage.

Avant les années soixante, les mélanges pour noyaux se composaient de sable et de liants, tels que l’huile de lin, la mélasse ou la dextrine (sable pétrolifère). Le sable était serré dans une boîte à noyaux comportant une cavité de la forme du noyau, puis séché en étuve. Les étuves à noyaux dégagent des produits de pyrolyse nocifs et doivent être dotées de cheminées bien entretenues. Dans les conditions normales, les courants de convection qui se forment à l’intérieur de l’étuve devraient suffire à évacuer de l’atelier les vapeurs dégagées, même si cette pratique est une cause importante de pollution de l’air. Au sortir de l’étuve, les noyaux en sable pétrolifère peuvent dégager encore une certaine quantité de fumées, mais le risque reste mineur; toutefois, dans certains cas, de petites quantités d’acroléine peuvent représenter une nuisance considérable. Les noyaux peuvent faire l’objet d’un traitement par flambage pour améliorer le fini de la surface de la pièce coulée; dans ce cas, il y aura lieu de prendre les mêmes précautions qu’avec les moules.

Le moulage et le noyautage en coquille sont des procédés de thermodurcissage employés en fonderie de fer. Le sable neuf peut être mélangé à la résine à la fonderie même, ou arriver en sacs déjà enrobé de résine. Le sable enrobé de résine est injecté dans un modèle métallique (la boîte à noyaux). Le modèle est alors chauffé — au moyen de feux directs au gaz naturel dans le procédé de la boîte à noyaux chauffée ou par d’autres moyens dans le cas des noyaux et du moulage en coquille. Pour les boîtes à noyaux chauffées, on fait usage le plus souvent d’une résine thermodurcissable à base d’alcool furfurylique (furanne) et d’urée-formaldéhyde ou de phénol-formaldéhyde. Le moulage en coquille utilise une résine urée-formaldéhyde ou phénol-formaldéhyde. Après un bref temps de prise, le noyau durcit considérablement et peut être dégagé de la plaque-modèle par des tiges d’éjection. Le noyautage en boîte à noyaux chauffée et en coquille est une cause d’exposition considérable au formaldéhyde, cancérogène probable, et à d’autres contaminants, selon la nature du procédé. Parmi les mesures à prendre pour se protéger du formaldéhyde figurent une alimentation directe en air au poste de travail, un système de ventilation avec aspiration localisée au niveau de la boîte à noyaux, une enceinte fermée, un système de ventilation avec aspiration localisée au poste de stockage des noyaux et l’emploi de résines à faible émission de formaldéhyde. Il reste que le problème est difficile à maîtriser de façon satisfaisante. Les noyauteurs devraient bénéficier d’une surveillance médicale en vue de déceler d’éventuels problèmes respiratoires. Le contact de la résine phénol- ou urée-formaldéhyde avec la peau ou les yeux doit être évité, car ces résines sont des irritants ou des sensibilisateurs et peuvent être causes de dermites. Un lavage à grande eau permettra d’éviter tout ennui.

Les systèmes de résines autodurcissables actuellement en usage comprennent les résines urée- et phénol-formaldéhyde catalysées à l’acide avec et sans alcool furfurylique; les isocyanates alkydes et phénoliques; le Fascold; les silicates autodurcissables; l’Inoset; le sable à ciment; et le sable fluidifié ou sable de fonderie. Les agglomérats durcissables à froid n’ont pas besoin de source de chaleur extérieure pour prendre. Les isocyanates employés dans les liants font normalement appel au méthylènediphénylisocyanate (MDI), lequel, s’il est inhalé, peut agir comme irritant ou sensibilisant respiratoire et être cause d’asthme. Le port de gants et de lunettes protectrices est à conseiller lorsqu’on manipule ou qu’on utilise ces composés. Quant aux isocyanates, ils devraient être très soigneusement entreposés dans des récipients hermétiquement clos, à l’abri de l’humidité et à une température comprise entre 10 et 30 °C. Les récipients vides devraient être remplis et immergés pendant vingt-quatre heures au moyen d’une solution de carbonate de sodium à 5% pour neutraliser les substances chimiques résiduelles qui pourraient subsister dans et sur le fût. La mise en œuvre des procédés de moulage en résine devrait impérativement s’accompagner de toutes les précautions d’usage, mais c’est surtout lors de la manipulation des catalyseurs employés comme agents de prise qu’il faut procéder avec la plus grande prudence. Les catalyseurs destinés aux résines phénol-isocyanate huile-isocyanate sont généralement des amines aromatiques à base de composés pyridiques, se présentant sous la forme d’un liquide à l’odeur âcre. Ces composés peuvent être responsables de graves irritations de la peau, d’atteintes rénales et hépatiques et également affecter le système nerveux central. Ces composés sont soit fournis sous forme d’additifs séparés (liants trois parties), soit prémélangés avec les substances huileuses. Une ventilation avec aspiration localisée devrait être mise en place aux stades du mélange, du moulage, de la coulée et du décochage. Dans le cas de certains autres procédés ne comportant pas de cuisson, les catalyseurs utilisés sont l’acide phosphorique ou divers acides sulfoniques, lesquels sont également toxiques; toutes les précautions devraient être prises pour se prémunir contre les accidents en cours de transport ou d’emploi.

Le noyautage avec durcissement au gaz fait appel au procédé dioxyde de carbone CO2-silicate et au procédé Isocure (ou «Ashland»). De nombreuses variantes du procédé CO2-silicate ont été mises au point depuis les années cinquante. Ce procédé a généralement servi à la production de moules et de noyaux de moyennes et grandes dimensions. Le sable du noyau est un mélange de silicate de sodium et de sable siliceux, généralement modifié par adjonction de substances telles que les mélasses, employées comme agents de désagrégation. Lorsque la boîte à noyaux est remplie, le noyau est séché par le passage du dioxyde de carbone à travers le mélange. Cette opération entraîne la formation de carbonate de sodium et de gel de silice, lequel sert de liant.

Le silicate de sodium est une substance alcaline qui peut être nocive si elle entre en contact avec la peau ou les yeux, ou si elle est ingérée. Il est conseillé de prévoir une douche d’urgence à proximité des ateliers où sont manipulées de grandes quantités de ce produit, et des gants devraient toujours être portés. Une fontaine pour des bains oculaires devrait être installée dans tout secteur de la fonderie où l’on met en œuvre du silicate de sodium. Le CO2 peut être fourni à l’état solide, liquide ou gazeux. Lorsqu’il est livré en fûts ou en réservoirs sous pression, de nombreuses précautions devraient être prises, qu’il s’agisse de l’entreposage des fûts, de l’entretien des vannes, de la manutention, etc. Il faut également compter avec les propriétés du gaz lui-même, dont la présence peut faire tomber la teneur en oxygène de l’air dans les espaces clos à un niveau dangereux.

Le procédé Isocure sert à la confection des noyaux et des moules. Il s’agit d’un système de durcissement au gaz dans lequel une résine, le plus souvent du phénol-formaldéhyde, est mélangée à un diisocyanate (par exemple, le MDI) et à du sable. Le produit est injecté dans la boîte à noyaux, puis imprégné par voie gazeuse d’une amine, généralement la triéthylamine ou la diméthyléthylamine, de manière à provoquer la réaction de réticulation et donc le durcissement. Les amines, souvent vendues en fûts, sont des liquides extrêmement volatils à forte odeur d’ammoniac. Le risque d’incendie ou d’explosion est très réel et toutes les précautions voulues devraient être prises, surtout en cas de stockage en vrac. Ces amines ont pour caractéristique de provoquer une vision en halo et un gonflement de la cornée; elles peuvent également affecter le système nerveux central et provoquer des convulsions, la paralysie et, plus rarement, la mort. En cas de contact des amines avec les yeux ou la peau, les premiers soins comporteront avant tout d’abondantes applications d’eau pendant au moins quinze minutes et la consultation immédiate d’un praticien. Avec le procédé Isocure, l’amine est appliquée sous forme de vapeur dans un gaz vecteur (l’azote), l’excès d’amine étant absorbé dans une tour de lavage pour acides. Même si les émanations gazeuses résiduelles d’amine des noyaux manufacturés jouent un certain rôle, la principale cause d’exposition importante reste les fuites des boîtes à noyaux. On s’entourera de toutes les précautions voulues lors de la manipulation de ces dernières, et un système de ventilation avec aspiration localisée devrait être installé pour évacuer les vapeurs accumulées dans les ateliers.

Une fois le métal en fusion refroidi, la pièce brute de fonderie doit être retirée du moule. Il s’agit d’une opération bruyante qui, dans bien des cas, expose les travailleurs à des niveaux sonores largement supérieurs à 90 dBA pendant une journée de huit heures. S’il n’est pas possible d’abaisser le niveau sonore, des protecteurs de l’ouïe devraient être remis aux intéressés. Le moule est séparé de la pièce coulée par ébranlage. Il arrive fréquemment que l’on fasse tomber le châssis de moule, le moule et la pièce coulée sur une grille vibrante pour détacher le sable (dessablage). Celui-ci tombe à travers la grille dans une trémie ou sur un transporteur à bande où il peut être soumis à des trieurs magnétiques et recyclé pour broyage, traitement et réutilisation, ou tout simplement mis au rebut. Au lieu du dessablage sur grille, on a parfois recours au dessablage par voie humide, ce qui dégage moins de poussières. C’est également à ce stade que l’on retire le noyau, là encore en faisant parfois appel à des jets d’eau à haute pression.

La pièce coulée est alors reprise et envoyée à l’étape suivante, le décochage. Bien souvent, les petites pièces peuvent être simplement expulsées du châssis avant le dessablage, ce qui diminue le dégagement de poussières. Ces opérations produisent des niveaux de poussières siliceuses dangereux parce que le sable s’est trouvé en contact avec le métal en fusion et est par conséquent extrêmement sec. Le métal et le sable sont encore très chauds. Il est donc indispensable de prévoir une protection des yeux. Les passages et les aires de travail doivent être libres de toutes ferrailles sur lesquelles on pourrait trébucher et de poussières susceptibles d’être remises en suspension et d’être inhalées.

La question de savoir si les nouveaux liants mis en œuvre dans les noyaux ont un effet quelconque sur la santé des travailleurs et, notamment, des dénoyauteurs, n’a fait l’objet que de rares études. Les furannes, l’alcool furfurylique et l’acide phosphorique, les résines urée-formaldéhyde et phénol-formaldéhyde, le silicate de sodium et le dioxyde de carbone, les systèmes autodurcissables, l’huile de lin modifiée et le MDI subissent tous une certaine décomposition thermique lorsqu’ils sont exposés aux températures des métaux en fusion.

Les effets des particules de silice enrobées de résine sur l’apparition de la pneumoconiose n’ont fait l’objet d’aucune étude. On ignore si ces revêtements freineront ou accéléreront la formation des lésions des tissus pulmonaires. On craint que les produits de réaction de l’acide phosphorique ne libèrent de la phosphine. L’expérimentation sur l’animal et certaines études ont montré que lorsque la silice a été traitée par un acide minéral, ses poussières agissent beaucoup plus rapidement sur les tissus pulmonaires. L’urée-formaldéhyde et le phénol-formaldéhyde peuvent dégager des phénols libres, des aldéhydes et du monoxyde de carbone. Les sucres destinés à faciliter le démoulage des noyaux dégagent des quantités importantes de monoxyde de carbone. Les agglomérants autodurcissables libèrent des isocyanates (par exemple, le MDI) et du monoxyde de carbone.

Le nettoyage des pièces, y compris l’ébarbage, est exécuté après le démoulage et le dénoyautage. Les différents procédés, qui reçoivent des noms différents d’un endroit à l’autre, peuvent être classés globalement comme ci-après:

•   le nettoyage , qui comprend le décochage, le dégrossissage, l’élimination du sable de moulage adhérent, du sable à noyaux, des jets, des masselottes, des bavures et autres matériaux facilement détachables, à l’aide d’outils à main ou d’outils pneumatiques portatifs;
•   l’ébarbage proprement dit, qui englobe l’enlèvement des adhérences de sable vitrifié, des coutures, du métal excédentaire tel que soufflures, bosses, dartres ou autres défauts, et le finissage des pièces au moyen de burins, d’outils pneumatiques et de brosses métalliques. Les techniques apparentées au soudage, telles que l’oxycoupage, l’arc électrique, le chalumeau arc-air, le nettoyage sous pression et la torche à plasma, sont appliquées surtout pour brûler les jets de coulée, réparer les pièces de fonderie ainsi que pour les opérations de découpage et de nettoyage.

L’ébarbage commence par l’enlèvement des jets de coulée. Une fraction importante, parfois la moitié, du métal coulé dans le moule ne fait pas partie de la pièce définitive. En effet, le moule doit nécessairement comporter des évidements, des jets et des évents qui permettent de le remplir du métal dont sera constitué l’objet de fonderie. On peut généralement détacher les jets de coulée au stade du décochage, mais il arrive parfois que cette opération constitue un stade distinct des opérations de nettoyage des pièces. On enlève les jets à la main, habituellement au moyen d’un marteau. Pour limiter le bruit, les marteaux métalliques peuvent être remplacés par des marteaux recouverts de caoutchouc, les bandes transporteuses étant doublées également de caoutchouc qui les rendront moins bruyantes. Il est impératif que le personnel porte une protection des yeux contre les fragments de métal brûlant projetés au cours de cette opération. Les déchets d’ébarbage ne doivent pas s’accumuler dans l’atelier, mais être retournés à la zone de chargement de la fonderie. Après détachage des jets de coulée (mais parfois avant), la plupart des pièces de fonderie subissent un grenaillage ou un passage au tonneau dessableur rotatif pour enlever les déchets de moulage et, éventuellement, améliorer le fini des pièces. Les tonneaux dessableurs rotatifs sont extrêmement bruyants. Il pourrait être nécessaire de les placer dans des enceintes insonorisées, éventuellement avec une ventilation avec aspiration localisée.

Qu’il s’agisse de fonderies de fonte, d’acier ou de métaux non ferreux, les méthodes de nettoyage sont très similaires; pourtant, le nettoyage et l’ébarbage des fontes d’acier présentent des difficultés particulières en raison d’une fréquence plus grande des adhérences de sable vitrifié que dans le cas des fontes de fer ou de métaux non ferreux. Le sable vitrifié présent à la surface des grosses pièces d’acier peut renfermer de la cristobalite, plus toxique que le quartz contenu dans le sable vierge.

Les procédés de dessablage non pneumatique à la grenaille ou de dessablage au tonneau des pièces coulées avant burinage et meulage devraient être appliqués pour éviter toute surexposition à la poussière de silice. La pièce ne doit pas être recouverte de poussière visible, encore que le risque lié à la silice puisse tout de même exister au meulage si la silice est incluse sous forme vitrifiée dans la surface métallique apparemment nette de la pièce. Dans le grenaillage, la grenaille est projetée contre la pièce par la force centrifuge, sans présence d’aucun travailleur dans la chambre de dessablage. Celle-ci doit être cependant ventilée de manière qu’il n’y ait aucune émission visible de poussières. Il n’existe de problème de poussière de ce genre qu’en cas de panne ou de détérioration de la chambre de dessablage ou du ventilateur et du collecteur.

Pour éliminer le sable adhérent, la pièce peut être soumise à un jet d’eau à haute pression, à un jet d’eau et de sable, ou à une projection de grenaille de fonte ou d’acier. Pour ce qui concerne le décapage au sable, il a été interdit dans plusieurs pays (au Royaume-Uni, par exemple) en raison du risque de silicose; en effet, les particules de sable deviennent de plus en plus fines et la fraction respirable ne fait que s’accroître. Il va de soi qu’en cas de fausse manœuvre les jets d’eau à haute pression et le grenaillage peuvent aussi présenter des risques pour le personnel. Ces opérations devraient donc toujours être pratiquées dans une enceinte fermée et isolée. Les cabines de dessablage devraient être inspectées à intervalles réguliers pour s’assurer que le système d’extraction des poussières fonctionne bien et qu’il n’y ait pas de fuite permettant des projections d’eau ou de grenaille dans la fonderie. Les casques destinés aux grenailleurs devraient être d’un modèle agréé et soigneusement entretenus. Il est conseillé d’apposer à la porte de la cabine de grenaillage un écriteau informant le personnel qu’une opération de décapage est en cours et que l’entrée est interdite à toute personne étrangère au service. Des systèmes de verrouillage, couplés au circuit des moteurs de l’appareil de grenaillage, pourront interdire l’ouverture des portes tant que l’opération de grenaillage ne sera pas terminée.

Des meules de différents types sont employées pour lisser les pièces brutes de fonderie. Les meules sont montées soit sur des machines à bâti ou à socle, soit sur des machines portatives ou à montage pendulaire. Les tourets sur socle sont utilisés pour les petites pièces; les meules portatives, les meules assiettes, les meules boisseaux et les meules coniques servent à diverses opérations, notamment au lissage intérieur des pièces de fonderie évidées; quant aux meuleuses pendulaires, elles servent surtout pour les grandes pièces, sur lesquelles il est nécessaire d’enlever d’importantes quantités de métal.

Les opérations exécutées dans une fonderie d’acier (par opposition à une aciérie proprement dite) sont dans l’ensemble les mêmes que dans une fonderie de fonte; toutefois, les températures du métal y sont beaucoup plus élevées. Il en résulte que la protection des yeux au moyen de lunettes teintées est indispensable et que la silice du moule est transformée par la chaleur en tridymite ou en cristobalite, deux variétés cristallines de silice particulièrement dangereuses pour les poumons. Il arrive souvent que le sable se vitrifie sur les pièces et qu’il faille l’enlever par des moyens mécaniques, ce qui donne lieu à des poussières dangereuses; aussi faut-il impérativement prévoir un système d’aspiration efficace et le port d’un appareil de protection respiratoire.

Ces alliages sont essentiellement à base d’aluminium ou de magnésium. Ils contiennent souvent de faibles quantités de métaux qui, lorsque certaines conditions sont réunies, dégagent des fumées toxiques. Ces fumées doivent être analysées pour la détermination de leurs éléments constitutifs.

Dans les fonderies d’aluminium et de magnésium, la fusion s’opère généralement dans des fours à creuset. La présence d’ouvertures d’aspiration autour de la partie supérieure du creuset pour éliminer les vapeurs est recommandée. Dans les fours chauffés au mazout, une combustion incomplète due à des brûleurs défectueux peut être la cause d’émissions de produits tels que le monoxyde de carbone. Les fumées de fours à creuset peuvent renfermer des hydrocarbures complexes dont certains peuvent être cancérogènes. Durant le nettoyage du four et du carneau, il existe un danger d’exposition au pentoxyde de vanadium, contenu dans les suies formées par les dépôts de mazout.

Le fluorspar utilisé comme fondant en fonderie d’aluminium peut dégager dans l’air ambiant des quantités importantes de poussières de fluorures. Dans certains cas, le chlorure de baryum a été utilisé comme fondant pour les alliages de magnésium; étant donné qu’il s’agit d’une substance notablement toxique, son emploi doit s’accompagner de grandes précautions. Les alliages légers sont parfois dégazés par passage de dioxyde de soufre ou de chlore (ou de composés commerciaux qui produisent du chlore en se décomposant) à travers le métal en fusion; un système d’aspiration et le port d’appareils de protection respiratoire sont donc indispensables pour cette opération. Pour ralentir le refroidissement du métal dans le moule, un mélange de poudres d’aluminium et d’oxyde de fer le plus souvent à forte réaction exothermique est placé dans la masselote. Ce mélange connu sous le nom de thermite dégage d’épaisses fumées dont on a pu vérifier l’innocuité; lorsqu’elles étaient de teinte brunâtre, on a soupçonné la présence d’oxydes azoteux, ce qui s’est révélé faux. Les fines particules d’aluminium produites par l’ébavurage des pièces coulées en aluminium et en magnésium, par contre, présentent un risque aigu d’incendie; aussi le dépoussiérage doit-il se faire par voie humide.

La réalisation de pièces coulées en magnésium s’accompagne de risques considérables d’incendie et d’explosion. Comme le magnésium en fusion s’enflamme au contact de l’air, il faut intercaler entre ces deux corps une couche protectrice, qui est généralement constituée par du soufre fondu. Les fondeurs qui appliquent à la main la poudre de soufre sur le creuset peuvent être atteints de dermites; ils devraient donc porter des gants faits d’une matière ignifugée. Au contact du métal, le soufre brûle constamment en dégageant des quantités importantes de dioxyde de soufre. Un système d’aspiration devrait donc être installé. Les travailleurs devraient être informés du danger d’inflammation d’un creuset ou d’une poche de magnésium en fusion, avec dégagement possible d’un brouillard intense constitué de fines particules d’oxyde de magnésium. Tous les fondeurs de magnésium devraient porter des vêtements de protection ignifugés. Si ces vêtements sont recouverts de poussières de magnésium, ils ne devraient pas être rangés sans que l’on s’assure qu’il n’y a pas d’humidité dans les armoires des vestiaires, humidité qui pourrait provoquer l’inflammation spontanée de ces poussières. Les poussières de magnésium devraient être enlevées des vêtements. La craie de tailleur est un produit très utilisé dans les fonderies pour le poteyage; pour prévenir le risque de talcose, il doit exister un système de réduction des poussières. On emploie aussi, pour déceler les fissures dans les pièces coulées en alliages légers, des huiles et des poudres auxquelles sont venus s’ajouter des colorants qui améliorent l’efficacité du contrôle. Il a été observé que certains colorants rouges étaient absorbés, puis excrétés dans la sueur, salissant ainsi les effets personnels; malgré l’inconvénient que cela représente, aucune répercussion sur la santé n’a été constatée.

Des fumées métalliques toxiques et des poussières provenant de certains alliages sont un risque spécifique des fonderies de laiton et de bronze. Des expositions au plomb supérieures aux limites de sécurité lors de la fusion, de la coulée ou des opérations de finition ne sont pas rares, surtout lorsque les alliages ont une forte teneur en plomb. Le risque présenté par le plomb lors du nettoyage des fours et de l’évacuation des crasses est particulièrement grave. La surexposition au plomb est aussi fréquente lors de la fusion et de la coulée et peut se produire également lors des travaux de meulage. Les vapeurs de zinc et de cuivre (les éléments constitutifs du bronze) sont la principale cause de la fièvre des fondeurs, même si cette affection a été observée aussi chez des fondeurs travaillant le magnésium, l’aluminium, l’antimoine, etc. Certains alliages à haute résistance contiennent du cadmium, lequel peut provoquer la pneumonie chimique par exposition aiguë ainsi que des atteintes rénales et le cancer du poumon par exposition chronique.

Le moulage en moules métalliques permanents (coquilles), comme dans la coulée sous pression, a représenté un grand progrès en fonderie. Dans ce cas, le modelage est largement remplacé par des procédés mécaniques et se résume en fait à une opération de matriçage. La plupart des risques inhérents au modelage se trouvent éliminés, de même que ceux liés à l’emploi du sable, mais ils sont remplacés par un certain risque inhérent à l’emploi de matériaux réfractaires devant servir de revêtement à la matrice ou au moule. En fonderie moderne, on fait de plus couramment usage de noyaux en sable, auquel cas les risques liés aux poussières dégagées par la fonderie en sable demeurent.

L’aluminium est très fréquemment coulé sous pression. Les pièces automobiles telles que les enjoliveurs chromés sont le plus souvent en zinc coulé sous pression, recevant ensuite un placage de cuivre, de nickel et de chrome. Le risque de fièvre des fondeurs due aux fumées de zinc devrait être constamment contrôlé, de même que celui que font courir les brouillards d’acide chromique.

Les machines à injection présentent tous les risques propres aux presses hydrauliques. A cela s’ajoutent les brouillards que peuvent produire les huiles servant à lubrifier les coquilles, contre l’inhalation desquels il faut protéger les travailleurs, tout en empêchant leurs vêtements de s’imprégner d’huile. Les liquides hydrauliques résistant au feu utilisés dans les presses pouvant contenir des composés organophosphorés toxiques, des précautions particulières devraient être prises pendant les travaux d’entretien des circuits hydrauliques.

L’un des principaux procédés de moulage de précision est le moulage à cire perdue, dans lequel les modèles sont produits par injection de cire dans un moule; ces modèles sont enduits d’une mince couche de poudre réfractaire qui sert de matériau de garniture du moule, après quoi on fait fondre la cire avant la coulée, à moins que sa fusion ne soit provoquée par l’injection du métal fondu.

L’opération de vidange de la cire comporte un risque certain d’incendie; par ailleurs, la décomposition de la cire génère de l’acroléine et d’autres produits de décomposition dangereux. Quant aux étuves, elles doivent être convenablement ventilées. On a utilisé le trichloroéthylène pour éliminer les dernières traces de cire; ce solvant peut s’accumuler dans les évidements du moule ou être absorbé par le matériau réfractaire pour ensuite s’évaporer ou se décomposer pendant la coulée. En raison des risques propres à l’amiante, il conviendrait de renoncer à l’emploi de matériaux réfractaires contenant de l’amiante pour le procédé à cire perdue.

On doit déplorer en fonderie des taux de mortalité plus élevés que dans d’autres secteurs industriels; cette surmortalité est liée aux projections de métal en fusion et aux explosions, aux accidents lors de l’entretien des cubilots et, notamment, à l’ouverture du fond mobile, sans compter les risques d’exposition au monoxyde de carbone lors du regarnissage. Par rapport à d’autres établissements industriels, les fonderies font état d’une plus forte incidence de blessures par corps étrangers, contusions et brûlures et, par contre, d’une plus faible proportion d’accidents musculo-squelettiques. Les niveaux sonores y comptent également parmi les plus élevés.

Une étude portant sur plusieurs dizaines d’accidents mortels survenus dans des fonderies a mis en évidence les causes suivantes: écrasement entre des parties du bâtiment et des wagonnets destinés au transport des moules pendant l’entretien et le dépannage; écrasement pendant le nettoyage de malaxeurs à meule commandés à distance; brûlures par projections de métal en fusion dues à la défaillance d’une grue ou d’un pont roulant, au fissurage des moules, au débordement d’une poche de coulée, à une explosion de vapeur dans une poche mal séchée; chutes depuis une grue, une passerelle ou un pont roulant; électrocution par des appareils de soudage; écrasement par des véhicules de manutention; brûlures occasionnées par l’ouverture du fond mobile du cubilot; exposition à une atmosphère excessivement chargée en oxygène ou, au contraire, au monoxyde de carbone lors de la réparation des cubilots.

L’éclatement ou la rupture des meules peuvent blesser gravement ou même mortellement: dans les tourets à socle, l’espace séparant la meule de son support ne doit pas être trop important, sinon la main ou l’avant-bras risquent d’être happés et écrasés. S’ils ne sont pas protégés, les yeux sont continuellement exposés. Glissades et chutes, surtout lors du port de lourdes charges, peuvent être occasionnées par des sols mal entretenus ou encombrés. Des chutes d’objets, ou des charges qu’on laisse tomber peuvent causer des blessures aux pieds. Les efforts excessifs liés au soulèvement et au transport d’objets lourds peuvent être à l’origine d’entorses ou de claquages. Le mauvais entretien des appareils de levage peut entraîner leur défaillance et la chute d’objets sur les travailleurs. Le matériel électrique, notamment l’outillage à main, mal entretenu ou non relié à la terre peut être cause d’électrocutions.

Tous les éléments dangereux des machines, particulièrement des meules, devraient être munis de protecteurs adéquats, avec arrêt automatique si l’on retire le protecteur pendant la marche. D’une manière générale, les meules devraient être soigneusement entretenues et vérifiées, et leur vitesse réglée avec précision (les meules portatives exigeant des soins particulièrement rigoureux). Le matériel électrique devrait être maintenu en parfait état de marche et les règles de mise à la terre strictement suivies. Les travailleurs devraient être formés aux méthodes rationnelles de levage et de transport des charges et savoir comment fixer correctement celles-ci aux crochets des grues et autres appareils de levage. Ils devraient disposer d’équipements de protection individuelle, notamment pour les yeux, le visage, les pieds et les jambes. On devrait veiller à ce que les premiers soins soient rapidement donnés, même si la lésion n’est pas grave, et à ce que, en cas de blessure plus grave, il soit fait appel à un médecin.

Les affections liées aux poussières sont très répandues parmi les travailleurs des fonderies. Même dans les plus modernes d’entre elles, où les opérations de nettoyage des pièces sont bien contrôlées et où les objets de fonderie ne portent pas de poussières visibles, les expositions à la silice sont fréquemment proches des limites d’exposition prescrites, quand elles ne les dépassent pas. Des expositions plusieurs fois supérieures aux limites se produisent lorsque les pièces sont poussiéreuses ou que les cabines d’ébarbage ne sont pas étanches. Il y a risque probable de surexposition lorsque des poussières visibles échappent à l’aspiration lors des opérations de dessablage, de préparation des sables ou de réparation des réfractaires.

La silicose est la maladie professionnelle la plus répandue dans les ateliers d’ébarbage de l’acier; dans l’ébarbage du fer, ce sont les pneumoconioses mixtes qui prédominent (Landrigan et coll., 1986). A la fonderie, la prévalence s’accroît avec la durée de l’exposition et l’importance de la concentration de poussières. Il semble que le risque de silicose soit plus grand dans les fonderies d’acier que dans les fonderies de fer en raison des teneurs plus élevées en silice libre. On n’est pas encore parvenu à fixer de manière concluante un niveau d’exposition pour lequel il n’y ait plus de risque de silicose; le seuil est probablement inférieur à 100 mg/m3, voire à la moitié de cette valeur.

Dans la plupart des pays, le nombre de cas nouveaux de silicose est en régression, ce qui est dû en partie à l’évolution des technologies, les industriels ayant renoncé au sable siliceux dans les fonderies et ayant remplacé, pour la fusion de l’acier, les briques de silice par des garnitures de creuset basiques. La raison principale est en fait la réduction des effectifs des aciéries et des fonderies par suite de l’automatisation. Cependant, dans de nombreuses fonderies, l’exposition aux poussières de silice respirables demeure élevée malgré tous les efforts, tandis que dans les pays où l’on continue à employer une main-d’œuvre nombreuse, la silicose reste un problème majeur.

La silico-tuberculose est une maladie connue depuis longtemps chez les fondeurs. Là où la prévalence de la silicose a décliné, on a constaté une diminution parallèle des cas déclarés de tuberculose, même si cette maladie n’a pas été complètement éradiquée. Dans les pays où les concentrations de poussières demeurent élevées, où les procédés industriels qui dégagent beaucoup de poussières font appel à une main-d’œuvre nombreuse et où il y a une forte prévalence de la tuberculose dans la population générale, cette dernière maladie reste une importante cause de décès chez les fondeurs.

De nombreux travailleurs atteints de pneumoconiose souffrent aussi de bronchite chronique, souvent associée à l’emphysème; l’influence des conditions de travail sur ces complications, dans certaines occasions du moins, est soupçonnée depuis longtemps par de nombreux chercheurs. Des cas de cancer du poumon, de pneumonie lobaire, de broncho-pneumonie et de thrombose coronarienne associés à une pneumoconiose ont été signalés chez des fondeurs.

Une analyse des études de mortalité chez des fondeurs et, notamment, chez ceux de l’industrie automobile aux Etats-Unis a montré dans 14 sur 15 de ces études un accroissement du nombre des décès par cancer du poumon. Etant donné que l’on observe des taux élevés de cancer du poumon parmi les travailleurs des chambres d’ébarbage, où le principal risque est la silice, il est vraisemblable que l’on a également affaire à des expositions mixtes.

Les études sur les substances cancérogènes présentes en fonderie ont été axées sur les hydrocarbures aromatiques polycycliques qui se forment lors de la décomposition thermique des additifs au sable et des liants. Certaines suggèrent que des métaux tels que le chrome et le nickel, de même que des poussières de silice et d’amiante, pourraient être responsables d’une partie de la surmortalité. Les différences de composition chimique au niveau du moulage et du noyautage, de nature des sables et de composition des alliages à base de fer et d’acier pourraient expliquer les écarts du niveau de risque constatés d’une fonderie à l’autre (Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), 1984).

Sur 11 études, 8 ont fait apparaître un surcroît de mortalité par maladies respiratoires non malignes. Des décès par silicose ont également été enregistrés. Des études cliniques ont révélé dans des fonderies industrielles modernes «propres» des modifications radiologiques caractéristiques de la pneumoconiose, des déficits de la fonction pulmonaire révélateurs d’une obstruction, ainsi que des symptômes respiratoires aggravés. Comme ces symptômes résultaient d’expositions survenues après les années soixante, il y a tout lieu de croire que les risques sanitaires présents dans les fonderies les plus anciennes n’ont pas encore été éliminés.

La prévention des affections pulmonaires est essentiellement un problème de réduction des émissions de poussières et de fumées; l’installation de systèmes de ventilation générale et de ventilation avec aspiration localisée est une mesure applicable à toutes les opérations; dans certains cas, s’agissant notamment des meules portatives et des outils pneumatiques, on aura avantage à employer des systèmes d’aspiration à faible volume, mais à vitesse élevée.

Les burins pneumatiques ou à main qui servent à détacher les incrustations de sable calciné produisent de grandes quantités de poussières microscopiques. L’enlèvement des dépôts à l’aide de brosses métalliques rotatives ou de brosses ordinaires libère également beaucoup de poussières et exige donc un système de ventilation localisée.

L’installation de systèmes d’aspiration sur les meules à socle et à montage pendulaire ne pose aucune difficulté. Les meules portatives servant aux petites pièces seront installées sur des établis ventilés, ou équipées elles-mêmes d’un système d’aspiration. Le décapage à la brosse peut également s’effectuer sur des établis ventilés. La réduction des émissions de poussières dégagées lors du nettoyage des grosses pièces de fonderie pose certains problèmes, mais les systèmes d’aspiration à faible volume et à vitesse élevée ont apporté des améliorations considérables. Les travailleurs n’aimant pas ces appareils, auxquels ils reprochent parfois d’être encombrants et de gêner la visibilité, il convient donc de les persuader de leur utilité grâce à une formation théorique et pratique adéquate.

Le nettoyage et l’ébarbage des très grosses pièces, pour lesquelles une ventilation localisée n’est pas envisageable, devraient se faire dans un emplacement distinct totalement isolé, à des heures où le personnel est peu nombreux. Tous les travailleurs devraient être dotés d’équipements de protection individuelle et savoir les utiliser correctement; ces équipements doivent être régulièrement nettoyés et réparés.

Depuis les années cinquante, diverses résines synthétiques ont été introduites en fonderie pour servir de liants au sable dans les noyaux et les moules. Ces systèmes comportent généralement un matériau de base et un catalyseur ou un durcisseur qui déclenchent la polymérisation. Bon nombre de ces substances chimiques sont des sensibilisateurs (par exemple, les isocyanates, l’alcool furfurylique, les amines et le formaldéhyde) et leur implication dans des cas d’asthme professionnel chez les fondeurs est désormais établie. Au cours d’une étude, sur 78 fondeurs exposés aux résines Pepset (boîte de moulage froide), 12 présentaient des symptômes asthmatiques et, sur le nombre, 6 manifestaient une nette diminution des débits volumétriques d’air lors d’un test de provocation faisant appel au diisocyanate de méthyle (Johnson et coll., 1985).

Dans les ateliers d’ébarbage, les opérations de soudage sont une source d’exposition aux fumées métalliques et présentent un risque d’intoxication et de fièvre des fondeurs, selon la composition des métaux en cause. Les opérations de soudage sur la fonte s’effectuent avec des baguettes à base de nickel et il y a donc exposition aux fumées de ce métal. La torche à plasma produit des quantités considérables de fumées métalliques, d’ozone, d’oxyde d’azote et de rayonnement ultraviolet. De plus, elle est très bruyante.

Les petites pièces peuvent être soudées sur des établis comportant un système de ventilation avec aspiration localisée. En revanche, le soudage et le brûlage, dans le cas des grosses pièces, peuvent s’avérer délicats. On a obtenu de bons résultats en centralisant ces opérations dans un emplacement unique. La ventilation avec aspiration localisée peut se faire au moyen d’un conduit souple placé au-dessus du point de soudage. On doit donc enseigner aux soudeurs à déplacer ce conduit au fur et à mesure des opérations. Les poussières et les fumées qui subsistent seront éliminées à l’aide d’un système de ventilation générale adéquat et leurs effets seront réduits au moyen d’un équipement de protection individuelle.

Dans les fonderies, les opérations les plus bruyantes sont généralement le décochage et le dessablage; le niveau sonore est en outre plus fort dans les fonderies mécanisées que dans les installations non mécanisées. Quant au système de ventilation, il peut être la cause de niveaux d’exposition proches de 90 dBA.

Le niveau sonore des opérations d’ébarbage est de 115 à 120 dBA pour les fontes d’acier et de 105 à 115 dBA pour les fontes de fer. L’Association britannique de recherche en matière de moulage d’acier (The British Steel Casting Research Associ-ation) a étudié les sources sonores dans l’ébarbage, qui comprennent:

•   les conduits d’évacuation des ébarbeuses;
•   le choc des marteaux ou le bruit des meules sur les pièces de fonderie;
•   la résonance des pièces de fonderie et les vibrations de leurs supports;
•   la transmission des vibrations des supports aux éléments qui les entourent;
•   la réflexion des ondes sonores par les hottes des systèmes d’aspiration.

Les stratégies de lutte contre le bruit varient en fonction de la dimension des pièces, de la nature du métal, de l’espace disponible, de l’emploi d’outils portatifs, etc. Il existe un certain nombre de mesures générales qui permettent de réduire le niveau d’exposition sonore des intéressés et des autres travailleurs: aménagement des programmes de travail et séparation des locaux; confinement total ou cloisons isolantes; et emploi de plans de travail absorbant le son, d’écrans, de panneaux et d’auvents en matériaux isolants divers et autres matériaux acoustiques. Les directives relatives aux limites d’exposition quotidienne devraient être strictement observées et, en cas de besoin, on aura recours aux dispositifs de protection individuelle.

La British Steel Casting Research Association a mis au point un banc d’ébarbage qui réduit de 4 à 5 dBA environ le bruit du burinage. Cet établi présente en outre l’avantage d’être équipé d’un système d’aspiration des poussières. C’est là un résultat encourageant qui permet d’espérer que, grâce à de nouvelles améliorations, on parviendra à réduire encore davantage les niveaux sonores.

On observe parfois le syndrome de Raynaud chez les travailleurs qui emploient des outils vibrants portatifs. Il est plus répandu dans l’ébarbage de l’acier que dans celui du fer et plus fréquent chez les travailleurs qui se servent d’appareils rotatifs. Le seuil critique à partir duquel ce phénomène apparaît se situe entre 2 000 et 3 000 tours/min pour une fréquence de 40 à 125 Hz.

On estime aujourd’hui que le syndrome de Raynaud a des effets sur un certain nombre d’autres tissus de l’avant-bras, en plus des nerfs périphériques et des vaisseaux sanguins. Il est associé au syndrome du canal carpien et à des évolutions dégénératives des articulations. Une étude conduite parmi les burineurs et les meuleurs des aciéries a révélé qu’ils étaient deux fois plus exposés au risque de maladie de Dupuytren qu’un groupe témoin (Thomas et Clarke, 1992).

Il est possible de réduire considérablement les vibrations transmises aux mains grâce aux mesures suivantes: choisir des outils conçus pour limiter l’étendue des plages de vibrations de fréquence et d’amplitude dangereuses; maintenir les outils de telle sorte que leur orifice d’évacuation soit aussi éloigné que possible des mains; porter plusieurs paires de gants ou des gants isolants; et diminuer le temps d’exposition en faisant alterner les travaux bruyants et les travaux moins bruyants, en changeant d’outils et en ménageant des pauses.

Certaines des poussières et substances chimiques présentes dans les fonderies (isocyanates, formaldéhyde et amines tertiaires telles que la diméthyléthylamine, la triéthylamine, etc.) sont des irritants dont on sait qu’ils causent des symptômes oculaires chez les travailleurs exposés. Il s’agit d’irritation des yeux, de larmoiement, de vision trouble ou de vision «bleu-gris». Compte tenu de la fréquence d’apparition de ces effets, on a recommandé un abaissement de la moyenne pondérée dans le temps des expositions à moins de 3 ppm.

On trouve dans des ateliers de noyautage faisant appel au procédé de moulage en boîte, même bien gérés, des expositions au formaldéhyde pouvant atteindre ou dépasser la limite d’exposition fixée aux Etats-Unis; bien entendu, là où les mesures de prévention et de réduction sont insuffisantes, les expositions peuvent être plusieurs fois supérieures à cette limite.

Les fonderies ont largement fait appel à l’amiante et, jusqu’à une époque récente, celle-ci était couramment utilisée dans les vêtements de protection des fondeurs soumis à une exposition à la chaleur. Ses effets ont pu être constatés lors d’enquêtes radiologiques conduites auprès des fondeurs qui, affectés à la production ou à l’entretien, avaient été exposés à l’amiante; lors d’une enquête transversale, sur 900 travailleurs des aciéries, 20 présentaient une affection pleurale caractéristique (Kronenberg et coll., 1991).

Des examens médicaux préembauche et périodiques comprenant le relevé des symptômes, une radiographie thoracique, des examens de la fonction pulmonaire et des audiogrammes devraient être prévus pour tous les fondeurs, y compris l’indispensable suivi en cas de doute ou d’anomalies. Comme on sait que l’usage du tabac vient renforcer le risque de difficultés respiratoires chez les fondeurs, il est très important de conseiller aux intéressés de cesser de fumer et de leur proposer un programme d’éducation et de promotion en matière de santé.

Depuis des siècles, la fonderie est un secteur fondamental de l’industrie. Malgré de continuels progrès techniques, ces activités comportent de nombreux risques pour la sécurité et la santé des fondeurs. Dans la mesure où les risques subsistent même dans les usines modernes pouvant faire état de programmes exemplaires de prévention et de lutte, la protection de la santé et du bien-être des travailleurs demeurent pour la direction, les travailleurs et leurs représentants un défi de chaque instant. Défi au demeurant difficile à relever aussi bien en période de marasme (où les préoccupations de sécurité et de santé du travailleur tendent à passer au second plan) qu’en période de haute conjoncture (où, pour répondre à la demande, on peut être tenté de faire l’impasse sur les règles de sécurité et de prendre des risques). L’éducation et la formation en matière de sécurité et de santé restent par conséquent des éléments permanents.