Exemple d’une démarche de conception des aspirations de fumées de soudage :

L’état des lieux il y a 10 ans. Une cinquantaine de postes de soudage à l’époque répartis en : Postes manuels (MAG fil plein) : torches de soudage tenues à la main Postes semi automatiques (MAG fil plein) : Torches de soudage tenues par la machine avec rotation de la torche (pointe tournante) Torches de soudage fixes, pièces en rotation devant Poste automatique (MAG fil fourré): Torches de soudage tenues par un bras robotisé dans une enceinte fermée. Type de soudure : Soudures de fixation (chapes, fonds, brides…) Soudures étanches (arrivées d’huiles, tubes hydrauliques…) Équipement de ventilation essentiellement constitué : De bras aspirants De hottes aspirantes

Constats sur l’exposition aux fumées de soudage Des fumées présentes en ateliers, des opérateurs directement exposés…. Dispositifs de faible efficacité et souvent inadaptés : Variabilité des distances entre les soudures sur les vérins (quelques cm à plusieurs m) Bras aspirant non opérants car systèmes très ouverts non déplacés Hotte aspirante assurant une mauvaise protection individuelle, une protection collective médiocre, un éclairement souvent faible, un niveau sonore important. Voies respiratoires dans le flux de polluant Mauvaise efficacité de captage soumis au courant d’air de l’atelier. Un seul captage fonctionnel : utilisation du carénage anti-rayonnement sur tour à souder et robot de soudure. Une vision partielle de l’exposition Une vision tronquée des lois de l’aéraulique (ex des pointes tournantes, on ferme le rideau, la fumée est derrière, le personnel n’est pas exposé!) (ex :…tiens mets ta main tu vois bien que ça aspire…!, réduit le Ø ça aspirera plus !…)

Une approche de conception fondée sur l’aéraulique et centrée activité. Objectif : Assurer une protection collective du personnel. Prioriser la soustraction des polluants à l’environnement de travail par une maîtrise des systèmes. La conjonction du fonctionnement de plusieurs systèmes aspirant à efficacité limitée est à mettre en second plan / un seul système à efficacité maîtrisée. Moyens dédiés à l’action d’assainissement de l’air en général. Moyens financiers limités Dimensionnement de solutions adaptées et rationnelles. Conception en interne et réalisation interne ou sous-traitées. Appui d’un expert en aéraulique / acoustique pour la conception et le contrôle. L’application des lois de l’aéraulique permet la maîtrise des systèmes de ventilation : Aspiration à la source Conception d’un capteur compromis entre l’activité et l’aéraulique entre enveloppement et contrainte d’accès. Étude au cas par cas de l’activité de soudage (masque, cagoule, gestuelle, contrainte d’accès technique, visuelle…) Calcul d’un débit requis pour l’atteinte d’une vitesse au point d’émission. Calcul de perte de charge d’un réseau auto-équilibré pour l’atteinte du débit requis.

Des exemples de capteurs issus de la démarche : Analyse de l’activité du soudeur

Une difficulté : la soudure sur des vérins grande longueur… Un facteur contraignant supplémentaire : 5 m séparant les deux soudures extrêmes. Difficile pourquoi ? Aucun capteur permettant de répondre au compromis à réaliser entre les moyens, la rationalité, la productivité… Plusieurs capteurs proposés…mais toujours non adoptés… Masque aspirant (Certains soudeurs soudent « à deux mains ») Cagoule aspirante (Pb de « l’attachement » du soudeur au tuyau mal supporté) Capteur placé au-dessus de la pièce et au-dessous des voies respiratoires à déplacer sur un joint à lèvres (pb de l’interférence entre la tête du soudeur et le capteur) Torches aspirantes du commerce (Ø de la torche ne permettant pas un accès entre tubulure et vérin, essai peu prometteur à l’époque… ) 1° capteur sur torche de conception interne raccordé par un conduit aéraulique indépendant (pb d’accès malgré le recul du capteur, pb d’efficacité de captage). Découragement des opérateurs et travail avec eux, sur ce plan, rendu impossible. 2 ans sont passés incompréhension grandissante… Négocier le fait de pouvoir retravailler sur le sujet solution de la table aspirante => débit pressenti 15000 m3/h

Conception d’un capteur aspirant sur torche Idée : poser un capteur léger sur la torche : Objectifs Captation à la source maîtrisée. Utilisation d’un ventilateur centrifuge robuste moyenne pression déjà présent. Moyens Obtenir la confiance des opérateurs en procédant par étapes successives validantes, acceptation de la contrainte / avantage santé confort. Enfermer un peu le volume à aspirer pour limiter les débits nécessaires. Utilisation de matériaux légers. Contraintes Ne pas aspirer le gaz protecteur (soudure étanche). La maniabilité, l’encombrement (interférence homme et pièce + visibilité) et la masse de l’ensemble (capteur alu puis composite, flexible…). La résistance à la chaleur des flexibles et capteurs. Flux thermique important au niveau du bain de soudage. Limites : Aspiration uniquement à proximité du capteur (fumée résiduelle post-soudage non aspirée) Réaction lors de l’expansion produite par l’amorçage de l’arc ? Le temps de développement du projet / nb de poste à équiper

Chiffres et Résultat ! Quelques chiffres : Capteur tout équipé 150 g 200 m3/h réels sont nécessaires pour alimenter efficacement le capteur dans la configuration actuelle. Pression nécessaire demandée au ventilateur 4700 Pa Vitesse d’air dans le capteur 250 km/h pour une vitesse au point d’émission de 0.8 m/s Coût d’achat du capteur moins de 200 € Aujourd’hui deux postes sont équipés de ces capteurs sur torches de soudage Les soudeurs ainsi que les collègues ressentent le bienfait de l’aspiration Des améliorations sont encore possibles Adaptation sur d’autres torches Raccords et connexion des flexibles Usure dans le temps des flexibles …. Cet objet à lui seul n’est pas une solution, ce n’est pas un produit catalogue…. Il faut l’accompagner d’un solide argumentaire et d’un calcul de perte de charge !