Les tranchées sont des espaces confinés généralement creusés pour enterrer les services publics ou pour placer des semelles. Les tranchées sont normalement plus profondes que larges, mesurées au fond, et ont généralement moins de 6 m de profondeur; elles sont également connues sous le nom d'excavations peu profondes. Un espace confiné est défini comme un espace suffisamment grand pour qu'un travailleur puisse entrer et effectuer un travail, a des moyens d'entrée et de sortie limités et n'est pas conçu pour une occupation continue. Plusieurs échelles doivent être prévues pour permettre aux travailleurs de s'échapper de la tranchée.
Généralement, les tranchées ne sont ouvertes que pendant des minutes ou des heures. Les murs de toute tranchée finiront par s'effondrer; ce n'est qu'une question de temps. La stabilité apparente à court terme est une tentation pour un entrepreneur d'envoyer des travailleurs dans une tranchée dangereuse dans l'espoir d'un progrès rapide et d'un gain financier. La mort ou des blessures graves et des mutilations peuvent en résulter.
En plus d'être exposés à la possibilité d'effondrement des parois des tranchées, les travailleurs dans les tranchées peuvent être blessés ou tués par l'immersion dans l'eau ou les eaux usées, l'exposition à des gaz dangereux ou à une réduction de l'oxygène, des chutes, la chute d'équipement ou de matériaux, le contact avec des câbles électriques sectionnés et sauvetage inapproprié.
Les effondrements représentent au moins 2.5 % des décès annuels liés au travail aux États-Unis, par exemple. L'âge moyen des travailleurs tués dans les tranchées aux États-Unis est de 33 ans. Souvent, un jeune est piégé par un effondrement et d'autres travailleurs tentent de le sauver. Avec les tentatives de sauvetage ratées, la plupart des morts sont des sauveteurs potentiels. Les équipes d'urgence formées au sauvetage en tranchée doivent être contactées immédiatement en cas d'éboulement.
Des inspections de routine des parois des tranchées et des systèmes de protection des travailleurs sont essentielles. Les inspections doivent avoir lieu quotidiennement avant le début des travaux et après tout événement, comme des orages, des vibrations ou des bris de tuyaux, susceptible d'augmenter les risques. Voici les descriptions des dangers et comment les prévenir.
Effondrement du mur de la tranchée
La principale cause de décès liés au creusement de tranchées est l'effondrement des parois des tranchées, qui peut écraser ou étouffer les travailleurs.
Les parois des tranchées peuvent être affaiblies par des activités à l'extérieur mais à proximité d'une tranchée. Les charges lourdes ne doivent pas être placées sur le bord du mur. Les tranchées ne doivent pas être creusées à proximité de structures, telles que des bâtiments ou des voies ferrées, car le creusement peut saper les structures et affaiblir les fondations, provoquant ainsi l'effondrement des structures et des parois de la tranchée. Une assistance technique compétente doit être recherchée dans les étapes de planification. Les véhicules ne doivent pas être autorisés à s'approcher trop près des côtés d'une tranchée ; des batardeaux ou des bermes de sol doivent être en place pour empêcher les véhicules de le faire.
Types de sol et d'environnement
Le bon choix d'un système de protection des travailleurs dépend des conditions du sol et de l'environnement. La résistance du sol, la présence d'eau et les vibrations provenant de l'équipement ou de sources proches affectent la stabilité des parois de la tranchée. Les sols précédemment excavés ne retrouvent jamais leur force. L'accumulation d'eau dans une tranchée, quelle que soit sa profondeur, signale la situation la plus dangereuse.
Le sol doit être classé et la scène de construction évaluée avant qu'un système de protection des travailleurs approprié ne soit sélectionné. Un plan de sécurité et de santé du projet doit traiter des conditions et des dangers uniques liés au projet.
Les sols peuvent être divisés en deux groupes principaux : cohésifs et granuleux. Les sols cohésifs contiennent un minimum de 35% d'argile et ne se cassent pas lorsqu'ils sont enroulés en fils de 50 mm de long et 3 mm de diamètre et maintenus par une extrémité. Avec des sols cohésifs, les parois des tranchées resteront verticales pendant de courtes périodes. Ces sols sont responsables d'autant de morts par effondrement que n'importe quel autre sol, car le sol semble stable et les précautions ne sont souvent pas prises.
Les sols granulaires sont constitués de limon, de sable, de gravier ou de matériaux plus gros. Ces sols présentent une cohésion apparente lorsqu'ils sont humides (effet château de sable) ; plus la particule est fine, plus la cohésion apparente est grande. Lorsqu'ils sont submergés ou secs, cependant, les sols granuleux plus grossiers s'effondreront immédiatement à un angle stable, de 30 à 45 °, selon l'angularité ou la rondeur de leurs particules.
Protection des travailleurs
En pente empêche la rupture de la tranchée en supprimant le poids (du sol) qui peut conduire à l'instabilité de la tranchée. L'inclinaison, y compris l'étaiement (inclinaison effectuée en une série d'étapes), nécessite une large ouverture au sommet d'une tranchée. L'angle d'une pente dépend du sol et de l'environnement, mais les pentes vont de 0.75 horizontal : 1 vertical à 1.5 horizontal : 1 vertical. La pente de 1.5 horizontale : 1 verticale est en retrait de 1.5 m de chaque côté au sommet pour chaque mètre de profondeur. Même la moindre pente est bénéfique. Cependant, les exigences de largeur des pentes rendent souvent cette approche impraticable sur les chantiers de construction.
Étayage peut être utilisé pour toutes les conditions. Un étai se compose d'un montant de chaque côté d'une tranchée, avec des entretoises entre les deux (voir figure 1). Les rives aident à prévenir l'effondrement du mur de tranchée en exerçant des forces vers l'extérieur sur un mur de tranchée. Passer les rives se composent de montants verticaux et de croisillons avec une voûte du sol entre ; ils sont utilisés dans les argiles, les sols les plus cohésifs. Les rives ne doivent pas être à plus de 2 m l'une de l'autre. De plus grandes distances entre les croisillons peuvent être obtenues en utilisant des contreventements (ou walings) pour maintenir les montants en place (voir figure 2). Fermer les bâches est utilisé dans les sols granulaires et à faible cohésion; les parois de la tranchée sont entièrement recouvertes de tôle (voir figure 3). Les bâches peuvent être en bois, en métal ou en fibre de verre; les tôles de tranchée en acier sont courantes. Bâche serrée est utilisé en cas d'écoulement ou d'infiltration d'eau. Une bâche serrée empêche l'eau de s'éroder et d'amener des particules de sol dans une tranchée. Un système d'étayage doit toujours être maintenu serré contre le sol pour éviter l'effondrement. Les entretoises peuvent être en bois ou en vérins à vis, hydrauliques ou pneumatiques. Wales peut être en bois ou en métal.
Figure 1. Les rives se composent de montants de chaque côté d'une tranchée avec des croisillons entre les deux
Figure 2. Le Pays de Galles maintient les montants en place, permettant une plus grande distance entre les croisillons
Figure 3. Les feuilles fermées sont utilisées dans les sols granuleux
Boucliers, ou caissons de tranchées, sont de grands dispositifs de protection individuelle ; ils n'empêchent pas l'effondrement des parois de la tranchée mais protègent les travailleurs qui se trouvent à l'intérieur. Les boucliers sont généralement en acier ou en aluminium et leur taille varie généralement d'environ 1 m à 3 m de haut et de 2 à 7 m de long ; de nombreuses autres tailles sont disponibles. Les boucliers peuvent être empilés les uns sur les autres (figure 4). Des systèmes de protection doivent être en place contre les mouvements dangereux des boucliers en cas d'effondrement d'un mur de tranchée. Une façon consiste à remblayer des deux côtés d'un bouclier.
Figure 4. Les boucliers protègent les travailleurs contre l'effondrement des parois de la tranchée
De nouveaux produits sont disponibles qui combinent les qualités d'un étai et d'un bouclier ; certains appareils sont utilisables en terrain particulièrement dangereux. Les unités bouclier-étaiement peuvent être utilisées comme écrans statiques ou peuvent agir comme un étaiement en exerçant des forces hydrauliques ou mécaniques sur la paroi de la tranchée. Les unités plus petites sont particulièrement utiles lors de la réparation de ruptures de conduites de services publics dans les rues de la ville. Les unités massives avec des panneaux de protection peuvent être enfoncées dans le sol par des moyens mécaniques ou hydrauliques. Le sol est ensuite excavé à l'intérieur du bouclier.
Noyade
Plusieurs étapes sont recommandées pour éviter l'engloutissement par l'eau ou les eaux usées dans une tranchée. Tout d'abord, les services publics connus doivent être contactés avant de creuser pour savoir où se trouvent les conduites d'eau (et autres). Deuxièmement, les vannes d'eau qui alimentent les tuyaux dans la tranchée doivent être fermées. Les effondrements qui brisent les conduites d'eau ou provoquent des accumulations d'eau ou d'eaux usées doivent être évités. Tous les tuyaux de services publics et autres équipements de services publics doivent être soutenus.
Gaz et fumées mortels et manque d'oxygène
Les atmosphères nocives peuvent entraîner la mort ou des blessures des travailleurs résultant d'un manque d'oxygène, d'un incendie ou d'une explosion ou d'expositions toxiques. Toutes les atmosphères de tranchée où des conditions anormales sont présentes ou suspectées doivent être testées. Cela est particulièrement vrai autour des ordures enfouies, des chambres fortes, des réservoirs de carburant, des trous d'homme, des marécages, des processeurs chimiques et d'autres installations qui peuvent libérer des gaz ou des fumées mortelles ou épuiser l'oxygène dans l'air. Les gaz d'échappement des engins de chantier doivent être dispersés.
La qualité de l'air doit être déterminée à l'aide d'instruments situés à l'extérieur de la tranchée. Cela peut être fait en abaissant un compteur ou sa sonde dans la tranchée. L'air dans les tranchées doit être testé dans l'ordre suivant. Tout d'abord, l'oxygène doit être de 19.5 à 23.5 %. Deuxièmement, l'inflammabilité ou l'explosibilité ne doit pas dépasser 10 % des limites inférieures d'inflammabilité ou d'explosivité (LIE ou LIE). Troisièmement, les niveaux de substances potentiellement toxiques, telles que le sulfure d'hydrogène, doivent être comparés aux informations publiées. (Aux États-Unis, une source est le National Institute for Occupational Safety and Health Guide de poche sur les risques chimiques, qui donne les limites d'exposition admissibles (PEL)). Si l'atmosphère est normale, les travailleurs peuvent entrer. La ventilation peut corriger une atmosphère anormale, mais la surveillance doit continuer. Les égouts et espaces similaires où l'air change constamment nécessitent (ou devraient nécessiter) une procédure d'autorisation d'entrée. Les procédures d'autorisation d'entrée nécessitent un équipement complet et une équipe de trois personnes : un superviseur, un accompagnateur et un entrant.
Chutes et autres dangers
Les chutes dans et à l'intérieur des tranchées peuvent être évitées en fournissant des moyens sûrs et fréquents pour entrer et sortir d'une tranchée, des passerelles ou des ponts sûrs où les travailleurs ou l'équipement sont autorisés ou tenus de traverser les tranchées et des barrières adéquates pour empêcher les autres travailleurs ou les passants ou l'équipement de s'approcher une tranchée.
La chute d'équipements ou de matériaux peut entraîner la mort ou des blessures par coups à la tête et au corps, écrasement et suffocation. Le tas de déblais doit être maintenu à au moins 0.6 m du bord d'une tranchée, une barrière doit être prévue pour empêcher le sol et les matériaux rocheux de rouler dans la tranchée. Tous les autres matériaux, tels que les tuyaux, doivent également être empêchés de tomber ou de rouler dans une tranchée. Les travailleurs ne doivent pas être autorisés à travailler sous des charges suspendues ou des charges manipulées par des engins de creusement.
Tous les services publics doivent être marqués avant de creuser afin d'éviter l'électrocution ou les brûlures graves causées par le contact avec des lignes électriques sous tension. Les flèches de l'équipement ne doivent pas être utilisées à proximité de lignes électriques aériennes ; si nécessaire, les lignes aériennes doivent être mises à la terre ou supprimées.
Souvent, un décès ou une blessure grave dans une tranchée est aggravé par une tentative de sauvetage mal pensée. La victime et les sauveteurs peuvent être piégés et submergés par des gaz mortels, des fumées ou un manque d'oxygène ; noyé; ou mutilés par des machines ou des cordes de sauvetage. Ces tragédies aggravées peuvent être évitées en suivant un plan de sécurité et de santé. Les équipements tels que les compteurs d'air, les pompes à eau et les ventilateurs doivent être bien entretenus, correctement assemblés et disponibles sur le chantier. La direction doit former et exiger des travailleurs qu'ils suivent des pratiques de travail sûres et qu'ils portent tout l'équipement de protection individuelle nécessaire.