Soudures et fumées de soudage

Données générales

Quels sont les différents types de soudages ?

Le soudage est un procédé d’assemblage par fusion de parties en contact nécessitant une source de chaleur (qui réalise la fusion) et l’apport extérieur d’un métal (métal d’apport) qui peut être de même nature ou d’une composition différente de celle du matériau de base.

Soudage oxy-acétylénique

L’utilisation d’une flamme par combustion d’un mélange d’oxygène et d’acétylène stockés dans des bouteilles séparées à pressions différentes est nécessaire (principe du chalumeau à gaz). Le réglage du mélange se fait à l’aide d’un manodétendeur qui équilibre les pressions. Le métal d’apport (baguettes ou fils) est introduit manuellement dans la flamme pour obtenir sa fusion.

Soudage à l’arc électrique avec électrode enrobée

La fusion est réalisée au moyen d’un arc électrique jaillissant entre la pièce à souder et une électrode. On utilise une électrode enrobée composée d’une partie métallique (métal d’apport) et un enrobage (mélange d’éléments minéraux, métalliques et organiques) qui fondent simultanément sous l’effet de la chaleur provoquée par l’arc électrique au contact de la pièce à souder. Ce procédé, essentiellement manuel, convient à tous les matériaux courants.

Soudage T.I.G. (tungsten inert gas)

Le procédé T.I.G. utilise une électrode (dite non fusible ou encore réfractaire) en tungstène et un gaz inerte (argon ou hélium) qui protège le bain de fusion et l’électrode de l’oxydation. Le métal d’apport est fourni manuellement (baguette) ou automatiquement par apport continu d’un fil.
Il peut-être utilisé avec la majorité des métaux et alliages, en particulier pour le soudage de métaux nobles.

Soudage M.I.G. (métal inert gas)

Le soudage est également réalisé en milieu gazeux inerte, mais l’électrode en tungstène est remplacée par un fil électrode fusible dévidé automatiquement. Il s’applique au soudage des métaux ferreux et non ferreux.

Il existe de nombreux autres procédés (au plasma, par faisceau laser, par pression, par frictions, par résistance, par haute fréquence, par électrons…) qui concernent les métaux ainsi que les matériaux thermoplastiques.

Quelle est la composition des fumées de soudage ?

Les fumées de soudage sont composées de gaz et de poussières :

  • Les gaz proviennent de la décomposition de l’air et contiennent en quantité variable du monoxyde de carbone (CO), de l’ozone (O3), des vapeurs nitreuses (dioxyde d’azote NO2, monoxyde d’azote NO), voire du phosgène (COCL2) lorsque la pièce à souder a précédemment été dégraissée avec des solvants chlorés ou autres produits de dégradation.
  • Les poussières inhalables sont celles provenant du métal soudé, du métal d’apport (80 à 90 %) et de l’électrode. Elles sont donc extrêmement variées : aluminium, nickel, béryllium, cadmium, plomb, chrome, cobalt, cuivre, étain, fer, zinc, mobyldène, vanadium, manganèse, titane, silice (dans l’enrobage des électrodes enrobées).

Quels sont les risques

Les dangers sont variés en fonction de la nature du matériau soudé, du gaz utilisé, du métal d’apport…

Pour les soudages T.I.G et M.I.G, il existe un risque d’asphyxie provoqué par l’usage de gaz inertes lorsque ceux-ci sont mis en œuvre dans des espaces confinés. ( voir : "Lorem ipsum dolor".

Les fumées et les gaz peuvent provoquer des pathologies aiguës (effets toxiques, irritants, allergisants) et chroniques (infections pulmonaires provoquées par les poussières).

Risques

  • Risques aigus (exposition brève)

Symptômes / Conséquences

  • Syndrome du soudeur dû à des expositions courtes aux fumées de métaux et leurs oxydes provoquant asthénie, nausées, céphalées, fièvres, irritations, toux, oppression thoracique.
  • Œdème pulmonaire en cas d’expositions intensives (cas rare) aux fumées de soudage avec présence de solvants chlorés ou de résidus huileux sur les pièces à souder.

Risques

  • Risques chroniques (exposition prolongée)

Symptômes / Conséquences

  • Bronchites chroniques
  • Asthme (sensibilisation à l’acier d’enrobage des baguettes de soudure)
  • Infections des poumons (selon exposition)
  • Perturbations neuro-psychiatriques (diminution de la vigilance, des temps de réaction, de la mémoire)
  • Pneumoconioses (sidérose pour l’exposition au fer, berylliose pour le béryllium)
  • Cancers broncho-pulmonaires : notamment en cas d’exposition au chrome VI ou au nickel considéré

Risques

  • Autres risques

Symptômes / Conséquences

  • Irritations, eczémas ou asthmes provoqués à l’utilisation de flux ou décapant (acide borique notamment)
  • Cancers broncho-pulmonaires en cas d’exposition au béryllium et au cadmium également classés cancérogènes catégorie 2
  • Explosion et Incendie lorsque les opérations de soudage sont effectuées à proximité d’une source de polluants inflammables et confinés. Ce risque est particulièrement élevé quand des entreprises extérieures effectuent des travaux de soudure en méconnaissant de l’existence de gaz, de liquides ou vapeurs combustibles à proximité.

Les moyens de prévention

Les fumées de soudage sont nocives et doivent donc être captées à leur source d’émission en privilégiant, selon les procédés mis en œuvre et la configuration des pièces, les dispositifs de ventilation suivants :
Il vaut mieux les classer par ordre préférentiel

  • Cabine de soudage (la taille de la pièce à souder ne doit pas excéder celle de la cabine) n°3
  • Aspiration fixe à la source (pour poste fixe et petites pièces) n°2 - il ne faut pas changer la forme mais l’expression utilisée est incompréhensible, il vaudrait mieux mettre table aspirante. Une TPE comprendra mieux
  • Aspiration mobile à la source (tuyau flexible aspirant fixé sur une potence réglable suivant la localisation du cordon de soudure) n° 4 - l’expression utilisée par toute la profession et même le soudeur de TPE est bras articulé
  • Aspiration associée à l’outil ou à l’outillage (torche aspirante dont l’extrémité est équipée d’une buse d’aspiration des fumées adaptée aux systèmes MIG et MAG, gabarit aspirant) n°1
  • Hotte aspirante (réservée aux lignes automatisées de soudage sans opérateur) n° 5
  • La ventilation au poste de travail doit être complétée par un système de compensation d’air de la ventilation générale.
  • Le dispositif de captage doit être :
    • Frontal pour les postes fixes et les petites pièces (en partie arrière de la table sur laquelle on soude)
    • Les fumées de soudage sont ascensionnelles et ce principe de captage va à l’opposé du mouvement naturel des fumées. réservé à des cas ultra particuliers- ne pas mettre dans la fiche
  • Pour une efficacité maximale, la zone d’aspiration doit être le plus encoffrée possible (écrans latéraux de chaque côté de la table),. Elle doit tenir compte du stockage des pièces soudées qui continuent à émettre des fumées en cours de refroidissement.

Sources réglementaires

Dispositions générales sur l’aération/assainissement des locaux de travail (article R. 4221-1 , R. 4222-1 et suivants, en particulier Article R. 4222-12 dans les locaux à pollution spécifique, les fumées doivent être captées « au fur et à mesure de leur production, au plus près de leur source d’émission et aussi efficacement que possible… »), et R. 4222-23 et R. 4222-24 (travaux en espace confiné) ; prévention du risque chimique (article R. 4412-1 et suivants).

  • Tableau n° 1 du régime général des maladies professionnelles par les fumées au plomb et ses composés,
  • Tableau n° 33 par le béryllium et ses composés,
  • Tableau n° 44 par les fumées contenant du fer ou de l’oxyde de fer,
  • Tableau n° 61 par le cadmium et ses composés,
  • Tableau n° 66 des maladies professionnelles
  • Tableau n° 42 des maladies professionnelles

Pour en savoir plus

Dossiers INRS

« Le soudage manuel à l’arc avec électrodes enrobées »
Cette fiche pratique de sécurité rappelle le principe du procédé ; les équipements nécessaires pour les travaux de soudage manuel à l’arc (statique ou rotatif) ; les différents risques (types et causes : électrisation, électrocution, brûlures, incendie, explosion, asphyxie, interférences radioélectriques, contacts directs et indirects, rayonnement infrarouge, rayonnement ultraviolet, etc.) dus au soudage manuel à l’arc, les mesures de sécurité à appliquer, les protections collectives et individuelles à utiliser ; la réglementation et la normalisation existantes.

« Le brasage tendre »
Opération très répandue dans de nombreux domaines professionnels, le brasage tendre peut exposer à plusieurs types de risques.
Après un rappel des différents outils et procédés, les principaux risques sont détaillés ainsi que les effets sur la santé des substances chimiques dangereuses susceptibles de se dégager…

« Opérations de soudage à l’arc et de coupage »
Ce document a été établi par un groupe de travail comprenant des spécialistes des CARSAT et de l’INRS, en collaboration avec les syndicats professionnels. Il est conçu comme un guide et un document de référence pour la conception, la conduite et le contrôle des installations de ventilation, et s’applique aux différents procédés de soudage à l’arc et de coupage.
Au sommaire :

  • rappel des risques dus aux fumées de soudage ou de coupage ;
  • rappel de la réglementation ;
  • choix de la technique de ventilation ;
  • dispositifs pratiques de captage et de dilution des fumées ;
  • dispositifs complémentaires : apport d’air de compensation, transport des fumées de soudage, traitement de l’air pollué, contrôle et entretien des dispositifs de captage ;
  • dossiers techniques présentant des réalisations de captage.

« Soudage et coupage au chalumeau »
Cette brochure rappelle les précautions à prendre lors de l’utilisation de chalumeaux de soudage et de coupage.
Elle s’adresse principalement aux agents de maîtrise et d’exécution ainsi qu’aux services sécurité des entreprises. Elle peut également constituer une aide précieuse pour les bureaux d’études et de méthodes chargés de prévoir les opérations à exécuter et de choisir les procédés et matériels.

Dossier CARSAT BRETAGNE

  • Prévenir les risques liés aux fumées de soudage

Dossier ANACT : « Vous êtes soudeurs en atelier de Métallerie Serrurerie ? Protégez-vous…des risques liés aux fumées de soudage » (pdf)

Dossier AFSSET