Depuis l’apparition des semi-conducteurs, leur fabrication a souvent été considérée comme l’exemple même d’une industrie de haute technologie. Compte tenu des exigences très strictes auxquelles est assujettie la production de circuits électroniques à l’échelle du micron en couches multiples sur des plaquettes de silicium, l’environnement salle blanche est devenu un concept indissociable du travail dans ce secteur. Certains hydrures gazeux employés dans cette fabrication (arsine et phosphine, par exemple) ayant été d’emblée connus comme étant hautement toxiques, les techniques de protection contre les expositions par inhalation à ces produits ont de tout temps été un élément important de ces processus. Les employés de ce secteur sont d’autant plus isolés du travail dans les autres secteurs de production qu’ils doivent porter des vêtements spéciaux couvrant entièrement le corps (combinaisons), des coiffes, des couvre-chaussures et souvent même des masques faciaux (voire des appareils de protection respiratoire à adduction d’air). D’un point de vue pratique, le souci de préserver la pureté du produit a eu automatiquement comme effet bénéfique d’améliorer la protection des travailleurs contre les expositions.

Outre les vêtements de protection individuelle, des systèmes très complexes de ventilation et de surveillance de l’air et des gaz et produits chimiques sont employés dans toute l’industrie des semi-conducteurs afin de détecter les fuites de vapeurs de solvants chimiques toxiques, d’acides et d’hydrures gazeux à des niveaux ne dépassant pas parfois quelques parties par million (ppm). Bien que l’on ait été contraint à de nombreuses occasions de procéder à l’évacuation des salles de fabrication en raison de fuites, réelles ou suspectées, de gaz ou de solvants, ces incidents sont devenus plus rares, grâce aux enseignements tirés de la conception des systèmes de ventilation et de la manutention des gaz et produits chimiques toxiques ainsi qu’à des systèmes de surveillance de l’air de plus en plus perfectionnés, avec analyse continue de l’atmosphère. En revanche, la valeur marchande croissante (allant de pair avec l’augmentation du diamètre) des plaquettes de silicium, qui peuvent contenir chacune de très nombreux microprocesseurs ou puces de mémoire, peut être une cause de stress mental chez les travailleurs appelés à manipuler des conteneurs de plaquettes au cours de la fabrication. On a effectivement constaté l’existence de ce genre de stress lors d’une étude conduite sur ces travailleurs (Hammond et coll., 1995; Hines et coll., 1995; McCurdy et coll., 1995).

L’industrie des semi-conducteurs a vu le jour aux Etats-Unis, qui comptent aujourd’hui le plus grand nombre de travailleurs dans ce secteur (environ 225 000 en 1994) de tous les pays (Bureau of Labor Statistics (BLS), 1995). Il est toutefois difficile d’obtenir des estimations valables de l’emploi international dans ce domaine étant donné que cette catégorie professionnelle est incluse, dans les statistiques de la plupart des pays, dans celle de la «fabrication d’équipements électriques et électroniques». Compte tenu des très rigoureuses conditions techniques nécessaires à la fabrication de composants semi-conducteurs, il est fort probable que la situation dans les lieux de travail de cette industrie (c’est-à-dire les salles blanches) soit très largement comparable d’un pays à l’autre. Ce fait, joint à l’obligation imposée par le gouvernement des Etats-Unis d’enregistrer tous les cas graves d’accident et de maladie liés au travail chez les travailleurs américains, rend l’expérience de ce pays très pertinente, aussi bien à l’échelle nationale qu’internationale. Force est de reconnaître qu’à l’heure actuelle il n’existe que peu de sources internationales d’information et de données concernant la sécurité et la santé au travail, à part celles de l’Etude annuelle des accidents du travail et des maladies professionnelles du Bureau américain de statistiques sur le travail (Annual Survey of Occupational Injuries and Illnesses by the US Bureau of Labor Statistics (BLS)).

Pour ce qui est des Etats-Unis, où l’on recueille depuis 1972 des statistiques sur les accidents du travail et les maladies professionnelles dans toutes les branches d’activité, leur fréquence chez les travailleurs des semi-conducteurs se situe parmi les plus faibles de tous les secteurs manufacturiers. Cependant, des préoccupations se sont fait jour selon lesquelles il pourrait exister dans cette catégorie de travailleurs des effets sur la santé de nature plus subtile (LaDou, 1986), effets qui cependant n’ont pas été prouvés.

Plusieurs symposiums se sont tenus sur l’évaluation des technologies appliquées dans le secteur des semi-conducteurs, à l’occasion desquels des documents traitant des problèmes d’environnement, de sécurité et de santé au travail ont été présentés (American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), 1989, 1993).

Un volume limité de données sur les accidents du travail et les maladies professionnelles dans le secteur international de la fabrication de semi-conducteurs ont été rassemblées grâce à une étude spéciale, conduite en 1995, et portant sur les cas signalés pour les années 1993 et 1994. Ces données sont résumés ci-après.

En ce qui concerne les statistiques internationales relatives aux accidents du travail et aux maladies professionnelles des travailleurs du secteur des semi-conducteurs, les seules données comparables semblent être celles provenant d’une étude sur les activités de fabrication ayant eu lieu en 1995 à l’échelle multinationale (Lassiter, 1996). Ces données concernaient les activités internationales de fabricants basés aux Etats-Unis au cours des années quatre-vingt-treize - quatre-vingt-quatorze. Elles incluaient également certaines activités autres que la fabrication de semi-conducteurs proprement dite (par exemple, la production d’ordinateurs et de disques durs); toutes les entreprises participantes, cependant, faisaient partie du secteur de l’électronique. Les résultats de cette étude sont présentés dans les figures 83.9 et 83.10, qui font état des données relatives à la région Asie-Pacifique, à l’Europe, à l’Amérique latine et aux Etats-Unis. Chacun des cas enregistrés impliquait un accident du travail ou une maladie professionnelle ayant nécessité un traitement médical, ou causé un arrêt ou une incapacité de travail. Tous les taux d’incidence indiqués dans ces figures ont été calculés en nombre de cas (ou de journées de travail perdues) pour 200 000 heures de travail annuelles. Lorsque le total des heures de travail annuelles n’était pas disponible, on s’est fondé sur des estimations moyennes annuelles de l’emploi. Le dénominateur de 200 000 heures de travail correspond à 100 travailleurs à plein temps par an (en supposant 2 000 heures de travail annuelles par travailleur).

La figure 83.9 indique les taux d’incidence des accidents du travail et des maladies professionnelles dans les différentes régions du monde couvertes par l’étude de 1993-94. Les fréquences individuelles par pays ne sont pas mentionnées, afin de préserver la confidentialité des informations, certaines entreprises ayant été les seules à en fournir pour quelques pays. Pour certains d’entre eux, les données ne proviennent donc que d’une seule usine. Dans plusieurs cas, les entreprises ont regroupé toutes leurs données internationales sous une même statistique. Ces dernières valeurs sont répertoriées sous la mention «Chiffres combinés» dans les figures 83.9 et 83.10.

Le taux d’incidence annuelle des accidents du travail et des maladies professionnelles entre tous les travailleurs de l’étude était de 3,3 cas pour 100 travailleurs (200 000 heures de travail) en 1993 et de 2,7 en 1994. En tout, 12 615 cas étaient signalés en 1993 et 12 368 en 1994. La grande majorité de ces cas (12 130 en 1993) se rapportaient à des entreprises américaines. Ils concernaient environ 387 000 travailleurs en 1993 et 458 000 en 1994.

La figure 83.10 présente les taux d’incidence des cas avec journées de travail perdues. Les taux d’incidence de 1993 et de 1994 reposaient sur environ 4 000 cas de journées de travail perdues pour chacune des deux années de l’étude. La plage internationale/nationale des taux d’incidence de cette statistique était la plus étroite de toutes celles mesurées. L’incidence des cas avec journées de travail perdues pourrait représenter la statistique internationale la plus comparable par rapport à la situation en matière de sécurité et de santé au travail. Le taux d’incidence des journées de travail perdues (journées d’arrêt de travail) était d’environ 15,4 journées pour 100 travailleurs pour chacune des deux années.

Les seules données détaillées connues sur les caractéristiques des accidents du travail et des maladies professionnelles dans le secteur des semi-conducteurs sont celles compilées chaque année aux Etats-Unis par le BLS, qui concernent les cas avec arrêt de travail. Les cas mentionnés ici étaient ceux qui étaient inventoriés par le BLS dans son étude annuelle sur l’année 1993. Les données provenant de cette étude apparaissent dans les figures 83.11 à 83.14. Ces figures comparent les statistiques des cas de journées de travail perdues dans le secteur privé, dans toutes les industries manufacturières et dans la fabrication des semi-conducteurs.

La figure 83.11 compare les cas de journées de travail perdues chez les travailleurs du secteur des semi-conducteurs aux Etats-Unis en 1993 avec ceux du secteur privé et de toutes les industries manufacturières par rapport au type d’incident ou d’exposition. Les taux d’incidence de la plupart des catégories de cette figure étaient nettement plus faibles pour le secteur des semi-conducteurs que pour le secteur privé ou pour l’ensemble des industries manufacturières. Les cas d’effort physique excessif chez les travailleurs du secteur des semi-conducteurs étaient inférieurs à la moitié de ceux concernant le total des travailleurs des industries manufacturières. La catégorie des expositions aux substances nocives, avant tout associées à des produits chimiques, était pratiquement équivalente entre les trois groupes.

Les distributions comparatives des cas de journées de travail perdues en fonction de l’origine des accidents ou des maladies sont présentées dans la figure 83.12. Les taux d’incidence des cas de journées de travail perdues pour les travailleurs du secteur des semi-conducteurs étaient inférieurs à ceux du secteur privé et de l’ensemble des industries manufacturières dans toutes les catégories d’origine, à l’exception des cas d’exposition aux substances chimiques.

La figure 83.13 compare les taux d’incidence des cas de journées de travail perdues avec la nature de l’accident ou de la maladie entre les trois groupes. Les taux concernant les travailleurs du secteur des semi-conducteurs étaient inférieurs de moitié à ceux du secteur privé et de l’ensemble des industries manufacturières en 1993. Le taux d’incidence des brûlures chimiques était légèrement supérieur dans le secteur des semi-conducteurs, mais il restait très faible dans les trois groupes comparés. Les cas de syndrome du canal carpien étaient, chez les travailleurs du secteur des semi-conducteurs, inférieurs à la moitié du taux relevé dans l’ensemble des industries manufacturières.

Dans la figure 83.14, la distribution de l’incidence des cas d’arrêt de travail apparaît en fonction de la partie du corps affectée. Bien que l’incidence des cas mettant en cause différentes parties du corps soit faible pour tous les groupes comparés, elle est cependant légèrement plus élevée chez les travailleurs du secteur des semi-conducteurs. Pour toutes les autres parties du corps, l’incidence était nettement inférieure pour les travailleurs du secteur des semi-conducteurs que pour ceux des deux autres groupes.

On a commencé à se préoccuper des conséquences que le travail dans les usines de semi-conducteurs était susceptible d’avoir sur la santé génésique en 1983, lorsqu’une employée de l’usine de Digital Equipment Corporation située à Hudson (Massachusetts) a attiré l’attention sur le nombre, anormalement élevé à son avis, d’avortements spontanés parmi les employées des salles blanches de l’usine. Cette allégation, jointe à l’absence de données internes pour l’usine, a incité à entreprendre une étude épidémiologique, qui fut effectuée par l’Ecole de santé publique d’Amherst de l’Université du Massachusetts (UMass). Entamée en 1984, cette étude s’acheva en 1985 (Pastides et coll., 1988).

On constata un risque élevé d’avortements spontanés à la fois dans la zone de lithographie et dans celle de diffusion par rapport aux travailleuses non exposées des autres secteurs de l’usine. Alors qu’un risque relatif de 1,75 était jugé comme statistiquement non significatif (p < 0,05), le risque relatif de 2,18 observé chez les travailleuses des zones de diffusion fut considéré, par contre, comme significatif compte tenu des préoccupations suscitées dans toute l’industrie des semi-conducteurs par la publication de l’étude de l’UMass; on a jugé indiqué d’exécuter une étude à plus grande échelle en vue de valider les constats effectués et de déterminer l’ampleur et les causes possibles du problème.

L’Association de l’industrie des semi-conducteurs (Semiconductor Industry Association (SIA)) des Etats-Unis parraina une étude élargie, qui fut confiée à l’Université de Californie de Davis (UC Davis), et entamée en 1989. Cette étude était destinée à examiner l’hypothèse selon laquelle la fabrication des semi-conducteurs était associée à un risque accru d’avortements spontanés chez les femmes employées à la fabrication des plaquettes. La population retenue pour l’étude appartenait à 14 entreprises, et représentait 42 sites de production répartis dans 17 Etats. Le plus grand nombre de sites (presque la moitié de l’effectif étudié) se trouvait en Californie.

L’étude s’articulait en trois volets: une étude transversale (McCurdy et coll., 1995; Pocekay et coll., 1995); une étude de cohorte historique (Schenker et coll., 1995); et une étude prospective (Eskenazi et coll., 1995). Chacune d’elles s’appuyait sur une évaluation de l’exposition (Hines et coll., 1995; Hammond et coll., 1995). Cette évaluation répartissait les travailleuses dans des groupes d’exposition relative (c’est-à-dire exposition forte, faible, etc.).

Le volet historique de l’étude a permis d’établir que le risque relatif des travailleuses de la fabrication par rapport à celui des travailleuses des autres secteurs était de 1,45, soit un risque supplémentaire d’avortements spontanés de 45%. Le groupe de risque le plus élevé identifié alors était celui des femmes travaillant aux opérations de photolithographie ou de gravure chimique. Pour ces dernières en particulier, le risque relatif était de 2,15. On constata en outre l’existence d’une relation dose-réponse parmi les femmes devant manipuler les résines photosensibles ou les révélateurs du point de vue du risque supplémentaire. Ces données semblaient prouver une association dose-réponse pour les éthers d’éthylèneglycol, mais non pas pour les éthers de propylèneglycol.

Bien que l’on ait mis en évidence un risque accru pour ce facteur chez les femmes travaillant à la fabrication des plaquettes dans le volet prospectif de l’étude, les résultats n’étaient pas statistiquement significatifs (p étant inférieur à 0,05). Le nombre limité des grossesses, malheureusement, réduisait notablement la portée de ce volet. L’analyse par type d’agent chimique indiquait un risque accru pour celles des femmes qui travaillaient avec l’éthylèneglycol monoéthyléther, mais elle ne s’appuyait que sur trois grossesses. Un autre constat important était que ces résultats venaient, de façon générale, appuyer, et non pas contredire, les constatations de l’étude de cohorte.

En ce qui concerne l’étude transversale, elle notait une augmentation des symptômes des voies respiratoires supérieures, principalement chez les travailleurs des groupes employés aux fours de diffusion et aux couches minces. Un constat intéressant était celui des effets apparemment protecteurs des différents moyens de prévention technique du domaine de l’ergonomie (par exemple, emploi de repose-pied et de chaises réglables pour réduire les dorsalgies).

Les prélèvements d’ambiance effectués dans les zones de fabrication des plaquettes montrèrent que, dans la plupart des cas, les expositions aux solvants étaient inférieures à 1% des limites d’exposition admissibles par le gouvernement américain.

Une étude épidémiologique distincte (Correa et coll., 1996) a été effectuée en 1989 par l’Université Johns Hopkins (JHU) sur un groupe de travailleuses des semi-conducteurs de la firme IBM. La fréquence globale des avortements spontanés observée chez les employées des salles blanches était de 16,6%. Le risque relatif pour ce facteur chez le groupe de travailleuses ayant le potentiel d’exposition le plus élevé aux éthers d’éthylèneglycol était de 2,8 (IC 95% = 1,4-5,6).

Les études épidémiologiques étaient remarquables par leur portée et la similarité des résultats. Toutes ont abouti à des constats semblables. Chacune prouvait un risque excédentaire d’avortements spontanés chez les préposées à la fabrication des plaquettes. Deux des études (JHU et UC Davis) semblent indiquer une relation causale avec les expositions aux éthers d’éthylèneglycol. L’étude d’UMass a constaté que le groupe de la photogravure (personnes exposées aux glycoléthers) présentait un risque inférieur à celui du groupe de la diffusion, qui n’avait pas d’exposition documentée aux glycoléthers. Bien que ces études aient démontré l’existence d’un risque accru d’avortements spontanés chez les travailleuses de la fabrication des plaquettes, la cause de cette augmentation du risque reste incertaine. L’étude de la JHU n’a pas pu démontrer un rôle manifeste des glycoléthers, et celle de l’UC Davis ne permettait de faire qu’un rapprochement marginal (par une modélisation des expositions et la description des pratiques de travail faite par les employées elles-mêmes) entre ces produits et les effets sur le système reproducteur. Ces études n’ont comporté que très peu de contrôles (parfois aucun) en vue de déterminer les expositions aux glycoléthers. A l’issue de ces travaux cependant, l’industrie des semi-conducteurs s’est mise à remplacer ces produits par d’autres comme le lactate d’éthyle et les éthers de propylèneglycol.

A partir des meilleures données disponibles sur le taux d’incidence annuelle des accidents du travail et des maladies professionnelles, on constate que les travailleurs du secteur des semi-conducteurs sont exposés à moins de risques que ceux des autres secteurs manufacturiers, ou du secteur privé dans son ensemble (qui inclut de nombreuses activités non manufacturières). Sur une base internationale, il apparaît que les données statistiques sur les accidents du travail et les maladies professionnelles associées aux cas de journées de travail perdues peuvent représenter un indicateur assez fiable de la sécurité et de la santé des travailleurs du secteur des semi-conducteurs. L’industrie a parrainé plusieurs études épidémiologiques indépendantes à la recherche de réponses aux questions sur les conséquences pour la santé génésique des travailleurs du secteur. Bien qu’il n’ait pas été possible d’établir une association sûre entre les avortements spontanés constatés et les expositions aux éthers d’éthylèneglycol, les fabricants ont commencé à utiliser d’autres solvants pour les résines photosensibles.