POUSSIÈRES ET GAZ.

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1 POUSSIÈRES ET GAZ

2 Poussières Poussières toute particule solide en suspension dans l'air
Dimensions : de 1 à 100 μm particules > 10 μm se déposent avec le temps (sauf dans un courant d'air) particules < 10 μm se déposent très lentement Risques pour la santé ou d’explosion : < 10 μm poussière respirable : particules < 5 μm (très difficile à filtrer) Les poussières minières correspondent à un diamètre moyen entre 1 à 20 μm

3 Fumées ou vapeurs Fumée  ou vapeur toute particule solide en suspension dans l'air < 1μm Résultat d’une combustion (ex. moteur diesel) Mieux connues: MPD (matière particulaire diesel) Fumée: n’est pas le résultat d’une condensation

4 Poussières minières

5 Poussière atmosphérique
Respirables Type de poussières Dimensions (μm) inférieur supérieur Bruine 100 400 Brume 50 Pollen (allergies) 18 60 Poussière respirable - 7 Charbon et roche 0,1 Poussière atmosphérique 0,001 20 Fumées diesel 0,05 1 Virus 0,003 0,005 Bactéries 0,15 30 Fumée de tabac 0,01

6 Système respiratoire humaine

7 Poussières Les particules grossières, de diamètre > 10 μm n’arrivent pas jusqu'aux poumons, mais sont arrêtées soit par les poils du nez, soit par les cils vibratiles; Les particules fines, de diamètre < 10 μm, se rendent jusqu'aux poumons (au niveau alvéolaire), une partie de celles-ci s'y déposant, l'autre partie étant exhalée lors de la vidange des poumons Les particules inférieures à 0.1 μm ne se déposent jamais car elles se déplacent comme des molécules de gaz, obéissant au mouvement brownien La rétention maximale des poussières par les alvéoles concerne principalement les particules de diamètre < 5μm. Ces particules peuvent aussi constituer un risque explosif.

8 Classification des Poussières
Il existe cinq catégories de poussières, en ce qui concerne leurs effets néfastes sur l'homme: respirables, toxiques, radioactives, explosives et inertes.

9 Les poussières respirables
Les poussières respirables (celles qui se rendent aux poumons), avec un diamètre inférieur à 5 μm. Elles sont dommageables aux poumons : silice (quartz) silicates (amiante, talc, mica, sillimanite) fumées métalliques (Zn, Cu, Pb, Hg...) minerais de béryllium, d'étain, de fer... charbons (bitumineux, anthracite)

10 Les poussières toxiques
Les poussières toxiques (poisons pour certains organes du corps). Processus : Elles entrent dans les poumons ou l'estomac puis passent dans le sang; elles ne sont pas toujours filtrées par le foie. Minerais de béryllium, arsenic, plomb, uranium, thorium, radium, chrome, vanadium, mercure, cadmium, antimoine, sélénium, manganèse, tungstène, nickel, argent (principalement les oxydes et carbonates).

11 Les poussières radioactives
Les poussières radioactives (dommageables à cause des radiations α, β et surtout γ). Minerais d'uranium, thorium, radium. Minerai de fluorine à Terre-Neuve. Minerai de niobium (Niobec)

12 Les poussières explosives
Explosion des poussières: quand un nuage des poussières est exposé à une source d’ignition (ex. un arc électrique ou un sautage) d’une température et énergie suffisante pour enflammer le nuage. L’explosion constituée d’un front de pression suivi d’un front de flamme qui laisse après lui une atmosphère pauvre en oxygène et riche en gaz toxiques. Il existe deux types des poussières explosives: les matières organiques et les poussières métalliques ou de sulfures. Les matières organiques (lignite, bitume) : calcul du risque : % volatile / (% volatiles + % carbone fixe); explosif si >12% pour l'anthracite : 10%/(10% + 80%) = 11%  pas dangereux. autres facteurs : la grosseur des particules (peu risqué si > 850 μm) la concentration (peu de risque si moins de 35 g/m3) la présence de gaz (risque augmente si CH4 présent) l'humidité (des variations peuvent échauffer la roche) les poussières inertes (peu de risque si 65% pds du mélange) Les poussières métalliques risque d'explosion si la concentration dépasse : Mg, Al, Zn, Fe, Ti g/m3 Poussières de sulfures (FeS2, CuFeS2, ZnS…) 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO kJ/mol De nuages des poussières de sulfures se forment durant le soutirage et transport du minerai L’explosion primaire crée une onde de pression qui peut mobiliser la poussière déjà déposée → explosion secondaire violente et soutenable Prévention des explosions de poussières : Utilisation de matières inertes (pas bon pour les sulfures). Utiliser de l'eau sous forme de brume (  fois plus efficace que les poussières inertes).

13 Les poussières inertes
Sont considérées comme telles, les poussières de calcaire, marbre, calcium, ciment, graphite. En réalité, elles causent des maladies bénignes aux poumons aux concentrations normales, mais leurs effets sont temporaires et le retrait de l'exposition permet de guérir complètement les poumons atteints.

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16 Concentrations représentatives des poussières dans une mine métallifère
Opération mpppc mg/m3 Entrée d'air Forage dans une monterie Forage dans une galerie Forage dans un chantier Forage aux diamants Après sautage Écaillage Boisage Chargement manuel Chargement mécanique Remblayage hydraulique Soutirage Transport (wagons, navettes) Déchargement de wagons Aucune activité 0.5 10.0 3.6 3.0 2.5 62.8 5.6 2.9 4.8 4.7 8.9 3.9 5.8 2.8 0.08 1.66 0.60 0.50 0.41 10.46 0.93 0.48 0.80 0.78 1.48 0.65 0.96 0.46 1 mg/m3 = 6 mpppc

17 Gaz de sautage ANFO

18 Gaz de sautage

19 VEMP : Valeur d’exposition moyenne pondérée

20 Contrôle des concentrations des gaz sous terre
Prévention : bonne procédure lors des sautages; entretien adéquat des moteurs à combustion interne; éviter les feux, sinon les isoler et les éteindre. Élimination : dans le charbon : drainage en avant des chantiers soit par des trous de forage, soit par des galeries; ventilation auxiliaire (pour supplémenter localement au système principal - vu plus loin). Absorption : conditionner les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne : dilution des gaz toxiques solubles dans l'eau; diminution de la température d'échappement; conditionnement chimique à l'aide de silencieux catalytiques; arrosage lors des sautages : dilution des gaz toxiques solubles dans l'eau à l'aide de gicleurs spéciaux produisant de très fines gouttelettes; diminution de la température des gaz; aide également au contrôle des poussières.

21 Contrôle des concentrations des gaz sous terre
Isolation : fermeture hermétique des vieux chantiers et des endroits d'incendies : il existe toujours des fuites; peut être dangereux pour la santé et il faut donc prévoir un système de drainage aux barricades; quand la température augmente, il se produit une combustion lente des matières organiques qui dégage des gaz mortels (CO); dangereux dans les mines d'uranium à cause de l'accumulation de radiations dangereuses; sautages secondaires limités si possible pendant les postes de travail; Dilution : la méthode la plus employée  applicable à toute concentration des gaz par un apport suffisant d'air frais qui permet de respecter les normes législatives

22 Gaz asphyxiants Exposition aux gaz : ils entrent par inhalation dans les poumons, ils entrent en contact avec le réseau sanguin leur absorption ou non dépend de leurs propriétés physiques ou chimiques Conséquences : Effets intenses : courte exposition à de fortes concentrations Effets chroniques : nombreuses expositions à de faibles concentrations Effets secondaires : empire un état pulmonaire déjà déficient Propriétés de gaz : - N'avertissent pas de leur présence pas de couleur pas de goût pas d'odeur Asphyxiants simples :- enlèvent l'oxygène des poumons - ne sont pas absorbés par le système sanguin Asphyxiants chimiques :- action spécifique sur le sang ou les tissus après leur absorption dans le corps, de petites quantités sont très dangereuses

23 Gaz asphyxiants Gaz Conc. normale VECD Effets Sources O2 21.6%
19.5% min. essentiel à la vie sur terre air de l'atmosphère N2 79.0% 80% max. réduit O2 atmosphère, minerai stratifié CO traces 35 ppm; (0.0035%) VEMP 200ppm fois plus d'affinité pour le sang que O2 explosifs, diesel, feux, charbon toute combustion incomplète CO2 0.03% 5000 ppm; (0.5%) respiration, moteur à combustion interne, toute oxydation complète CH4 - réduit O2, explosif dégagement instantané (rare); dégagement continu : charbon en place ou abattu; fissuration des faces HCN aucune Plafond 10 ppm; empêche les tissus d'absorber O2 Cyanuration d’or : NaCN + H+ → Na + HCN (gaz) VEMP : Valeur d’exposition moyenne pondérée VECD : Valeur d’exposition de courte durée

24 Respirations par minute Volume d’air par respiration
Respiration humaine OXYGÈNE PRÉSENT EFFETS 21% Respiration facile 17% Respiration plus rapide et plus difficile 15% Etourdissements, bourdonnements dans les oreilles, pouls rapide, maux de tête, vision troublée 9% Peut s'évanouir ou devenir inconscient 6% Convulsions, respiration arrêtée, cœur arrête de battre Activité Respirations par minute Volume d’air par respiration Air inspiré m3/min Oxygène consommé CO2 produit O2 consommé Au repos 15 0.0005 m3 0.0081 0.0017 0.75 Modérée 30 0.0017 m3 0.051 0.0107 0.90 Vigoureuse 40 0.0025 m3 0.100 0.021 1.0

25 CONCENTRATION DU CO DANS L'AIR TEMPS D'EXPOSITION PERMIS
0.0035% (35 ppm) VEMP 0.04 à 0.05% (500 ppm) 1 heure sans effet nocif 0.06 à0.07% (700 ppm) Effets nocifs à peine perceptibles après 1 heure d'exposition 0.10 à0.12% (1200 ppm) : Effets nocifs plus dangereux après 1 heure d'exposition 0.15 à0.20% (2000 ppm) Dangereux si exposé pendant 1 heure 0.4% et plus (4000 ppm et. +) Mort en moins d'une heure

26 CO2 ACCROISSEMENT DE LA RESPIRATION CO2 DANS L'AIR 0.5% (5000 ppm)
VEMP 3% (30000 ppm) VECD 0.05% (500 ppm) Léger 2% (20000 ppm) 50 100 5% (50000 ppm) 300 et très difficile 10% ( ppm) Ne peut être toléré plus de quelques minutes

27 Gaz irritants Vaste groupe aux propriétés variées :
produisent tous une inflammation des tissus avec lesquels ils entrent en contact; ne sont pas absorbés par l'organisme. Elles peuvent être divisées en 3 groupes : ceux qui agissent sur la partie supérieure du système respiratoire : ammoniaque acide hydrochlorique acide sulfurique acide hydrofluorique (HF) formaldéhyde ceux qui agissent sur les parties supérieures et profondes du système respiratoire : anhydride sulfureux (SO2) Chlore brome acroléine (acroléine) ceux qui agissent principalement sur les poumons : oxydes d'azote phosgène

28 NOx SO2 CONCENTRATION DANS L'AIR AMBIANT EFFETS
3 ppm NO2 25 ppm NO 50 ppm N2O VEMP 60 ppm Minimum pour causer une irritation des voies respiratoires 100 ppm Toux sévère 100 à 150 ppm Dangereux, même pour une courte période de temps 200 à 700 ppm Fatal, même pour une courte période de temps NOx CONCENTRATION DANS L'AIR AMBIANT EFFETS 2 ppm 5 ppm VEMP VECD 20 ppm Toux, irritation des yeux, du nez et de la gorge 150 ppm Peut être toléré pour quelques minutes seulement 400 ppm Impossibilité de respirer SO2

29 RÉGLEMENTATION

30 Annexe I Règlement sur la santé et la sécurité du travail
Substance VEMP VECD ppm mg/m3 Ammoniac (NH3) 25 17 35 24 NO2 3 5,6 NO 31 N2O 50 90 CO2 5000 9000 30000 54000 CO 40 200 230 H2S 10 14 15 21 SO2 2 5,2 5 13 SiO2 (quartz) 0,1 VEMP : Valeur d’exposition moyenne pondérée VECD : Valeur d’exposition de courte durée

31 Qualité du milieu de travail
Article 85 Vérification de la qualité de l'air Annexe I du Règlement sur la santé et la sécurité du travail

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33 VEMP : Valeur d'exposition moyenne pondérée
La concentration moyenne, pondérée pour une période de 8 heures par jour, en fonction d'une semaine de 40 heures, d'une substance chimique (sous forme de gaz, poussière,fumée, vapeur ou brouillard) présente dans l'air au niveau de la zone respiratoire du travailleur

34 VEMP (suite) Pour toute période de travail d'une durée égale ou supérieure à 4 heures mais inférieure à 8 heures ou d'une durée supérieure à 8 heures mais inférieure ou égale à 16 heures, une valeur d'exposition moyenne ajustée (VEMA) doit être établie suivant le guide d’ajustement des valeurs d'exposition admissibles pour les horaires de travail non conventionnels, publié par l'Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail, tel qu'il se lit au moment où il s'applique. En aucun cas, la VEMA ne peut être supérieure à la VEMP

35 VECD : Valeur d'exposition de courte durée
La concentration moyenne, pondérée sur 15 minutes, pour une exposition à une substance chimique (sous forme de gaz, poussière, fumée, vapeur ou brouillard) présente dans l'air au niveau de la zone respiratoire du travailleur, qui ne doit pas être dépassée durant la journée de travail, même si la valeur d'exposition moyenne pondérée est respectée

36 VECD (suite) L'exposition moyenne au cours d'une période de 15 minutes consécutives peut être comprise entre la VEMP et la VECD, en autant que de telles expositions ne se reproduisent pas plus de 4 fois par jour et qu'elles soient entrecoupées l'une de l'autre par des périodes d'au moins 60 minutes

37 P : Plafond La notation « P » dans la colonne VECD/Plafond indique une valeur qui ne doit jamais être dépassée pour quelque durée que ce soit

38 Limites d'excursion Les limites d'excursion s'appliquent pour les substances n'ayant pas de valeur d'exposition de courte durée. À condition que la valeur d'exposition moyenne pondérée soit respectée, des excursions peuvent excéder 3 fois cette valeur pour une période cumulée ne dépassant pas 30 minutes par jour Toutefois, aucune de ces excursions ne peut dépasser 5 fois la valeur d'exposition moyenne pondérée pour quelque durée que ce soit

39 Dilution des poussières
Problèmes d'équilibre Calculer le courant d'air frais nécessaire pour garder la concentration des poussières à un niveau constant (ex. à la concentration maximale admissible : VECD ou VEMP). On utilise la formule suivante : Ex. Dans un chantier d'abattage, les opérations de forage et chargement dégagent 0,02 g/min de poussière de silice. Le courant de l'air frais contient déjà 0,00001 g/m3 de silice. La VEMPsilice = 0,1 mg/m3. Calculer le débit d’air frais nécessaire. Soit Q le débit (m3/min) requis. Dans une période de 1 min :   Donc Q = 222,2 m3/min ou 3,7 m3/s

40 Problèmes de transition
Calculer le temps nécessaire pour atteindre une concentration donnée (si le débit de l'air frais ne suffit pas pour garder l'équilibre). Si V est le volume du chantier (ou de la galerie) en m3 Pg le taux de génération de poussière mg/min au chantier X la concentration de la poussière (mg/m3) dans le chantier Qn le débit d'air frais (m3/min) B la concentration de la poussière dans le courant d'air frais mg/m3 On peut prouver que : Xo la concentration au moment 0 X la concentration après temps t (min)

41 Problèmes de transition Exemple
Dans l'exemple 1, calculer le temps nécessaire pour atteindre une concentration de silice de 0,1 mg/m3 (VEMP) si la concentration initiale est de 0,01 mg/m3 si le courant d'air frais est de 2000 m3/min le volume du chantier est de 1000 m3 Qn = 40 m3/min B = 0,000001 Kg/m3=1mg/m3 V = 2000 m3 Xo = 0,01 mg/m3 Pg = 0,01 g/min X = 0,1 mg/m3 (VEMP)

42 Problèmes de vérification des normes
Vérifier si les normes gouvernementales (e.g. VECD) sont satisfaites une fois que l'équilibre est établi. où Ci = concentration mesurée de substance i (mg/m3) Ti = concentration permise de substance i (mg/m3) ** Cette formule s'applique s'il est prouvé que ces substances ont des effets similaires sur un organe du corps. Sinon, il faut que chaque terme Ci/Ti soit inférieur ou égal à 1

43 Problème de vérification des normes pondérées
Si les travailleurs sous terre sont exposés aux concentrations différentes des poussières pendant plusieurs opérations (e.g. forage, sautage secondaire, chargement, transport), on prend la moyenne pondérée comme suit : Opération 1: n1 minutes à la concentration x1 : n1.x1 Opération 2: n2 minutes à la concentration x2 : n2.x2 Opération m: nm minutes à la concentration xm: nm.xm moyenne pondérée

44 Dilution des gaz problèmes d’équilibre
Calculer le courant d'air frais nécessaire pour garder la concentration des gaz toxiques à la limite (VEMP ou VECD). On utilise la formule: Qn : débit d'air frais nécessaire en m3/min Qg : débit de dégagement du gaz en m3/min au chantier VECD: valeur d'exposition de courte durée du gaz B: concentration du gaz dans l'air frais Exemple : L'équipement minier dans un chantier d'abattage dégage 0,005 m3/min de CO et le courant d'air frais contient déjà 0,01% de CO. Quel est le débit de l'air frais nécessaire pour satisfaire VECDCO de 0,02% Qg = 0,005 m3/min B = 0.01% VECD = 0,02%

45 Dilution des gaz Problèmes de transition
Calculer le temps nécessaire pour atteindre une concentration donnée (si le débit d'air frais ne suffit pas pour garder l'équilibre). Si V est le volume du chantier en m3, Qg est le débit d'arrivée du gaz (m3/min) dans le chantier, X est la concentration du gaz dans le chantier (%), Qn est le débit d'air frais, B est la concentration du gaz dans le courant d'air frais (%), on peut prouver que : où Xo : la concentration au moment 0 (%) X : la concentration après temps t (min) (%) Exemple : Dans l'exemple précèdent, trouver le temps nécessaire pour atteindre une concentration de 0,09% CO à partir de 0,05% CO, si le débit de l'air frais est de 25 m3/min. Le volume du chantier est de 1000 m3. Qg =0,005 m3/min, X=0,09% CO, B=0.01%, Qn=25 m3/min, Xo=0,05% CO

46 Dilution des gaz Problèmes de vérification des normes
Vérifier si les normes gouvernementales (e.g. VECD) sont satisfaites, une fois que l'équilibre est établi. Comme pour les poussières, il faut que : où Ci : concentration mesurée du gaz i (%) Ti: concentration permise du gaz i (%) ** Cette formule s'applique s'il est prouvé que ces gaz toxiques ont des effets similaires sur un organe du corps (e.g. CO et NO ou SO2 et NO2). Sinon, il faut que chaque terme Ci/Ti soit inférieur ou égal à 1.

47 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 86 Obligation de ventiler une mine avec un ventilateur Article 87 Règles à respecter pour le chauffage de l'air Norme : Générateurs de ventilation tempérée à hauffage direct (GA/CAN ) À la sortie des bruleurs: Acétaldehydes < 0,001% (10 ppm) CO < 0,250% (2500 ppm) CO < 0,001% (10 ppm) NO < 0,0001% (1 ppm) SO < 0,00003% (0,3 ppm)

48 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 89 Règles pour la recirculation et la reutilisation de l'air Un ventilateur principal ou un ventilateur secondaire ne doit pas faire recirculer l'air pour ventiler un poste de travail souterrain Cependant, la réutilisation de l'air dans un circuit principal de ventilation ou un circuit secondaire est permise, si les conditions suivantes sont respectées La concentration de monoxyde de carbone dans l'air ambiant doit être mesurée à l'entrée de chaque circuit où il y a une réutilisation de l'air Ces mesures doivent être prises au moins une fois par semaine lors des opérations de marinage effectuées au moyen d'un équipement diesel et à chaque fois qu'il y a modification aux équipements de ventilation Lorsque la concentration de monoxyde de carbone excède 11,4 mg/3 (10 ppm) un plan d'intervention doit être mis en œuvre afin de réduire et maintenir la concentration en-deçà de ce niveau

49 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 90 Positionnement des ventilateurs secondaires Article 91 Recirculation de l'air par un ventilateur Article 93 Renversement des ventilateurs Articles 94, 95 et 96 Exigences relatives à la ventilation pour accéder à un lieu de travail Articles 97 et 98 Contrôle des poussières Article 99 Plans et devis de ventilation

50 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 100.1 Quantité d'air requise pour l'utilisation d'un moteur diesel sous terre Homologation des moteurs diesel

51 Homologations MSHA et CANMET
Homologation par MSHA tient compte seulement des gaz diesel Homologation par CANMET tient compte des gaz diesel + les particules diesel Toutefois, au Québec on accepte l’homologation par MSHA (seulement part 32) pour les vieux moteurs

52 Homologation par CANMET
Au Québec la limite de S dans le carburant est de 0,05%

53 Homologation par MSHA (EU)

54 Annexe VII Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines
PCI: concentration de poussières respirables

55 Calculs du débit sous terre (Québec)
Moteurs diesel Homologués MSHA Tous moteurs 100% 75% 50% jusqu’à 2,7 m3/min/KW (2 m3/min HP) Non homologués (rare) 5,5 m3/min KW (4,1 m3/min HP) Homologués CANMET Moteurs principaux 100% etc. unités auxiliaires 50% etc En Ontario 3 m3/min HP pour tout exigences

56 Exigences de ventilation au Canada
Province CANMET MSHA Éxigences Colombie Britannique oui - Alberta + minimum de 1,9 m3/s aux chantiers actifs Saskatchewan Minimum 3m3/min HP Manitoba Non-homo: 4,1m3/min HP Règle 100/75/50 + min 2m3/min HP Ontario Québec Nouveau Brunswick Nouvelle Écosse Terre Neuve & Labrador Non-homo: 4,13m3/min HP TNW & Nunavut Yukon Minimum 2m3/min HP

57 Volume d’air frais total requis selon la pratique de l’Association des mines de métaux du Québec Inc. Cette approche nous donne le volume total d’air frais requis sous terre. Effectuer la moyenne des trois (3) approches suivantes : A i) 0,04 m3/s * le nombre de tonnes/jour ii) 0,25 m/s*surface (m2) * le nombre d’endroits de travail (où on produit gaz & poussières) iii) Nombre de concasseurs * 4,72 m3/s iv) Nombre de trémies de chargement * 1,18 m3/s B i) Nombre de travailleurs par quart * 0,94 m3/s ii) Volume total d’air spécifié pour les moteurs diesel (homologués ou non) iii) Même qu’en A) (ii, iii, et iv) C i) Même qu’en A) ii) sauf qu’on pose 0,5 m/s iii) Même qu’en A) (ii, iii et iv)

58 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 101 Quantité totale d'air requise pour une mine souterraine Mine non mécanisée Mine mécanisée Article 102 Exigences relatives à l'utilisation d'un moteur diesel sous terre Ventilation Poussières combustibles respirables Contenu en soufre du carburant

59 Exercise Dans un circuit de ventilation quelconque, on retrouve les engins diesel suivants: 1 camion moteur Détroit Diesel 275 hp, modèle 6043 Gk32 1 camion moteur Deutz 132 bhp, modèle BF6L913 1 chargeuse-navette moteur Deutz 231 bhp, modèle F6L413FW 1 camion ciseau moteur Cummins modèle 4BTA 3.9C 2 tracteurs Kubota modèle V2203 1 tracteur John Deere modèle 4276 Question :Déterminez la quantité d'air requise dans ce circuit de ventilation ? Reponse cfm

60 Qualité du milieu de travail (suite)
Article 104 Débit d'air minimum à chaque poste de travail Articles et 107 Directives pour la ventilation des monteries Articles 105 et 106 Directives pour certaines activités lorsqu'un ventilateur n'est pas opérationnel

61 DES CONTRAINTES THERMIQUES
L'indice de température au thermomètre à globe à boule humide (WBGT) est calculé au moyen des équations suivantes : a) à l'extérieur, avec charge solaire : WBGT = 0,7 WB + 0,2 GT + 0,1 DB b) à l'intérieur ou à l'extérieur, sans charge solaire : WBGT = 0,7 WB + 0,3 GT où : WB = température au thermomètre à boule humide naturelle DB = température au thermomètre à boule sèche GT = température au thermomètre à globe Pour établir la valeur de WBGT, on doit utiliser un thermomètre à globe noir, un thermomètre à boule humide naturelle (statique) et un thermomètre à boule sèche. L'exposition à des températures supérieures à celles du tableau est admissible aux conditions suivantes : le travailleur doit faire l'objet d'une surveillance médicale et il doit être établi que sa tolérance au travail à la chaleur est supérieure à celle de la moyenne.

62 Limites de WBGT sur 8 h en fonction du travail (leger, modéré et fort)
VALEURS LIMITES ADMISSIBLES D'EXPOSITION À LA CHALEUR EN °C (WBGT) Régime d'alternance travail/repos Charge de travail Travail léger Travail moyen Travail lourd Travail continu 30 26,7 23 Travail 75%, repos 25% (toutes les heures) 30,6 28 25,9 Travail 50%, repos 50% (toutes les heures) 31,4 29,4 27,9 Travail 25%, repos 75% (toutes les heures) 32,2 31,1 Limites de WBGT sur 8 h en fonction du travail (leger, modéré et fort)

63 Relevés de ventilation pour remplir les registres
CAHIER 1: article 103.3 mesures de la concentration de CO dans l’échappement des moteurs diesel (toutes les 300h d’utilisation du moteur ou aux 6 mois) → Norme: 750ppm CAHIER 2: articles 89 & 103 Relevés de ventilation et mesures de la concentration CO dans les circuits de ventilation AU MOINS 1 fois/semaine PARTIE A : Circuit principal: Débit planifié vs. Débit mesuré (conformité: oui ou non) PARTIE B : Circuit secondaire: Débit planifié vs. Débit mesuré (conformité: oui ou non) PARTIE C : Concentration de CO Norme: 11,4mg/m3 ou 10ppm (conformité: oui ou non) CAHIER 3: article 103.1 Mesures de l’exposition aux poussières combustibles respirables (PCR) Norme: 0,6mg/m3 (conformité: oui ou non) AU MOINS 1 fois/6 mois ou à la suite de toute modification susceptible d’altérer la qualité de l’air

64 Émissions des moteurs diesel

65 Impact de la mécanisation
Durant les années 60 les unités diesel sous terre petites : < 150 HP Aujourd’hui, unités de 12 yd3 avec 350 HP Jusqu’ à des unités de 650 HP Le no. des unités légères auxiliaires a augmenté énormément : 50% de la puissance totale sous terre → 50% de MPD

66 rapport fuel/air si ce rapport est près du rapport stœchiométrique, les teneurs en NOX et CO sont élevées si ce rapport est dépassé, il y a combustion incomplète et du CO et NOX sont produits en abondance. Il peut même y avoir production de suie (gaz noir) meilleur rapport à utiliser : 0.06 lb fuel/lb d'air au point de vue mécanique, le rapport optimum est de 0.08 lb de fuel/lb d'air, ce qui entraîne une différence de 10% en performance, mais une augmentation de 35% de la consommation Les moteurs modernes (à injection électronique) ce rapport est optimisé automatiquement pour diminuer les gaz

67 Composition des émissions diesel
Gaz Oxyde d'azote (NO) Dioxyde d'azote (NO2) Dioxyde de soufre (SO2) Monoxyde de carbone (CO) Vapeurs Hydrocarbures Aldéhydes H.P.A. (Hydrocarbures policycliques aromatiques) Particules Carbone élémentaire Carbone organique Sulfates Métaux et cendres Substance Concentration (ppm) (à l’échappement) Oxides d’azote (NO) 700 SO2 200 CO 1000 Hydrocarbures 300 Aldéhydes 40 Particules diesel réspirables 120 Suie 150

68 Risques à la santé Les émissions contiennent des centaines de composés et de produits chimiques différents La grande majorité des particules diesel (90%) sont petites et du type respirable Les composés sous forme de vapeurs organiques contiennent des irritants et des produits chimiques toxiques

69 Risques à la santé (suite)
Particules diesel La grande majorité des particules diesel (90%) sont petites et du type respirable Contiennent des produits cancérigènes Formées de poussières respirables Pénètrent profondément au niveau du système respiratoire Les ouvriers des mines souterraines sont exposés à de niveaux de particules diesel 200 fois plus élevés que les gens habitant dans les centres urbains pollués et 10 fois plus élevés que les ouvriers les plus exposés dans les autres industries

70 PCR: poussière combustible respirable MPD: matière particulaire diesel
PCR=MPD (à 80%) + composés organiques (brouillard d’huiles) MPD= C élémentaire (suie) + HPA (hydrocarbures polycycliques aromatiques collées sur la suie, ex. benzène) MPD = 0,8xPCR C élémentaire (suie) = 0,5xMPD Au Québec règlement PCR < 0,6mg/m3

71 Exposition aux MPD MPD: matière particulaire diesel

72 Niveaux d’exposition aux MPD
Metier Niveau d’exposition (mg/m3) Mines souterraines de charbon 0,9-2,1 Mines souterraines métalliques 0,3-1,6 Mines à ciel ouvert < 0,2 Opérateurs de ciseaux, port, chemin de fer 0,02-0,10 Chauffeurs de camion 0,004-0,006

73 Risques à la santé (suite)
Études médicales Études d'inhalation et d'imposition chronique Rats - tumeurs pulmonaires reliées à la dose Cause : dose massive ou caractéristique de la poussière En dépit d'efforts en ce sens, on ne peut extrapoler aux humains les conclusions de ces études Études médicales EPA MPD constituent un risque pour les humains

74 Risques à la santé (suite)
Autres impacts Aggravation des réactions allergiques Irritation de la muqueuse du nez, de la gorge et des yeux Mauvaises odeurs et affecte la visibilité en milieu minier

75 Échantillonnage des particules diesel
Se fait habituellement sur la totalité du quart de travail (norme provinciale et/ou directive d'un organisme reconnu) Principe de moyenne totale sur l'étendue d'un quart de travail (pas d'historique en fonction du temps)

76 Réglementation des émissions des moteurs diesel (EU)

77 Limites d'exposition et directives -particules diesel
Canada - 1,5 mg/m3 (PCR) Québec - 0,6 mg/m3 (PCR) basé Ontario - Mining Législative Review Committee se penche sur cette question Saskatchewan - on propose une campagne de mesure de l'exposition des travailleurs sans limite légiférée(NIOSH 5040) EU - 0,160 mg/m3: nouvelle limite depuis mai 2006, basé sur l'exposition au carbone élémentaire seulement (NIOSH 5040) ACGIH – demande un directive de 0,02 mg/m3 carbone élémentaire retirée en 2003 Particules combustibles respirables (PCR)

78 Moyenne: 0, 142 m3/s per kW (220 cfm/hp)
MPD < 0,16 mg/m3

79 Moyens de contrôle des émissions diesel
Choix des moteurs diesel Homologation Combinaison véhicule-moteur Carburant diesel Contenu en soufre Biodiesel (recherche)

80 Moyens de contrôle des émissions diesel (suite)
Systèmes d'épuration de l'échappement Convertisseurs catalytiques Reduisent 95% CO, hydrocarbures, la fraction organique (HPA) à 50%, NOx ne sont pas affectées Température Contenu en soufre du carburant (néfaste) Filtres céramiques Réduction des PCR Dilueurs de fumée (Fume diluter) Aucun traitement des contaminants Abaisse la température des gaz à la sortie

81 Moyens de contrôle des émissions diesel (suite)
Autres considérations Habitudes de travail des opérateurs Formation des opérateurs Protection respiratoire Masque à cartouches filtrantes Choix adéquat Formation et information du travailleur Masque à adduction d'air

82 Ventilation – Benchmark
Kidd Brunswick Fraser Laronde Craig Brunswick Bell-Allard TL TL