Comment aspirer efficacement les COV émanant des solvants ?

Les Composés Organiques Volatils (COV) englobent des milliers de substances chimiques contenues dans les produits, accessoires, équipements, présents sur les postes de travail d’un site industriel. Parmi ces produits utilisés ou fabriqués par l’industrie, les solvants émettent particulièrement des vapeurs et aérosols constitués de COV. 

Purs, ou inclus dans la formulation des produits, ces solvants s’emploient dans divers procédés industriels et dans les opérations de maintenance, nettoyage, entretien. Ils imprègnent les déchets qui en résultent, souillent les accessoires et équipements utilisés. 

De fait, tout emploi de solvants pollue l’air ambiant par l’émission de COV. Or les solvants génèrent fréquemment des effets toxiques, et s’enflamment facilement. Par conséquent cela induit des risques, tant pour la santé et la sécurité des travailleurs, que pour l’environnement ; avec des conséquences économiques et juridiques à la clef. 

Pour prévenir ces risques, la réglementation exige des valeurs limites de concentration des COV dans l’air. Pour respecter cette obligation, une des solutions réside dans l’aspiration efficace de l’atmosphère contaminée par des vapeurs de solvants, puis son traitement via un appareil de filtration spécialisé. 

Les catégories de solvants

On distingue :

• Les solvants organiques qui émettent des composés organiques volatils.
• Les solutions aqueuses acides ou basiques. Elles émettent des vapeurs acides ou basiques, et des COV (acides organiques)
• Les produits lessiviels qui émettent des vapeurs acides ou basiques, et des COV s’ils contiennent des agents de solubilisation (alcools, éther de glycol…), parfums, colorants
• Les solutions aqueuses microbiologiques émettant des aérosols biologiques

Les risques des solvants et leur impact

Les solvants présentent des risques pour la santé humaine, des risques d’incendie et d’explosion (risque ATEX), des risques pour l’environnement.

Risques de santé induits par les solvants et leurs vapeurs

Lorsqu’un humain se trouve en présence de solvants et leurs vapeurs, il s’expose à : 

• des risques toxiques (notamment les solvants organiques), 
• des risques de corrosivité (solutions aqueuses acides et basiques), 
• des risques biologiques (solutions aqueuses microbiologiques). 

Les atteintes se font par voies :

• pulmonaire (pénétration par inhalation de vapeurs ou d’aérosols), 
• cutanée (contact avec le solvant), 
• digestive (aliments ou boissons souillés par les solvants via les mains par exemple). 

Ensuite d’autres organes peuvent être endommagés : cœur, cerveau, foie, rein… Les effets peuvent donner lieu, tant à des symptômes bénins donc réversibles (mal de tête, nausée, irritation…), qu’à des symptômes ou maladies graves (perte de conscience, cirrhose, cancer, mutation cellulaire, problème de reproduction…). 

Le degré des effets dépend de 

• la toxicité des substances chimiques composant le solvant, 
• la voie de pénétration dans le corps humain, 
• la dose reçue à chaque exposition par le travailleur, 
• la fréquence de l’exposition au solvant, 
• l’effort physique que le salarié fournit au moment de l’exposition par inhalation, sa réaction biologique à l’exposition liée à son patrimoine génétique, l’état de santé du travailleur exposé, son cadre et son hygiène de vie… 

La majorité des intoxications se produisent par inhalation de vapeurs ou d’aérosols de solvants. Une température du solvant ou du local élevée, une surface d’évaporation du solvant importante, un courant d’air favorisent la pénétration par voie pulmonaire. 

Risque de sécurité induit par les solvants et leurs vapeurs.

La plupart des solvants organiques s’enflamment. S’ils ne sont pas directement explosifs, leurs conditions d’utilisation amènent à une atmosphère explosive (ATEX). Le risque de sécurité dépend des caractéristiques physicochimiques de chaque solvant : point éclair, température d’autoinflammation, domaine d’explosivité, densité de vapeur ; et des sources d’ignitions des vapeurs de solvant : flamme, surface chaude, électricité statique… Incendies et explosion produisent des effets physiques et chimiques sur les travailleurs et les riverains, le bâti, l’environnement naturel d’un site industriel et ses alentours.

Risque environnemental relatif aux solvants et aux vapeurs émises.

L’émission de vapeurs de solvants, le rejet de solvants liquides engendrent des pollutions directes de l’air, de l’eau, du sol. Mais aussi des pollutions indirectes de ces 3 compartiments écologiques par l’intermédiaire 

• des retombées atmosphériques, 
• des évaporations des solvants absorbés dans le sol et l’eau, 
• de la décomposition des solvants en substances plus dangereuses
• de l’absorption des solvants par les êtres vivants et leur bioaccumulation. 

La pollution par les solvants affecte directement l’humain, la faune, la flore. Les rejets d’un site industriel ont pour conséquence indirecte la présence de solvant dans l’eau de consommation, les végétaux, les poissons.

Quelle réglementation impacte l’usage de solvants ?

Code du Travail pour prévenir les risques liés aux solvants dans l’espace de travail

L’utilisation de solvants concerne de nombreux aspects du code du Travail, notamment les articles en lien avec la santé et la sécurité au travail. Le code du Travail aborde les obligations de l’employeur relatives 

• au captage des émissions au poste de travail, notamment celles de vapeurs et aérosols
• à la prévention des risques d’incendie et d’explosion (risque ATEX) lors de l’utilisation de solvants, 
• à la conformité des appareils équipant le local de travail utilisant ou traitant des solvants ou leurs vapeurs, 
• à la prévention des risques chimiques, CMR, ou biologiques qu’engendrent notamment les composés chimiques des solvants… 

Code de l’Environnement pour les effets des rejets de COV issus de solvants

Le code de l’Environnement traite de la prévention de la pollution par les rejets habituels (diffus et canalisés), ou accidentels, des solvants dans l’environnement. Il fixe les valeurs limites d’émission (VLE) dans l’environnement pour chaque COV issu de solvants. Si la consommation de solvants dépasse un certain seuil, déterminé selon l’activité, l’entreprise suit alors la réglementation des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE). Le code de l’Environnement régit également le traitement des déchets en lien avec l’usage de solvants.

Le code de la Santé publique pour les effets d’émanations de solvant sur la population

Le code de la Santé publique s’attache aux impacts sur la santé de l’utilisation et des émissions de solvants sur la population, notamment lors d’activités non classées ICPE, dans l’eau de consommation, dans les eaux usées…

Le code de la Sécurité sociale pour les maladies professionnelles liées à l’usage des solvants

Le code de la Sécurité sociale concerne l’usage de solvants susceptibles de provoquer des maladies professionnelles et les cotisations en résultant. Il définit les obligations d’information de l’employeur vis à vis des divers organismes de sécurité sociale (assurance maladie, caisse de retraite…)

Réglementation ADR pour la logistique des solvants sur le site industriel

L’Accord européen pour le transport des matières Dangereuses par Route (ADR) considère les solvants à plus d’un titre : la compatibilité au transport de l’emballage du solvant (du bidon à la citerne), les conditions spécifiques de manutention des solvants lors des déchargements et chargements sur site industriel.

Les différentes techniques d’aspiration des vapeurs ou aérosols de solvants.

La réduction de l’exposition par inhalation des personnes présentes sur le site industriel nécessite le captage des COV et aérosols de solvant pour assainir l’air ambiant. On privilégiera le captage à la source pour diminuer au maximum les émanations de solvant par poste de travail. Et on captera les COV résiduels par une aspiration générale de l’atmosphère du local, à laquelle on associera une aération de compensation. 

Les critères de choix de la technique de captation des émanations de solvants

Le choix de la technique de captation dépend :

• des contraintes du procédé, 
• de la tâche de l’opérateur, 
• de la surface et de la vitesse d’évaporation du COV, de la densité par rapport à l’air du COV émis. 

Pour capter efficacement les émanations on visera : 

• la proximité maximale du dispositif au regard de la source d’émission, 
• l’encapsulage total de la zone d’émission et une répartition uniforme du flux d’aspiration, 
• une vitesse d’aspiration permettant d’entraîner dans le flux d’air tant les COV que les aérosols qui en sont issus. 

L’emplacement du capteur et la prise en compte du mouvement naturel des émanations (selon la densité des vapeurs) : 

• empêchera que la zone d’inhalation de l’opérateur croise la zone d’émission des émanations de solvant, 
• évitera les perturbations d’éventuels courants d’air, l’inconfort thermique, et le dépassement du niveau sonore réglementaire. 

L’encombrement du dispositif de captation répondra aux contraintes spatiales : 

• du poste de travail, 
• de l’activité, 
• des opérations de maintenance. 

Pour les émanations présentant un risque ATEX, l’appareil de captation répondra aux critères de zonage ATEX.

Quel dispositif d’aspiration localisée choisir pour les COV émis par les solvants ?

Plusieurs dispositifs d’aspiration localisée sont à la disposition de l’industriel. L’analyse des besoins d’aspiration et les critères de choix cités plus haut orienteront sa décision

Bras d’aspiration ou bras de laboratoires, orientables et articulés pour les vapeurs de solvant

Choisis pour leur flexibilité de positionnement dans l’espace, ils répondent au problème de captation de COV peu toxiques, lors de travaux sous contrainte spatiale, et peu ou moyennement émissifs en COV. Ils visent à obtenir :

• Un placement optimisé du flux d’aspiration dans un volume limité à la fois par le poste de travail, et par l’encombrement des installations voisines. 
• Une proximité maximale du capteur avec la source d’émission pour une zone de captage optimale.
• Une adaptabilité à une progression du travail sur des pièces d’une certaine envergure ou au changement de position du travailleur durant l’opération. Cependant les bras d’aspirations correspondent à des travaux qui ne demandent pas des changements trop fréquents de la bouche d’aspiration.

La flexibilité de positionnement des bras d’aspiration permet de prendre facilement en compte la densité de la vapeur émise. Pour ce faire, on positionnera le flux d’aspiration selon le comportement de dispersion ou de concentration du COV dans l’atmosphère ambiante.

Les bras d’aspirations et bras de laboratoires présentent l’avantage de moins gêner l’opérateur. Cependant ils sont plus sensibles aux turbulences de l’air liés à des courants d’air dans l’espace de travail, ou à des mouvements proches du bras d’aspiration. Le débit d’aspiration

Hottes de captation industrielles mobiles pour l’aspiration de COV

Plus l’opération émet de COV plus la bouche d’aspiration doit être importante. S’adaptant au bras d’aspiration articulé orientable, une hotte de captation rectangulaire propose une surface d’aspiration importante. Ainsi elle répond à une émission plus importante de COV, dans des conditions de contraintes spatiales relatives à l’opération et son environnement. La hotte de captation induit un flux d’aspiration plus large, tout en approchant au plus près de la source d’émission de COV. Elle autorise une surface d’émission des COV plus importante que précédemment. 

Capot d’aspiration pour enfermer la zone d’émission de COV

Les capots d’aspiration et de captation de COV s’utilisent dans des configurations d’installation statique du poste de travail, ou sur une machine industrielle. Ils s’agencent de sorte à enfermer la source de COV et éviter toute dispersion à l’extérieur du dispositif d’aspiration. Selon le contexte de l’opération, le capot peut disposer d’une ouverture ou non. Le dimensionnement de l’ouverture influe sur la vitesse d’aspiration du flux d’air chargé de COV.

Dosserets aspirants pour créer un flux laminaire de captation des COV

Un dosseret aspirant COV présente une paroi verticale servant de bouche d’aspiration. Il se place à l’arrière ou à côté de la source de COV. Une échelle de fentes d’aspiration horizontales dimensionnées à la longueur de l’espace de travail couvre la hauteur de la paroi verticale. Le dosseret aspirant a pour but de créer une barrière physique entre l’opérateur et la zone d’émission de COV. Pour ce faire, il aspire horizontalement l’ensemble du volume de travail. De fait, l’aspiration se répartit uniformément sur l’ensemble de la paroi verticale; tant en hauteur qu’en longueur. 

Le flux d’air homogène s’éloigne de l’opérateur en direction du mur aspirant; la source d’émission de COV se situant sur le parcours du flux. Le dosseret aspirant permet d’aspirer des zones opératoires de longueur plus importantes que les tables aspirantes. Il convient bien à des opérations sur des objets encombrants, ou si les opérations suscitent des déplacements verticaux ou horizontaux de la source d’émission (par exemple : plusieurs points d’opération sur un objet volumineux). Il capte bien les COV dont la densité se rapproche de celle de l’air. En effet ces COV se mélangent facilement à l’air en diffusant dans les trois dimensions du volume de travail. En déplaçant l’ensemble du volume atmosphérique de travail dans un flux laminaire, le dosseret aspirant contrarie le comportement de ce type de COV.

Table aspirante pour capter les COV semi volatils

Une table aspirantes se présente sous l’aspect d’un plan de travail qui, selon l’objet de la tâche, comprend soit en arrière-plan une fente d’aspiration horizontale, soit des fentes d’aspiration striant en longueur la surface de la table. On vise ici à produire un flux d’aspiration réparti uniformément sur toute la surface de travail. Il s’agit aussi d’engendrer un flux descendant, qui dirige les COV vers le plan de travail. Le flux chargé de COV se dirige ensuite vers un système de filtration centralisé ou localisé. Dans ce dernier cas la table aspirante est mobile, et peut généralement relâcher l’air filtré dans l’atelier. 

Les tables aspirantes conviennent aux travaux requérant une surface de travail limitée. Leur usage dépend donc de la dimension des éléments à travailler, de l’espace nécessaire aux gestes opérationnels. Elles correspondent à des opérations demandant des changements fréquents de la position spatiale de la source d’émission (manipulation de petits objets émetteurs par exemple) Par ailleurs, étant placées sous la source d’émission, elles correspondent bien à la captation de COV plus lourds que l’air (COV semi volatils).

Hotte d’aspiration modulaire pour les COV fortement volatils

Dispositif d’aspiration des émanations de solvants, placé au-dessus du poste de travail, la hotte sert en priorité à capter des COV fortement volatils, ou émis par un procédé générant un courant d’air chaud vers le haut. Le flux d’air, se déplaçant de haut en bas, ne doit pas traverser la zone d’inhalation de l’opérateur. Ce dispositif de captation s’utilise en complément d’autres captages, ou si les autres captages localisés ne peuvent s’appliquer dans la situation de travail. La hotte d’aspiration présente une sensibilité aux courants d’air que l’équipement de lamelles verticales souples peut compenser. On améliore ainsi la performance d’aspiration. Si l’aspiration concerne des COV CMR (Cancérogènes, Mutagènes, Reprotoxique) ou autres produits toxiques, l’employeur devra choisir un autre mode d’aspiration. 

Anneau de Pouyes ou dispositif annulaire de captation des COV lors d’opérations par ouvertures circulaires.

Les liquides émetteurs de COV, comme les solvants, subissent des transferts et manipulations qui accentuent l’émission de COV. Beaucoup d’opérations s’exercent dans le cadre d’une ouverture circulaire. Par exemple : transvasement, remplissage, prélèvement, mélange dans des cuves, fûts, réacteurs… Ces opérations qui augmentent l’émission de COV peuvent aussi générer un risque d’ATEX. Il s’agit de ceinturer au plus près la source d’émission que représente la surface d’ouverture en forme de disque. 

En conséquence, le dispositif de captation annulaire se compose d’une fente d’aspiration périphérique. Elle extrait les COV sur l’ensemble de la surface d’ouverture. Un capotage en demi-cercle, ou plus, ouvert du côté où le travailleur opère pour faciliter l’opération, évite de disperser les vapeurs dans le local. La vitesse d’aspiration garantit que les COV n’atteignent pas la zone d’inhalation de l’opérateur.

Les dispositifs d’aspiration intégrés à des couvercles pour les émanations de solvants.

Ils sont utilisés pour les cuves de trempage, les fontaines de dégraissage dotées de surfaces émettrices de COV importantes. Ce dispositif sert aussi pour les conteneurs ou poubelles à déchets émetteurs de COV et d’odeurs. 

Une ouverture dans le couvercle permet le passage de l’air d’aspiration et maintient une dépression interne pendant la fermeture. A l’ouverture du couvercle le débit d’aspiration augmente pour maintenir l’efficacité de la captation des émanations. 

Conclusion

Les COV émis par les solvants induisent des risques pour la santé et la sécurité des salariés, des risques pour l’environnement. La multiplicité des contextes d’émissions et la diversité des effets génèrent une réglementation établie par plusieurs codes juridiques. Ils obligent l’employeur à des moyens de prévention collectifs, dont l’aspiration de l’air pollué par les COV émanant des solvants. Il existe un panel de techniques d’aspiration. Les caractéristiques et le contexte d’émission des COV guideront le choix du matériel. Les conseils d’un expert dans le domaine faciliteront la prise de décision.