La sécurité en soudage à l'arc : risques, prévention et équipements de protection individuels

Quels sont les risques associés aux processus de soudage à l'arc électrique ?

Avant de commencer à souder, vous devez connaître les conditions de l’environnement dans lequel les opérations de soudage s’effectuent. Il faut identifier les éventuels risques pour la santé dans l’environnement du soudeur et les moyens de protection nécessaires : risques de chutes, coincements, espaces confinés etc. Plus spécifiquement, dans le cadre du soudage à l’arc, le soudeur peut être exposé à divers risques :

• risques électriques
• risques thermiques
• risques visuels et auditifs
• risques respiratoires et toxicité
• risques d’incendie
• risques liés à la manipulation des gaz de protection

Risques électriques

Pour souder, il est nécessaire d’établir un courant électrique, à l’aide d’un générateur de soudage. Les risques sont de deux catégories : le choc de tension primaire (ex : 230 ou 460 volts), qui survient en touchant un composant interne du poste sous tension, et le choc de tension secondaire (20 à 100 volts), qui se produit en touchant une partie nue du circuit de soudage en même temps que la pièce mise à la terre. La tension est maximale lorsque l’opérateur ne soude pas (tension à vide). Les points de contact possibles sont :

• Prise et câbles de masse à masse,
• Connexions des bornes du générateur,
• Électrode,
• Torche de soudage,
• Pièce,
• Établi et accessoires.

Le courant électrique circulant dans les conducteurs crée des champs électriques et magnétiques (CEM) localisés autour des câbles et des générateurs. Ces champs peuvent interférer avec certains implants médicaux, comme les stimulateurs cardiaques (pacemakers).

Risques thermiques

Dans l’activité de soudage, il existe des risques de brûlures et d'incendie :

• par contact avec des zones chaudes, telles que les pièces, les outils, les parties non isolées de la torche, la mise à la terre.
• par des projections de particules de métal incandescent (spatter). La chaleur de l'arc électrique peut atteindre plus de 5 500 °C, une température suffisante pour enflammer les matériaux inflammables combustibles, solides, liquides ou gazeux présents dans l'environnement.

Sur la peau, les projections métalliques chaudes peuvent provoquer des brûlures graves. Et les UV peuvent générer des effets comparables à des coups de soleil extrêmes.

Risque d’incendie : lors des opérations de soudage, il est nécessaire de prendre des précautions pour éviter les risques d’incendie. Les particules de métal en fusion ou les étincelles peuvent être projetées à une distance de plus de 10 mètres de la zone de travail.

Risques visuels et auditifs

En plus d’un flux thermique important, l’arc électrique génère des émissions lumineuses à différentes longueurs d’ondes, ce qui oblige à protéger les yeux des radiations optiques :

• Rayonnement infrarouge : une exposition peut provoquer des brûlures rétiniennes et l’apparition de cataractes.
• Rayonnement ultraviolet (UV) : un « coup d’arc » peut se manifester plusieurs heures après l’exposition et peut provoquer des troubles oculaires.

Un bruit supérieur à 85 dB (A) peut causer des dommages auditifs progressifs. Ces niveaux peuvent être atteints dans les processus de soudage à l’arc :

• Soudage MIG/MAG ---- 90-95 dB (A)
• Soudage TIG -----------75-85 dB (A)

Risques respiratoires et toxicité

Le procédé de soudage à l’arc génère des fumées dans l’environnement direct du soudeur. La composition de celles-ci dépend du procédé, des éléments chimiques contenus dans le matériau de base et d’apport, et de la présence d’autres substances dans la zone de soudure (par exemple les revêtements ou contaminations du métal de base). Le panache de fumée contient des particules solides et l’exposition aux fumées dans la durée peut provoquer des troubles pulmonaires.

L'exposition à la chaleur extrême altère les matériaux de base et les revêtements, libérant des composés chimiques classifiés dangereux et pouvant être toxiques pour l'homme. Par exemple, les consommables utilisés pour l'acier inoxydable ou le rechargement contiennent du chrome et du nickel, des éléments répertoriés comme présentant des risques cancérigènes par l'inhalation de leurs fumées.

Des normes strictes définissent les valeurs limites d'exposition (VLE) pour les éléments chimiques émis. Des équipements d'extraction locale et des systèmes de ventilation sont donc indispensables.

Risques liés à la manipulation des gaz de protection

Le gaz le plus utilisé dans le soudage à l'arc est l'argon, qui est plus lourd que l'air. Une fuite d'argon peut provoquer un manque d'oxygène dans l'espace de travail si des mesures de ventilation adéquates ne sont pas en place. Dans les espaces confinés, une telle accumulation de gaz repousse l'air respirable, ce qui entraîne des vertiges, une perte de conscience, voire l'asphyxie si le cerveau est privé d'oxygène.

Les gaz de soudage, essentiels pour la protection du bain de fusion, présentent des risques spécifiques selon leur classification :

• Inertes (peuvent provoquer l'asphyxie par manque d'oxygène en espace confiné). S'ils s'accumulent dans un espace et que le taux d'oxygène diminue, cela met la vie en danger. Exemples de gaz liés au soudage : l'azote, l'argon, l'hélium et le CO2.
• Comburants : les gaz comburants, comme l'oxygène, provoquent une combustion vive. Sous pression, cette combustion peut se transformer en un « coup de feu », c'est-à-dire une explosion avec des flammes et des projections de métal en fusion. L'oxygène réagit aussi dangereusement avec les corps gras, d'où l'interdiction de graisser les raccords.
• Inflammables : le principal risque est l'inflammation et l'explosion (ex : acétylène).

Les bouteilles de gaz comprimé contiennent des pressions très élevées et peuvent exploser si elles sont endommagées. L'ouverture incorrecte de la vanne, en se tenant directement face à la sortie, expose l'opérateur au jet de gaz à haute pression.

Par ailleurs, l'interaction des rayons ultraviolets de l'arc avec l'air ambiant entraîne la formation d'ozone et d'oxydes d'azote, des gaz irritants pour les yeux, le nez et la gorge. Il est également interdit de souder à proximité de zones de dégraissage aux solvants chlorés, car la chaleur et les rayons UV réagissent avec ces vapeurs pour former du phosgène, un gaz hautement toxique.

Protection contre le bruit

Les bouchons d'oreilles ou les casques ou de coquilles antibruit remplissent un rôle double :

• Protéger l'ouïe contre la perte auditive liée aux bruits continus des générateurs et des procédés de soudage et coupage.
• Empêcher les particules volantes et les projections de métal en fusion de pénétrer dans le conduit auditif.

Protection des yeux et du visage

• Lunettes de protection : des lunettes de sécurité équipées d'écrans latéraux (ou des lunettes étanches) doivent être portées en permanence sous le casque de soudage pour se prémunir contre les particules volantes lors des opérations de parachèvement.
• Masque de soudage avec filtres teintés de protection : la cagoule (ou masque à main) équipé d'un filtre passif approprié est obligatoire. Le verre passif filtrant protège contre les rayonnements ultraviolets et infrarouges. La teinte, qui est catégorisée de 6 à 15 en général, doit être sélectionnée en fonction de l'intensité et du procédé. La cagoule ou le masque de soudage est également doté d'une plaque de couverture transparente (souvent en plastique ou verre trempé) pour protéger le verre filtrant contre les dommages.
• Si les conditions d'extraction des fumées de soudage ne peuvent être garanties, un masque de soudage avec filtration d'air peut s'avérer nécessaire (par exemple : dans des espaces confinés ou lors du soudage de matériaux toxiques).

Air Liquide possède une expertise reconnue sur la sécurité en matière de sécurité et manipulation des gaz, et peut la partager à travers différents modules de formation, tels que :

• Généralités sur les gaz de soudage.
• Connexion et déconnexion des bouteilles de gaz.
• Manutention, stockage et transport des gaz.

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