Le chrome hexavalent est devenu un sujet épineux au sein de la communauté de la pulvérisation thermique et parmi les soudeurs. Les termes de recherche utiles pour le chrome hexavalent sont "chromate" et "chrome six". Les nouvelles réglementations de l'OSHA obligent chacun à examiner de près ses procédés et à les modifier ou à mettre en place des contrôles techniques pour réduire l'exposition au chrome hexavalent. Cet article aborde certaines questions portant sur cette nouvelle réglementation, dont les suivantes :

• Qu’est-ce que le chrome hexavalent ?
• Niveaux d’exposition tolérables selon l’OSHA
• Quels sont les procédés industriels qui génèrent du chrome hexavalent ?
• De quelle manière un opérateur peut-il être exposé ?
• Quel est l’effet du chrome hexavalent sur le corps ?
• Que doivent faire les employeurs et les employés si du chrome hexavalent se trouve au sein des installations ?

Qu’est-ce que le chrome hexavalent ?

Le chrome se manifeste principalement sous trois formes :

1. Le chrome trivalent, qui se trouve à l'état naturel dans le minerai de chrome, est également un nutriment essentiel au bon fonctionnement du métabolisme ;
2. Métallique ou Chrome élémentaire, que l'on trouve généralement dans les alliages pour l'aérospatiale ; et
3. Le chrome hexavalent, qui provient généralement de procédés industriels tels que le soudage et la pulvérisation thermique.   

Le chrome hexavalent est la forme de chrome la plus toxique.

En lisant différents articles et publications, vous verrez le chrome hexavalent identifié sous différentes formes, dont les suivantes : Chrome hexagonal, chrome (VI), Cr(VI) et Cr 6+.

Niveaux d’exposition tolérables selon l’OSHA

L'Occupational Safety & Health Administration (OSHA) a défini deux niveaux d'exposition pour le chrome hexavalent : une limite d'exposition admissible (LEA) et un niveau d'action (LA). Le nouveau niveau d’exposition tolérable (NET) au chrome hexavalent est de 5 µg/m³ sur 8 heures.  Cette PEL de 5 µg/m3 a été réduite par rapport à la norme précédente de 52 µg/m3. Soit par un facteur de 10 !

Le second niveau est appelé seuil d’intervention (SI) et se situe à 2,5 µg/m³. Il s'agit de la concentration de Cr(VI) en suspension dans l'air présente dans un environnement de travail et calculée en tant que moyenne pondérée dans le temps (MPT) sur 8 heures. À l'un ou l'autre de ces niveaux, les employeurs sont tenus de prendre des mesures spécifiques, et le non-respect de ces mesures peut entraîner des sanctions.

D’où provient le chrome hexavalent ?

Divers procédés industriels peuvent produire du chrome hexavalent. En voici quelques-unes :

• Revêtements (pulvérisation de primaires ou de peintures)
  • Revêtements contenant des chromates : teintures, peintures, encres et matières plastiques
  • Placage au chrome
  • Mélange/ponçage de revêtements contenant du chrome  
• Soudage d’alliages contenant du chrome
  • Alliages d’acier inoxydable et de nickel
• Pulvérisation thermique avec plasma, arc électrique et combustion (y compris HVOF)
  • Le chrome métallique contenu dans les matières premières peut être converti en chrome hexavalent.
  • Le chrome hexavalent peut être présent dans la matière première contenant toute autre forme de chrome.
• Fusion du ferrochrome
• Impuretés du ciment Portland
• Bacs de trempage
  • Lignes d’anodisation et de placage
• Tannage du cuir au dichromate d’ammonium

Points de clarification importants :   Dans votre installation, vous produisez peut-être des poussières, des fumées ou des brouillards qui contiennent du chrome hexavalent ( ). Il est important de savoir que le chrome hexavalent possède sa propre limite d’exposition (VLE), qui peut être inférieure à celle d’autres composants présents sous forme de contaminants atmosphériques.

Il faut se rappeler que le chrome hexavalent correspond généralement à une simple fraction de la poussière, de la fumée et du brouillard générés, et que d’autres procédés produisent des fumées contenant de petites quantités de chrome hexavalent  Il est tout à fait possible de dépasser la VLEP pour le chrome hexavalent tout en restant en dessous de la VLEP pour les autres fumées émises.

La taille des particules produites à partir de matériaux contenant du chrome hexavalent varie généralement en fonction du procédé et de l’application.

*80 % des fumées totales se situent dans cette très petite plage de taille.

Comment les opérateurs se trouvent-ils exposés ?

Si votre entreprise met en œuvre un procédé susceptible de produire du chrome hexavalent, les opérateurs peuvent être exposés via de nombreuses sources.

• Inhalation. Lorsque vous êtes exposé à des procédés produisant des poussières, des fumées ou des brouillards contenant du chrome VI, vous pouvez l'inhaler par le nez et la bouche.
• Absorption.  Si un milieu contenant du chrome hexavalent entre en contact avec la peau ou les yeux, il peut être absorbé par l'organisme ( ).
• Ingestion.  Si un travailleur n'utilise pas les techniques d'hygiène personnelle appropriées lorsqu'il travaille avec du Cr(VI), les aliments, le tabac et/ou les cosmétiques exposés peuvent devenir contaminés et être ingérés.

Comment le chrome hexavalent affecte-t-il le corps ?

Une fois dans le corps, le chrome hexavalent cible certains organes : Les voies respiratoires (en raison des dommages causés aux muqueuses par l'inhalation), la perforation du septum (le tissu situé entre les narines du nez), les poumons, les yeux, la peau, le foie et les reins en sont quelques exemples.

Un opérateur exposé au chrome hexavalent peut présenter des symptômes tels que sinusite, saignements de nez, ulcères (stomacal et nasal), éruptions cutanées, oppression thoracique, respiration sifflante et essoufflement.

Exigences de l’employeur

Si une entreprise a déterminé qu’elle était susceptible de produire du chrome hexavalent, elle doit prendre les mesures suivantes :

• réaliser un échantillonnage de l’air ;
• réaliser un suivi médical et notifier les employés des résultats du suivi ;
• mettre en œuvre des contrôles techniques ;
• adopter un programme de protection respiratoire ;
• délimiter les espaces de travail contenant du chrome hexavalent ;
• mettre en œuvre un programme de formation des employés ;
• mettre à la disposition des employés les réglementations de l’OSHA et la politique de l’entreprise.

La fréquence à laquelle une entreprise doit réaliser un échantillonnage de l’air dépend du niveau de chrome hexavalent mesuré dans les installations. Si la zone où le test a été réalisé se situe au-dessus du NET de 5,0 µg/m³, un test doit être réalisé tous les trois mois. Si la zone se situe au-dessus du seuil d’intervention (SI) de 2,5 µg/m³ mais en dessous du NET, l’entreprise doit réaliser un échantillonnage de l’air tous les six mois. Si la zone se situe en dessous du seuil d’intervention, l’entreprise doit établir un point de comparaison initial, puis en faire part aux hygiénistes des installations afin de déterminer la fréquence d’échantillonnage. Dans ce cas, la stratégie habituelle consiste à réaliser un échantillonnage annuel.

Suivi médical de tous les employés est requis dans les installations dont les tests dépassent la valeur AL de 2,5 µg/m3. La norme sur le chrome hexavalent exige une surveillance médicale, mais laisse le choix des tests spécifiques au médecin ou à un autre professionnel de santé agréé (PLHCP). Il peut s'agir d'une infirmière de l'entreprise sur place ou de l'employé qui doit se rendre chez son propre fournisseur de soins de santé pour les tests.

Voici certaines des mesures qu’une entreprise peut prendre :

• examiner l’historique sanitaire et professionnel ;
• réaliser un examen physique ;
• réaliser un rapport sur les résultats de l’examen.

Une fois l’examen réalisé, un compte-rendu écrit doit être fourni à l’employé dans un délai de deux semaines. Le document doit également être conservé dans un dossier au sein de l’entreprise par l’hygiéniste industriel.

Lorsque le niveau de chrome hexavalent est au-dessus du NET

Dans le cas de procédés produisant des quantités de chrome hexavalent supérieures au NET de 5 µg/m³, des contrôles techniques doivent être mis en œuvre. Une protection respiratoire est obligatoire jusqu’à la mis   Veuillez noter que la rotation des employés à différents postes pour assurer la conformité n'est pas autorisée par l'OSHA.

Le soudage et la pulvérisation thermique peuvent donner lieu à des émissions significatives de chrome hexavalent. La quantité de chrome hexavalent présente dans les fumées peut être modulée par différents facteurs :

• Méthode de soudage ou de pulvérisation thermique
• Type d’électrode ou de pistolet (soudage uniquement)
• Composition et matériaux métalliques de base (soudage uniquement)
• Composition de la poudre ou du fil
• Tension (les tensions plus élevées accélèrent la production, mais augmentent les taux d’émission de fumées)
• Courant électrique
• Longueur d’arc (soudage uniquement)
• Gaz de protection (soudage uniquement)
• Taux de soudage ou de pulvérisation thermique
• Angle de soudage (soudage uniquement)

Lorsque vous souhaitez estimer la quantité de fumées contenant du chrome hexavalent produite par le procédé, souvenez-vous que :

• Plus le taux de consommation d’électrode augmente, plus le taux de production des fumées s’élève
• Plus la puissance augmente, plus le taux de production des fumées s’élève

La teneur en chrome hexavalent de la fumée peut être estimée à l’aide de la formule suivante :

E = W x PC x EF x CF

• E = Métal spécifique émis [lb/an]
• W = Poids total d’électrode utilisé [lb/an]
• PC = Composition en pourcentage de métal spécifique [%]
• EF = Facteur d’émission par tonne d’électrode [lb/t]
• CF = Facteur de conversion [1 t ou 2 000 lb]

Les facteurs d’émission sont exprimés de différentes manières :

• Pourcentage de particules par livre (lb) d’électrode
• mg de particules par livre (lb) d’électrode
• Livre (lb) de substance polluante par livre d’électrode consommée

Vous pouvez trouver les facteurs d’émission depuis différentes sources* dont les suivantes :

• Site web de l'EPA
  
  •  Compilation des facteurs d'émissions de polluants atmosphériques AP-42
  • Pour le soudage à l’arc, voir Section 12.19
• California Air Resources Board http://www.arb.ca.gov/toxics/welding/welding.htm

*Veuillez noter que les sites web sont souvent mis à jour et que les liens sont modifiés. Si ces liens sont rompus, commencez par la page d'accueil et recherchez les mots clés "chrome hexavalent".

Vous pouvez également estimer les facteurs d’émission en multipliant le taux de production de fumée par la teneur en chrome, puis en multipliant le résultat par le taux de chrome hexavalent :

• FGR x composition de la fumée x % chrome de type Cr6+
• (lb fumée/lb électrode) x (lb Cr/lb fumée) x (Cr6+/cr dans la fumée)

Remarque : EF n’a pas d’unité = [%] x [%] x [%]

L’OSHA préconise une exposition réduite autant que raisonnablement possible.

Pour la délimitation des zones de travail et de   des zones susceptibles de contenir du chrome hexavalent, les entreprises doivent au moins prendre les mesures suivantes :

• Les espaces où l’exposition atmosphérique est supérieure au NET doivent être délimités avec la signalisation appropriée pour limiter les entrées non autorisées.
• Les espaces se trouvant à proximité des processus recourant au chrome hexavalent doivent être exempts de contamination de surface. Parmi les 4 modes de nettoyage de la contamination de surface (balayage, soufflage d’air comprimé, passage d’une serpillière mouillée et aspiration), le passage d’une serpillière mouillée et l’aspiration HEPA sont les seules méthodes efficaces et acceptables. L'air comprimé ne peut être utilisé que dans des conditions très spécifiques, si l'aspiration n'est pas possible ; consultez le site web OSHA pour connaître ces conditions.

Les entreprises doivent mettre la réglementation à la disposition de l’ensemble de leurs employés.

Exigences de l’employé

Les employés ont également la responsabilité de se protéger. Ils doivent utiliser un équipement de protection personnelle adapté, faire usage de bonnes connaissances relatives à l’entretien, réaliser des contrôles techniques après leur mise en place et employer les techniques d’hygiène personnelle appropriées. Une bonne hygiène personnelle implique de ne pas consommer de tabac, ne pas appliquer de cosmétiques, ne rien manger, ne pas porter les doigts dans sa bouche ou son nez et se laver les mains et le visage avant de réaliser toute activité susmentionnée, avant de prendre une pause ou à la fin d’une période de travail.

Les contrôles techniques doivent inclure une récupération appropriée des poussières et des fumées

Un système de ventilation bien conçu, comportant un dépoussiéreur correctement utilisé, peut constituer un facteur de réduction des niveaux d’exposition généraux au chrome hexavalent au sein d’une installation.

Comme indiqué dans le tableau ci-dessus, les tailles des particules de fumées qui véhiculent le chrome hexavalent sont comprises entre 5/100 de micron et 34 microns, et la plupart d’entre elles sont comprises dans une très petite plage (de submicronique à 2 microns). Il est donc nécessaire d’utiliser un matériau filtrant dans le système de dépoussiérage qui soit capable de capturer une grande variété de granulométries, qu’il s’agisse de particules submicroniques ou de plus grande taille.  Il est recommandé d'utiliser des filtres à haute efficacité, tels que les filtres à fibres fines Ultra-Web® de Donaldson® Torit®. Chaque filtre doit avoir une perte de charge d’au moins 1,5 pouce de colonne d’eau dans les filtres afin d’optimiser les performances.

Un système de ventilation bien conçu présente des vitesses de capture suffisantes au niveau des différentes hottes afin de permettre le contrôle de toutes les émissions contenant du chrome hexavalent.  Le guide de ventilation industrielle de l'ACGIH propose plusieurs exemples, notamment :

• VS-90-01 à 03 pour le soudage
• VS-90-10 pour le coupage au chalumeau
• VS-90-20 pour le soudage robotisé
• VS-90-30 pour la métallisation au pistolet
• Tables laser 76,2 m/min (250 fpm) pour zone (pas de couverture)

Associé aux puissants dépoussiéreurs Donaldson Torit Downflo® Evolution , Easy-Trunk® ou Porta-Trunk®, un système de ventilation bien conçu et bien exploité peut réduire l'exposition des employés aux poussières et aux fumées contenant du chrome hexavalent.

La collecte des fumées ambiantes (parfois appelée ventilation générale ou ambiante) est et non recommandée, car elle ne nettoie généralement que 70 % de l'air à un moment donné. Le captage ambiant n'est tout simplement pas assez puissant pour prendre en charge les fumées contenant potentiellement du chrome hexavalent dans la zone respiratoire d'un employé. Des hottes de captage situées aussi près que possible de la source de production, et raccordées à un système de récupération des poussières ou fumées bien conçu, permettent un meilleur confinement des particules de fumée.

Votre représentant commercial Donaldson Torit peut vous aider à déterminer quel produit de filtration de la poussière est le mieux adapté à la conception et à l’exploitation de votre système de ventilation. Même si les ingénieurs Donaldson Torit ne sont pas des experts du chrome hexavalent, ils possèdent des connaissances sur les filtres à air et peuvent vous aider à choisir le modèle adapté à vos besoins en ventilation.

Résumé

En résumé, le chrome hexavalent est un matériau toxique réglementé qui doit être traité en prenant les précautions nécessaires : 

(a) Contrôles techniques si nécessaire
(b) Protection respiratoire si nécessaire
(c) Bonnes pratiques d'entretien
(d) Équipements de protection individuelle appropriés
(e) Bonnes pratiques d'hygiène personnelle.

Référence

*American Conference of Industrial Hygienists (ACGIH). Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design, Cincinnati, Ohio : Kemper Woods Center, 2019 30ème édition