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Influence des paramètres de soudage à l’arc électrique sur les concentrations de fumées et leurs composantes métalliques : état des connaissances.
Etude et rapport | R-1085
Edition : Montréal (Canada), Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST), 2020, 71 p., ill., bibliogr.
L’objectif de cette étude est de contribuer à l’avancement des connaissances sur l’influence des paramètres de soudage sur les concentrations de fumées et leurs composantes métalliques générées lors des opérations de soudage à l’arc électrique. Pour ce faire, une recherche documentaire sous forme de revue systématique de la littérature dans les bases de données bibliographiques, dans les bases de données factuelles et dans la littérature grise a été entreprise. Dix bases de données bibliographiques et douze sources en ligne, incluant des sites Web institutionnels et ceux de groupements professionnels, ont été interrogées sur une période allant de 2000 à 2018. En tout, 1 764 références ont été recensées dont quarante-sept ont été retenues. Quarante-trois d’entre elles font état de travaux menés dans des conditions expérimentales et seulement quatre exposent des travaux effectués sur le terrain. Au total, 21 paramètres de soudage ont été évalués, conduisant ainsi à 85 situations d’évaluation (une situation d’évaluation correspond à la mesure de l’influence d’un paramètre de soudage sur le niveau de fumées générées, en matière de fumées totales et de contaminants particuliers). Le gaz de protection et les caractéristiques de l’électrode ont été les paramètres les plus étudiés (chacun étant associé à environ 19 % des situations d’évaluation), suivis de la tension de courant et des procédés de soudage (respectivement 13 % et 8 % des situations d’évaluation). La majorité des situations d’évaluation étaient en lien avec le procédé GMAW (65 %), suivie du SMAW (18 %), du FCAW (11 %) et finalement du GTAW et du MCAW (3 % chacun). Les résultats dont font état les références retenues mettent en évidence que le procédé SMAW est celui qui génère le plus de fumées alors que le procédé GTAW est celui qui en produit le moins. Pour le procédé GMAW, l’utilisation des modes pulsés et du CMT™ (variante technique du GMAW en court-circuit) génère quant à elle moins de fumées de Mn et de Cr(VI) que le procédé GMAW conventionnel. Les résultats ont toutefois montré que, bien qu’émettant plus de fumées, le procédé SMAW ne génère que peu de particules ultrafines (PUF) lorsque comparé aux procédés GMAW et GTAW. Les résultats rapportés ont, en outre, clairement montré que l’augmentation de la fraction de gaz carbonique (CO2) dans un mélange de gaz de protection induit une augmentation des quantités de fumées générées. L’augmentation de la tension, de l’intensité du courant et du diamètre de l’électrode entraîne également une plus grande génération de fumées et il en est de même lors de l’utilisation d’un flux plus important, au cœur même de l’électrode (FCAW) ou dans son enrobage (SMAW). Quant au procédé GMAW, le mode de transfert en pulvérisation pulsée entraîne une réduction des quantités de fumées générées comparativement aux modes de transfert en court-circuit et en pulvérisation axiale. Globalement, cette recherche a permis d’observer que de nombreux paramètres de soudage influent sur la génération de fumées totales, de contaminants particuliers et de PUF, en les réduisant ou en les augmentant. Des études-terrains doivent cependant être menées pour bien évaluer l’influence des paramètres les plus prometteurs. Une attention particulière devra être accordée à la caractérisation de la taille des particules considérant leur nature chimique et leur risque potentiel pour la santé, plus spécifiquement pour les systèmes respiratoire et neurologique.
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