Les professionnels de la santé au travail se sont généralement appuyés sur la hiérarchie suivante des techniques de contrôle pour éliminer ou minimiser les expositions des travailleurs : substitution, isolement, ventilation, pratiques de travail, vêtements et équipements de protection individuelle. Habituellement, une combinaison de deux ou plusieurs de ces techniques est appliquée. Bien que cet article se concentre principalement sur l'application des techniques de ventilation, les autres approches sont brièvement discutées. Ils ne doivent pas être ignorés lors d'une tentative de contrôle de l'exposition aux produits chimiques par ventilation.
Le professionnel de la santé au travail doit toujours penser à la notion de source-voie-récepteur. L'accent principal doit être mis sur le contrôle à la source, le contrôle du chemin étant le deuxième objectif. Le contrôle au niveau du récepteur doit être considéré comme le dernier choix. Que ce soit lors des phases de démarrage ou de conception d'un procédé ou lors de l'évaluation d'un procédé existant, la procédure de contrôle de l'exposition aux contaminants de l'air doit commencer à la source et progresser jusqu'au récepteur. Il est probable que la totalité ou la plupart de ces stratégies de contrôle devront être utilisées.
Substitution
Le principe de substitution est d'éliminer ou de réduire le danger en substituant des matériaux non toxiques ou moins toxiques ou en reconcevant le processus pour éliminer la fuite de contaminants sur le lieu de travail. Idéalement, les produits chimiques de substitution seraient non toxiques ou la refonte du processus éliminerait complètement l'exposition. Cependant, comme cela n'est pas toujours possible, les contrôles suivants dans la hiérarchie de contrôles ci-dessus sont tentés.
Notez que des précautions extrêmes doivent être prises pour s'assurer que la substitution n'entraîne pas une condition plus dangereuse. Bien que l'accent soit mis sur le risque de toxicité, la réactivité inflammable et chimique des substituts doit également être prise en compte lors de l'évaluation de ce risque.
Isolement
Le principe de l'isolement est d'éliminer ou de réduire le danger en séparant le processus émettant le contaminant du travailleur. Ceci est accompli en enfermant complètement le processus ou en le plaçant à une distance de sécurité des personnes. Cependant, pour ce faire, le procédé peut devoir être actionné et/ou contrôlé à distance. L'isolement est particulièrement utile pour les travaux nécessitant peu de travailleurs et lorsque le contrôle par d'autres méthodes est difficile. Une autre approche consiste à effectuer des opérations dangereuses en dehors des quarts de travail où moins de travailleurs peuvent être exposés. Parfois, l'utilisation de cette technique n'élimine pas l'exposition mais réduit le nombre de personnes exposées.
Ventilation
Deux types de ventilation par aspiration sont couramment utilisés pour minimiser les niveaux d'exposition aux contaminants en suspension dans l'air. La première est appelée ventilation générale ou par dilution. Le second est appelé contrôle à la source ou ventilation par aspiration locale (LEV) et est discuté plus en détail plus loin dans cet article.
Ces deux types de ventilation par aspiration ne doivent pas être confondus avec la ventilation de confort, dont le but principal est de fournir des quantités mesurées d'air extérieur pour la respiration et de maintenir la température et l'humidité de conception. Divers types de ventilation sont abordés ailleurs dans ce Encyclopédie.
Pratiques de travail
Le contrôle des pratiques de travail englobe les méthodes employées par les travailleurs pour effectuer les opérations et la mesure dans laquelle ils suivent les procédures correctes. Des exemples de cette procédure de contrôle sont donnés tout au long de ce Encyclopédie chaque fois que des processus généraux ou spécifiques sont discutés. Les concepts généraux tels que l'éducation et la formation, les principes de gestion et les systèmes de soutien social incluent des discussions sur l'importance des pratiques de travail dans le contrôle des expositions.
Équipement de protection individuelle (EPI) et produits de sécurité au travail
L'équipement de protection individuelle (EPI) est considéré comme la dernière ligne de défense pour le contrôle de l'exposition des travailleurs. Elle englobe l'utilisation d'une protection respiratoire et de vêtements de protection. Il est fréquemment utilisé en conjonction avec d'autres pratiques de contrôle, en particulier pour minimiser les effets de rejets imprévus ou d'accidents. Ces questions sont traitées plus en détail dans le chapitre Protection personnelle.
Ventilation par aspiration locale
La forme la plus efficace et la plus rentable de contrôle des contaminants est la LEV. Cela implique la capture du contaminant chimique à sa source de génération. Il existe trois types de systèmes LEV :
- enceintes
- hottes extérieures
- hottes de réception.
Les enceintes sont le type de hotte préférable. Les enceintes sont principalement conçues pour contenir les matériaux générés à l'intérieur de l'enceinte. Plus l'enceinte est complète, plus le contaminant sera entièrement contenu. Les enceintes complètes sont celles qui n'ont pas d'ouvertures. Des exemples d'enceintes complètes comprennent les boîtes à gants, les cabines de sablage et les armoires de stockage de gaz toxiques (voir figure 1, figure 2 et figure 3). Les enceintes partielles ont un ou plusieurs côtés ouverts mais la source est toujours à l'intérieur de l'enceinte. Des exemples d'enceintes partielles sont une cabine de peinture au pistolet (voir figure 4) et une hotte de laboratoire. Souvent, il peut sembler que la conception des enceintes relève davantage de l'art que de la science. Le principe de base est de concevoir une hotte avec la plus petite ouverture possible. Le volume d'air requis est généralement basé sur la surface de toutes les ouvertures et sur le maintien d'une vitesse d'écoulement d'air dans l'ouverture de 0.25 à 1.0 m/s. La vitesse de contrôle choisie dépendra des caractéristiques de l'opération, y compris la température et le degré auquel le contaminant est propulsé ou généré. Pour les enceintes complexes, une extrême prudence doit être prise pour s'assurer que le flux d'échappement est uniformément réparti dans toute l'enceinte, en particulier si les ouvertures sont réparties. De nombreux modèles d'enceintes sont évalués expérimentalement et, s'ils s'avèrent efficaces, sont inclus sous forme de plaques de conception dans le manuel de ventilation industrielle de l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1992).
Figure 1. Enceinte complète : Boîte à gants
Figure 2. Enceinte complète : Armoire de stockage des gaz toxiques
Figure 3. Enceinte complète : cabine de sablage
Figure 4. Enceinte partielle : Cabine de peinture au pistolet
Louis Di Bernardinis
Souvent, l'enceinte totale de la source n'est pas possible, ou n'est pas nécessaire. Dans ces cas, une autre forme d'évacuation locale, une hotte extérieure ou de captage, peut être utilisée. Une hotte extérieure empêche la libération de matières toxiques sur le lieu de travail en les capturant ou en les entraînant au niveau ou à proximité de la source de production, généralement un poste de travail ou une opération de traitement. Un volume d'air considérablement inférieur est généralement requis par rapport à l'enceinte partielle. Cependant, étant donné que le contaminant est généré à l'extérieur de la hotte, celle-ci doit être conçue et utilisée correctement afin d'être aussi efficace qu'une enceinte partielle. Le contrôle le plus efficace est une enceinte complète.
Pour fonctionner efficacement, l'entrée d'air d'une hotte extérieure doit être de conception géométrique appropriée et placée près du point de rejet chimique. La distance dépendra de la taille et de la forme de la hotte et de la vitesse de l'air nécessaire à la source de génération pour capturer le contaminant et l'amener dans la hotte. Généralement, plus la source de production est proche, mieux c'est. Les vitesses de conception de face ou de fente sont généralement comprises entre 0.25 et 1.0 et entre 5.0 et 10.0 m/s, respectivement. De nombreuses directives de conception existent pour cette classe de hottes aspirantes dans le chapitre 3 du manuel de l'ACGIH (ACGIH 1992) ou dans Burgess, Ellenbecker et Treitman (1989). Deux types de hottes extérieures qui trouvent une application fréquente sont les hottes « à auvent » et les hottes « à fente ».
Les hottes à auvent sont principalement utilisées pour la capture des gaz, des vapeurs et des aérosols libérés dans une direction avec une vitesse qui peut être utilisée pour faciliter la capture. Celles-ci sont parfois appelées hottes «réceptrices». Ce type de hotte est généralement utilisé lorsque le procédé à contrôler est à des températures élevées, pour profiter du courant ascendant thermique, ou lorsque les émissions sont dirigées vers le haut par le procédé. Des exemples d'opérations qui peuvent être contrôlées de cette manière comprennent des fours de séchage, des fours de fusion et des autoclaves. De nombreux fabricants d'équipements recommandent des configurations de hottes de capture spécifiques adaptées à leurs unités. Ils doivent être consultés pour obtenir des conseils. Des directives de conception sont également fournies dans le manuel de l'ACGIH, chapitre 3 (ACGIH 1992). Par exemple, pour un autoclave ou un four où la distance entre la hotte et la source chaude ne dépasse pas environ le diamètre de la source ou 1 m, selon la valeur la plus petite, la hotte peut être considérée comme une hotte à baldaquin bas. Dans de telles conditions, le diamètre ou la section de la colonne d'air chaud sera approximativement le même que celui de la source. Le diamètre ou les dimensions latérales de la hotte ne doivent donc être que de 0.3 m plus grands que la source.
Le débit total pour une hotte circulaire à auvent bas est
Qt= 4.7 (Df)2.33 (Dt)0.42
où:
Qt = débit d'air total de la hotte en pieds cubes par minute, pi3/ Min
Df = diamètre de la hotte, pi
Dt = différence entre la température de la source de la hotte et la température ambiante, °F.
Des relations similaires existent pour les hottes rectangulaires et les hottes à auvent élevé. Un exemple de hotte à auvent peut être vu dans la figure 5.
Figure 5. Hotte à auvent : Échappement du four
Louis Di Bernardinis
Les hottes à fentes sont utilisées pour le contrôle des opérations qui ne peuvent pas être effectuées à l'intérieur d'une hotte de confinement ou sous une hotte à auvent. Les opérations typiques comprennent le remplissage de fûts, la galvanoplastie, le soudage et le dégraissage. Des exemples sont présentés dans la figure 6 et la figure 7.
Figure 6. Capot extérieur : soudure
Figure 7. Hotte extérieure : Remplissage du baril
Louis Di Bernardinis
Le débit requis peut être calculé à partir d'une série d'équations déterminées empiriquement par la taille et la forme de la hotte et la distance de la hotte à la source. Par exemple, pour une hotte à fente à bride, le débit est déterminé par
Q = 0.0743LVX
où:
Q = débit d'air total de la hotte, m3/ Min
L = la longueur de la fente, m
V = la vitesse nécessaire à la source pour la capter, m/min
X = distance de la source à la fente, m.
La vitesse nécessaire à la source est parfois appelée « vitesse de capture » et se situe généralement entre 0.25 et 2.5 m/s. Des directives pour sélectionner une vitesse de capture appropriée sont fournies dans le manuel de l'ACGIH. Pour les zones avec des courants d'air croisés excessifs ou pour les matériaux à haute toxicité, l'extrémité supérieure de la plage doit être sélectionnée. Pour les particules, des vitesses de capture plus élevées seront nécessaires.
Certaines hottes peuvent être une combinaison de hottes d'enceinte, extérieures et de réception. Par exemple, la cabine de peinture au pistolet représentée sur la figure 4 est une enceinte partielle qui est également une hotte de réception. Il est conçu pour fournir une capture efficace des particules générées en utilisant la quantité de mouvement des particules créée par la meule rotative dans la direction du capot.
Il faut faire preuve de prudence lors de la sélection et de la conception des systèmes d'évacuation locaux. Les considérations doivent inclure (1) la capacité d'enfermer l'opération, (2) les caractéristiques de la source (c. 3) toxicité et inflammabilité des contaminants.
Une fois la hotte installée, un programme de surveillance et d'entretien de routine des systèmes doit être mis en œuvre pour assurer son efficacité dans la prévention de l'exposition des travailleurs (OSHA 1993). La surveillance de la hotte chimique de laboratoire standard s'est normalisée depuis les années 1970. Cependant, il n'existe pas de procédure normalisée de ce type pour d'autres formes d'évacuation locale ; par conséquent, l'utilisateur doit concevoir sa propre procédure. Le plus efficace serait un contrôleur de débit continu. Cela pourrait être aussi simple qu'un manomètre magnétique ou à eau mesurant la pression statique au niveau de la hotte (ANSI/AIHA 1993). La pression statique requise de la hotte (cm d'eau) sera connue à partir des calculs de conception, et des mesures de débit peuvent être effectuées au moment de l'installation pour les vérifier. Qu'un moniteur de débit continu soit présent ou non, il devrait y avoir une évaluation périodique des performances de la hotte. Cela peut être fait avec de la fumée au niveau de la hotte pour visualiser la capture et en mesurant le débit total dans le système et en le comparant au débit de conception. Pour les enceintes, il est généralement avantageux de mesurer la vitesse frontale à travers les ouvertures.
Le personnel doit également être formé à l'utilisation correcte de ces types de hottes, en particulier lorsque la distance entre la source et la hotte peut être facilement modifiée par l'utilisateur.
Si les systèmes d'évacuation locale sont conçus, installés et utilisés correctement, ils peuvent être un moyen efficace et économique de contrôler les expositions toxiques.