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Mesure, contrôle et caractérisation des nanoparticules. Procédure appliquée à l’usinage et au frottement mécanique.
Etude et rapport | R-814
Edition : Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST, 505 boulevard de Maisonneuve Ouest, Montréal, Québec H3A 3C2, Canada), 2014, 77 p., ill., bibliogr.
Alors que les nanotechnologies ouvrent des voies prometteuses dans plusieurs secteurs d’activité, des études suggèrent que les nanoparticules (NPs) qu’elles génèrent pourraient avoir des effets négatifs, notamment sur la santé et sur l’environnement. Celles-ci peuvent être générées lors de la fabrication, de la manutention et de l’assemblage de pièces métalliques ordinaires et de celles à base de nanomatériaux. D’autres activités quotidiennes, telles que le freinage des automobiles, peuvent aussi produire des NPs. Il est donc urgent de trouver des moyens de contrôler ces risques. Cependant, les techniques et méthodes usuelles d'évaluation du risque ne sont pas directement applicables aux NPs. L’objectif de ce projet est d’établir une méthode efficace de mesure, de contrôle et de caractérisation des NPs applicable aux procédés de fabrication industrielle. Des tests d’usinage et de frottement en laboratoire, effectués sur des machines-outils de calibre industriel, couplés avec des simulations du comportement des particules dans l’air et des écoulements de l’air dans l’enceinte des machines, ont été nécessaires pour réaliser cette étude. Le présent projet a, entre autres, permis de : constituer une procédure d’échantillonnage, de collecte et de mesure ; déterminer les conditions qui entourent la génération des NPs lors du frottement et de l’usinage des pièces en alliage d’aluminium ainsi que les concentrations et les distributions en diamètre aérodynamique de ces particules ; démontrer que l’usinage d’alliages courants, qui ne sont pas considérés comme des nanomatériaux, émet plus de NPs que de particules de taille micrométrique et que la majorité de ces NPs ont une taille inférieure à 20 nanomètres ; et classer les opérations courantes d’usinage (fraisage, tournage et perçage) et de frottement à sec selon leur capacité d’émission de NPs. Ce travail a démontré la nécessité de connaître la trajectoire des particules lors de leur émission et la forme de celles-ci afin d’améliorer la captation et la précision de la mesure. Il a également mis en évidence la présence de particules ultrafines lors des opérations de mise en forme par usinage des matériaux ordinaires ne contenant pas de NPs. L’émission de ces particules dépend des procédés et de leurs paramètres, des matériaux coupants et des matériaux coupés, d’où la possibilité de pouvoir contrôler les émissions de ces particules. Les cas typiques des nanomatériaux et des composites contenant ou pas de nanoparticules méritent d’être examinés.
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