Le soudage est présent dans de nombreux secteurs industriels : métallurgie, mécanique, automobile, aéronautique, chaudronnerie, serrurerie ou encore maintenance industrielle.
Mais derrière cette opération apparemment courante se trouve une problématique importante de qualité de l’air : les fumées de soudage.
Lorsqu’un métal est porté à très haute température, le procédé de soudage génère des fumées constituées de particules métalliques extrêmement fines et de différents polluants chimiques. Sans système d’aspiration adapté, ces fumées peuvent se disperser dans l’ensemble de l’atelier et être inhalées par les opérateurs.
Le traitement des fumées de soudure repose donc avant tout sur une captation efficace à la source, associée à une filtration adaptée. L’objectif est de limiter la dispersion des polluants, de protéger les salariés et de maintenir une bonne qualité de l’air dans l’atelier.
Qu’est-ce qu’une fumée de soudage ?
Les fumées de soudage sont produites lors de la fusion du métal et, selon le procédé utilisé, de l’électrode, du fil ou du métal d’apport.
Le refroidissement rapide des vapeurs métalliques provoque la formation de particules très fines susceptibles de rester longtemps en suspension dans l’air.
La composition des fumées dépend notamment :
- du métal soudé ;
- du métal d’apport ;
- du procédé de soudage ;
- des électrodes ou fils utilisés ;
- des revêtements présents sur les pièces ;
- des gaz de protection ;
- des paramètres de soudage.
Les fumées peuvent notamment contenir des oxydes métalliques ainsi que différents composés chimiques.
Certains procédés ou matériaux peuvent entraîner la présence de substances particulièrement préoccupantes, notamment lors du soudage d’aciers inoxydables ou de pièces revêtues.
Où trouve-t-on des fumées de soudure ?
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la problématique ne concerne pas uniquement les gros ateliers de chaudronnerie.
Les fumées de soudage sont générées dans de nombreuses activités industrielles.
Soudage MIG et MAG
Les procédés MIG et MAG sont largement utilisés dans l’industrie pour assembler différents types de pièces métalliques.
Ils génèrent des fumées issues notamment de la fusion du métal de base et du fil d’apport.
La quantité de fumées produites dépend notamment des paramètres de soudage, du diamètre du fil, de l’intensité et de la nature des matériaux.
Soudage TIG
Le soudage TIG est généralement associé à une émission de fumées plus faible que certains autres procédés.
Cependant, l’opération peut tout de même générer des particules métalliques et des polluants qui doivent être captés lorsqu’ils sont susceptibles d’exposer les opérateurs.
Soudage à l’arc avec électrode enrobée
Le soudage à l’arc avec électrode enrobée produit des fumées provenant notamment de l’électrode et du métal soudé.
Ce procédé peut générer une quantité importante de fumées et nécessite une attention particulière concernant leur captation.
Soudage des aciers inoxydables
Le soudage des inox constitue un cas particulier.
Selon la composition du matériau et les conditions de soudage, les fumées peuvent contenir différents composés métalliques, notamment du chrome et du nickel.
La maîtrise des fumées est donc particulièrement importante lors du soudage des aciers inoxydables.
Meulage et opérations de finition
Le soudage est souvent associé à des opérations de meulage, d’ébavurage ou de finition.
Ces opérations génèrent également des poussières métalliques qui peuvent être captées par un système d’aspiration industrielle adapté.
Quels sont les risques liés aux fumées de soudage ?
L’inhalation répétée de fumées de soudage peut exposer les opérateurs à des particules et substances susceptibles d’avoir des effets sur la santé.
Les risques dépendent notamment de la composition des fumées, du procédé utilisé, de la durée d’exposition et de l’efficacité des mesures de prévention mises en place.
Une exposition peut notamment entraîner :
- des irritations des voies respiratoires ;
- des troubles respiratoires ;
- des irritations des yeux et des muqueuses ;
- une exposition à des particules métalliques ;
- une exposition à certains composés chimiques ;
- dans certaines situations, une exposition à des substances présentant des propriétés CMR.
La problématique ne concerne d’ailleurs pas uniquement le soudeur.
Lorsque les fumées ne sont pas correctement captées, elles peuvent se disperser dans l’ensemble de l’atelier et exposer également les autres salariés présents à proximité.
Pourquoi privilégier la captation à la source ?
Pour traiter efficacement les fumées de soudage, le principe essentiel consiste à capter les polluants au plus près de leur point d’émission.
Une ventilation générale de l’atelier peut contribuer au renouvellement de l’air, mais elle ne remplace pas nécessairement une captation localisée au niveau du poste de soudage.
Plus la fumée est captée rapidement, moins elle a la possibilité de se disperser dans l’environnement de travail.
La captation à la source permet notamment de réduire les débits nécessaires par rapport à une stratégie reposant uniquement sur une ventilation générale.
Selon les configurations, différentes solutions peuvent être mises en œuvre :
- bras aspirants pour soudage ;
- torches aspirantes ;
- tables aspirantes ;
- dosserets aspirants ;
- hottes de captation ;
- cabines de soudage ventilées ;
- capotages ou enceintes de confinement ;
- réseaux d’aspiration centralisés.
Le choix de la solution dépend de la configuration du poste, de la nature des opérations, des dimensions des pièces et des mouvements réalisés par l’opérateur.
Les différents solutions d’aspiration des fumées de soudure
Chaque atelier de soudage possède ses propres contraintes. Une installation efficace doit donc être adaptée au procédé et à l’organisation du travail.
Bras aspirants pour fumées de soudage
Le bras aspirant pour soudage est l’une des solutions les plus courantes.
Il permet de positionner la bouche d’aspiration à proximité immédiate de la zone de soudage.
Cette solution est particulièrement adaptée :
- aux postes de soudage fixes ;
- aux opérations de maintenance ;
- aux travaux de soudage ponctuels ;
- aux petites et moyennes pièces ;
- aux ateliers comportant plusieurs postes indépendants.
Le bras peut être déplacé en fonction de la zone de travail.
Son efficacité dépend cependant fortement de son positionnement. Une bouche située trop loin du point d’émission risque de ne pas capter correctement les fumées.
Torches aspirantes
Dans certaines applications, l’aspiration peut être directement intégrée à la torche de soudage.
La fumée est ainsi captée au plus près de sa formation.
Cette solution peut être particulièrement intéressante lorsque les opérateurs réalisent des travaux répétitifs et que l’utilisation d’un bras aspirant est difficile.
Tables aspirantes
La table aspirante pour soudage permet d’intégrer la captation directement au poste de travail.
Elle est particulièrement adaptée lorsque les pièces sont positionnées de manière répétitive sur une surface de travail.
L’aspiration peut être répartie sous ou autour de la zone de travail afin de capter les particules générées pendant le soudage.
Les tables aspirantes peuvent également être conçues pour traiter les poussières générées lors des opérations de meulage ou de finition.
Dosserets aspirants
Le dosseret aspirant constitue une autre solution utilisée dans les ateliers de soudage.
Il permet de créer un flux d’air orienté vers une surface aspirante placée derrière la zone de travail.
Cette configuration peut être particulièrement intéressante lorsque les opérateurs travaillent devant un poste fixe.
L’ajout de joues latérales ou d’une casquette permet, selon la configuration, de mieux maîtriser les flux d’air et de limiter les perturbations extérieures.
Cabines de soudage ventilées
Pour les opérations générant davantage de fumées ou nécessitant un environnement de travail mieux maîtrisé, une cabine ventilée peut être envisagée.
La cabine permet de créer une zone de captation et de limiter la dispersion des polluants vers le reste de l’atelier.
Elle peut être utilisée pour :
- le soudage de pièces volumineuses ;
- les opérations répétitives ;
- les travaux de chaudronnerie ;
- certaines opérations de maintenance ;
- les postes générant des émissions importantes.
Le rôle essentiel de la filtration des fumées de soudage
Capturer les fumées ne suffit pas : il faut également les traiter avant leur rejet.
Le choix du système de filtration dépend de la nature des polluants, du débit d’air, de la concentration en particules et des contraintes de l’installation.
Différentes technologies peuvent être utilisées :
- filtres à cartouches ;
- filtres à poches ;
- filtration haute efficacité ;
- filtres HEPA dans certaines applications ;
- systèmes de filtration combinée ;
- filtration complémentaire pour certains polluants gazeux.
Les dépoussiéreurs industriels à cartouches sont notamment utilisés dans de nombreuses installations d’aspiration de fumées et poussières métalliques.
Le dimensionnement du filtre doit être réalisé en fonction du débit d’aspiration et des caractéristiques des polluants captés.
Pourquoi une simple ventilation de l’atelier ne suffit-elle pas toujours ?
Dans un atelier de soudage, il peut être tentant de renouveler simplement l’air de l’ensemble du bâtiment.
Cette solution permet effectivement de renouveler l’air ambiant, mais elle ne permet pas nécessairement de maîtriser efficacement les fumées directement au niveau du poste de travail.
Une fumée qui s’est déjà dispersée dans l’atelier est beaucoup plus difficile à traiter qu’une émission captée directement à sa source.
C’est pourquoi une installation performante combine généralement plusieurs niveaux de prévention :
- réduction ou substitution lorsque cela est possible ;
- captation des fumées à la source ;
- filtration de l’air extrait ;
- renouvellement ou compensation de l’air ;
- maintenance et contrôle de l’installation.
La ventilation générale peut ainsi compléter la captation localisée, mais elle ne doit pas systématiquement être considérée comme son remplacement.
Comment dimensionner une aspiration de fumées de soudage ?
Le dimensionnement d’une installation d’aspiration ne peut pas être défini uniquement à partir d’un débit standard.
Plusieurs paramètres doivent être étudiés :
- nombre de postes de soudage ;
- nombre de postes susceptibles de fonctionner simultanément ;
- type de soudage ;
- matériaux travaillés ;
- dimensions des pièces ;
- position de l’opérateur ;
- distance entre la source et la bouche d’aspiration ;
- géométrie du poste ;
- longueur et diamètre des gaines ;
- pertes de charge du réseau ;
- caractéristiques du système de filtration ;
- conditions de rejet de l’air.
Une étude aéraulique permet de déterminer les débits nécessaires, les diamètres de gaines, les pertes de charge et les caractéristiques du ventilateur.
Le système doit également être conçu de manière à conserver des performances satisfaisantes lorsque plusieurs postes fonctionnent simultanément.
Les erreurs fréquentes dans une installation d’aspiration de soudage
Une installation peut disposer d’un ventilateur puissant tout en présentant une captation insuffisante.
Les problèmes rencontrés proviennent souvent de la conception du système plutôt que de la puissance nominale du ventilateur.
Parmi les erreurs fréquentes :
- bras aspirant positionné trop loin de la soudure ;
- débit d’aspiration insuffisant ;
- diamètre de gaine mal adapté ;
- réseau mal équilibré ;
- pertes de charge sous-estimées ;
- trop nombreuses dérivations ;
- absence de compensation d’air ;
- filtre mal dimensionné ;
- maintenance insuffisante ;
- rejet ou recyclage de l’air mal étudié.
Une étude complète du système permet d’éviter ces problèmes et d’obtenir une aspiration réellement adaptée aux besoins de l’atelier.
Réglementation et prévention des risques liés aux fumées de soudage
La prévention des risques liés aux fumées de soudage doit s’intégrer dans une démarche globale de prévention.
L’employeur doit notamment évaluer les risques liés aux agents chimiques présents sur les postes de travail et mettre en œuvre les mesures de prévention adaptées.
La protection collective doit être privilégiée.
Cela passe notamment par :
- la réduction des émissions lorsque cela est possible ;
- la captation à la source ;
- la ventilation adaptée des locaux ;
- l’entretien des installations ;
- la vérification de leur efficacité ;
- la formation et l’information des opérateurs ;
- l’utilisation des équipements de protection individuelle lorsque les mesures collectives ne permettent pas de supprimer suffisamment le risque.
Pour certaines opérations, la nature des matériaux soudés doit également être prise en compte afin d’identifier les éventuels polluants spécifiques présents dans les fumées.
Comment améliorer la qualité de l’air dans un atelier de soudage ?
L’amélioration de la qualité de l’air ne repose pas sur un équipement unique.
Une approche efficace consiste à analyser l’ensemble du procédé :
Source d’émission → captation → réseau d’aspiration → filtration → rejet ou recyclage → compensation d’air
Chaque élément doit être cohérent avec les autres.
Une installation correctement dimensionnée permet ainsi de limiter la dispersion des fumées tout en maîtrisant les consommations énergétiques liées à l’aspiration et au renouvellement d’air.
L’automatisation de certains équipements peut également permettre d’adapter le fonctionnement de l’aspiration au nombre de postes réellement utilisés.
Pourquoi faire appel à un spécialiste de l’aspiration industrielle ?
Le traitement des fumées de soudage nécessite une approche technique globale.
Chaque installation doit être étudiée selon :
- le procédé de soudage ;
- les matériaux travaillés ;
- les émissions produites ;
- la configuration des postes ;
- les mouvements des opérateurs ;
- les débits nécessaires ;
- le réseau de gaines ;
- les pertes de charge ;
- le système de filtration ;
- les contraintes de production et de maintenance.
Une installation correctement conçue permet d’obtenir une captation efficace tout en évitant de surdimensionner inutilement le système.
L’objectif est de trouver le meilleur compromis entre protection des opérateurs, efficacité de captation, consommation énergétique, contraintes d’exploitation et maintenance.
Awitech vous accompagne dans le traitement des fumées de soudage
Awitech conçoit et réalise des solutions d’aspiration industrielle et de traitement des fumées de soudure adaptées aux contraintes des ateliers industriels.
Nos solutions comprennent notamment :
- bras aspirants pour soudage ;
- torches aspirantes ;
- tables aspirantes ;
- dosserets aspirants ;
- cabines de soudage ventilées ;
- réseaux de gaines ;
- ventilateurs industriels ;
- dépoussiéreurs à cartouches ;
- systèmes de filtration ;
- installations complètes d’aspiration industrielle.
Chaque projet fait l’objet d’une étude technique permettant de déterminer la solution de captation et de filtration la plus adaptée au procédé et à la configuration de l’atelier.
Vous souhaitez réduire les fumées de soudage dans votre atelier, améliorer la qualité de l’air ou mettre en place une aspiration des fumées de soudure à la source ?
Awitech peut vous accompagner dans l’étude, le dimensionnement et la réalisation de votre installation d’aspiration industrielle.