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Mise à jour : 16/01/2006 |
Détermination de l'exposition aux poussières de bois
Ce dossier fait le point sur les méthodes de prélèvement pour déterminer l'exposition professionnelle aux poussières de bois, suite à l'établissement de la valeur limite contraignante par la réglementation française en décembre 2003. Il présente les techniques les plus utilisées (y compris dans les autres pays européens) et fait quelques recommandations pour le choix et l'utilisation de ces techniques. |
 Introduction
Suite à la parution du décret n° 2003-1254 du 23 décembre
2003 fixant entre autres une valeur limite contraignante pour les poussières
de bois (1 mg/m3 à partir du 30 juin 2005), ce dossier fait le point sur les méthodes de prélèvement
pour la détermination de l’exposition professionnelle aux
poussières de bois.
Rappelons tout d’abord que pour la plupart des aérosols c’est
la fraction conventionnelle inhalable qui est considérée
comme représentative de l’exposition. C’est d’ailleurs
à cette fraction conventionnelle que l’on se réfère
pour la plupart des aérosols, à l’exception de quelques
substances pour lesquelles c’est la fraction "thoracique"
ou "alvéolaire" (cas de la silice cristalline) qui est
retenue.
Fraction conventionnelle inhalable = 1 + 2
+3 |
La détermination de la concentration en poussières de
bois se fait après prélèvement par gravimétrie
(pesée du filtre) technique qui ne permet
pas de différencier les différentes natures de bois entre
elles, ni les autres particules éventuellement présentes.
Bien que cela ne soit pas précisé dans le décret, il paraît
nécessaire de se référer au prélèvement
de la fraction conventionnelle inhalable dont les caractéristiques
sont normalisées (NF ISO 7708). Auparavant, les notions
de "poussières totales" ou de fraction "maximale
collectée" ont été utilisées mais sont
maintenant progressivement abandonnées. C’est d’ailleurs
également à cette fraction inhalable que se réfère
explicitement la directive européenne 2004/37/CE qui fixe une valeur
limite de 5 mg/m3 pour les poussières de bois.
Deux problèmes se posent cependant :
 Le premier
est inhérent à la définition même de la
fraction conventionnelle inhalable. Dans cette convention la courbe
de la fraction inhalable s’interrompt brutalement pour un diamètre
aérodynamique de 100 µm (qui ne correspond à aucun phénomène physique). La norme ISO 7708
précise simplement de ne pas appliquer la convention inhalable
à des particules supérieures à 100 µm.
On conçoit que, lorsque l’aérosol est riche en
grosses particules (ce qui peut être le cas des poussières
de bois), on aura des difficultés à respecter de manière
stricte cette barrière en taille, pour autant qu’elle
ait une justification. Or, la détermination
étant gravimétrique, la part des particules dans cette
gamme de taille va être prépondérante dans le
résultat.
Le deuxième
problème est lié à l’efficacité
des échantillonneurs en dehors de cette zone critique
des 100 µm. Actuellement, si on se réfère aux
travaux récents qui ont été publiés (voir bibliographie), on peut
dire qu’il n’existe pas de système de prélèvement
"idéal" et donc exempt de défaut, de la fraction
inhalable en général, et des poussières de bois
en particulier. Chaque pays a conçu son propre échantillonneur
sans que l’on puisse dégager un dispositif
dont les performances soient pleinement satisfaisantes ou pour lequel
on dispose de toutes les données de validation. |
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Techniques
utilisées
Parmi les techniques les plus utilisées on citera :
La
cassette fermée : très utilisée dans
de nombreux pays. C’est également jusqu’à
présent la méthode utilisée par les laboratoires
inter-régionaux de chimie des CRAM (Caisses régionales
d’Assurance maladie) pour les poussières de bois et à
ce jour la méthode citée dans METROPOL (base de données métrologiques). Cependant, les travaux
de l’INRS ont montré, en particulier sur des aérosols
industriels de composés métalliques, qu’une partie
des particules pouvait se déposer sur les parois de la cassette.
Si cela ne pose pas de problèmes lorsque l’on réalise
une attaque chimique en cassette comme par exemple pour la détermination
des métaux, en revanche avec une méthode gravimétrique
comme pour les poussières de bois ce dépôt sur
les parois peut entraîner une sous-estimation de la teneur mesurée
puisque l’on ne peut peser que le filtre. On distingue donc
la fraction "collectée" qui est la part d’aérosols
recueillie sur le filtre, et la fraction "captée"
qui prend en compte tout ce qui a pu pénétrer dans la
cassette et qui se retrouve sur le filtre et sur les parois. C’est
cette dernière fraction, qui se rapproche de la fraction inhalable,
qui est retenue pour la plupart des substances sous forme
d’aérosols chaque fois que l’on peut récupérer les dépôts
sur les parois (voir chapitre 1.2 de la norme NF X 43-275 relative à
l'analyse des métaux par spectrométrie atomique).
On manque actuellement de données publiées montrant
la part relative de ces dépôts sur les parois dans le
cas des poussières de bois, mais on sait cependant que les grosses
particules peuvent s’y déposer, avec une contribution
non négligeable en masse. Les travaux menés par l’IRSST (non publiés) ont montré des rapports de 2 à
3 entre les résultats fraction captée (avec un système
similaire à l’Accu-Cap)
et fraction collectée. Ces résultats sont confirmés
(bien que le rapport soit là légèrement inférieur)
par les résultats d'une série de comparaisons effectuées
avec des Accu-Cap dans l'industrie du bois présentés
lors d'une communication à l'American Industrial Hygiene Conference
à San Diego (Californie) en 2002 par Roy J. Rando.
La cassette IOM (Royaume Uni) : très utilisée
également par les pays nordiques pour les poussières
de bois, son efficacité de prélèvement testée
en laboratoire se révèle en bonne conformité
avec la fraction inhalable et cette cassette est souvent considérée
comme une "référence". Cependant, du fait
de son ouverture d’entrée d’un plus grand diamètre,
cette cassette favorise la pénétration, notamment
par projection, de particules (phénomène très
marqué pour le prélèvement des poussières
de bois) de plus de 100 µm qui ne
font pas partie de la fraction inhalable et qui surestiment donc le
résultat. Cette cassette se révèle d’autre
part peu pratique d’utilisation sur le terrain.
Le CIP 10- I version
inhalable.
La collecte est effectuée ici sur
un petit cylindre de mousse tournant à grande vitesse.
Cet appareil montre une bonne conformité du prélèvement
avec la fraction inhalable et est insensible à l’orientation
du vent.
Le débit élevé (10 l/min) permet
une bonne sensibilité. Un inconvénient peut résider
dans le comportement des mousses (plus ou moins hygroscopiques,
phénomènes électrostatiques pouvant perturber
la pesée…), mais ces types de problèmes peuvent
exister aussi avec d’autres types de support d’échantillonnages.
Il n'existe pas encore vraiment d’expérience de
terrain sur l’utilisation de ce système pour les
poussières de bois. Cet appareil est décrit de
manière très détaillée dans la fiche méthodologique
H4 de la base de données METROPOL.
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Le système Accu-Cap : utilisé
en particulier par l’IRSST au Canada pour les poussières de bois et les poussières
végétales. Le filtre est ici soudé à une
enveloppe plastique elle même placée dans une cassette
type Millipore. Le débit de prélèvement est de
1 ou 2 l/min. Dans ce cas, le dépôt sur les parois a
lieu à l'intérieur de la capsule qui est pesée
en même temps que le filtre. Ce dispositif
pallie les problèmes évoqués ci-dessus avec la cassette
classique. De plus, cette technique prenant en compte le dépôt
sur les parois, elle est cohérente avec celle
couramment utilisée pour la plupart des aérosols avec
mise en solution dans la cassette de la fraction captée suivie
d’une analyse chimique par voie humide.
Le
GSP (Allemagne). Il s’agit d’une cassette à
embout de forme conique fonctionnant à 3,5 l/min. Il donne
de bons résultats en laboratoire pour sa conformité
avec la fraction inhalable et est utilisé pour les poussières
de bois. Son ouverture relativement grande le rendrait également
sensible aux plus grosses particules. Avec une géométrie
proche, on signalera le PAS-6 (Hollande) et le CIS (Conical Inhalable Sampler, USA) ce dernier est considéré
lui aussi du fait du diamètre de son ouverture comme pouvant
collecter également facilement des grosses particules surestimant
le résultat. |
La liste ci-dessus n’est pas exhaustive et on peut signaler d’autres
échantillonneurs qui ne présentent d’ailleurs pas d’avantages
décisifs par rapport à ceux précédemment cités
: le "Seven holes" l’échantillonneur
"Bouton". Ce dernier couvert par une grille est
peu sensible aux grosses particules mais sous-estimerait les particules
de moins de 50 µm. |
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Quelle(s)
méthode(s) peuvent être recommandée(s) ?
Devant les difficultés exposées ci-dessus
et sachant que ce sont les résultats de terrain obtenus
par la technique cassette fermée qui ont servi en France de base
à l’établissement de la valeur limite contraignante
à 1 mg/m3, on propose de retenir cette dernière
technique (cassette fermée orifice 4 mm, débit 1 ou 2 l/min,
gravimétrie de la fraction collectée sur le filtre) pour
la comparaison à cette valeur limite. On a ainsi l’avantage
d’une mise en cohérence entre la valeur limite et la méthode
de mesure qui a fourni les résultats d’exposition permettant
de l’établir. Un arrêté
du 20 décembre 2004 fixe l’utilisation de cette méthode
qui permet d’harmoniser les pratiques des laboratoires et de préciser
sans ambiguïté la méthode de mesurage à adopter
dans le cadre du contrôle du respect de la valeur limite contraignante
et qui devra donc être utilisé par les laboratoires agréés.
Il faut cependant rappeler que, la cassette fermée sous-estimant
la fraction inhalable, il faut s'attendre à des divergences qui
pourront être importantes avec d’autres échantillonneurs,
dont certains vont au contraire surestimer cette fraction. En tout état
de cause, il apparaîtra également logique d’avoir des
valeurs limites plus élevées lorsqu’elles se réfèrent
effectivement à la fraction inhalable, plus élevée
que la fraction collectée. Ceci explique en partie
l’hétérogénéité que l’on
peut constater au niveau européen et international sur les systèmes
de prélèvement et les valeurs limites conseillés
dans le cas des poussières de bois.
L’INRS compte relancer, dans le cadre de son programme études
et recherches, des travaux visant à apporter des informations complémentaires
sur les performances en laboratoire et sur le terrain de certains échantillonneurs
de la fraction inhalable qui paraissent parmi les mieux placés
actuellement pour le prélèvement des poussières de
bois, notamment le CIP 10-I (version inhalable) et
le système Accu-Cap. Ceci devrait
permettre dans le futur de mieux répondre aux exigences du prélèvement
selon la fraction inhalable, qui devrait finir par s’imposer, à
la condition de pouvoir disposer d’échantillonneurs dont
les performances seront satisfaisantes et que les valeurs limites soient établies en cohérence avec cette fraction. |
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Méthodes
utilisées dans quelques pays européens et facteur(s) de
conversion
Les résultats d’exposition pouvant varier avec le type d’échantillonneur
utilisé pour la fraction inhalable et la plupart des pays ayant
utilisé dans le passé des méthodes du type fraction
"collectée" appelée aussi parfois fraction "totale"
("total dust" aux Etats-Unis) il est intéressant de signaler
les facteurs de conversion utilisés dans l’exploitation des
résultats pour comparer anciennes et nouvelles valeurs, comparaison
souvent indispensable, par exemple dans le cadre d’études
épidémiologiques ou pour adapter les valeurs limites d’exposition.
L’efficacité et la conformité à la fraction
inhalable des échantillonneurs variant entre autres avec la granulométrie
de l’aérosol, ces facteurs sont en fait des facteurs moyens
calculés à partir des résultats expérimentaux
obtenus sur des aérosols dans un secteur d’activité
déterminé et pour des outils et machines donnés,
et ne sont pas extrapolables à toutes les situations de travail.
Ces facteurs étant estimés à partir de populations
de résultats ne devraient pas être employés directement
pour assurer la conversion de mesures individuelles d’exposition.
Source : participants à l’étude
européenne WOOD RISK
Finlande
Avant 1996, mesure à l’aide d’une cassette de 37
mm ouverte et à un débit de 2 l/min. Cette méthode
correspond à la fraction totale : "Total dust".
Depuis 1996, utilisation de la cassette IOM à un débit
de 2 l/min (fraction inhalable). Facteur de conversion proposé
: Fraction inhalable = total dust x 2.
Danemark
Fraction totale "total dust", prélèvement
à 1,9 l/min avec une cassette de 37 mm fermée mais orifice
de 5,6 mm de diamètre.
Fraction inhalable, cassette IOM à 2 l/min.
Facteur de conversion : Fraction inhalable = total dust x 1,59
Allemagne
Depuis 1990, utilisation du GSP équipé d’un filtre
de diamètre 37 mm, avec orifice de 8 mm à un débit
de 3,5 l/min.
La fraction collectée sur GSP correspond a priori à 4,2 fois la fraction "collectée" avec la
cassette fermée.
Suède
et Hongrie
Prélèvement de la fraction inhalable avec la cassette
IOM à un débit de 2 l/min. |
A signaler que l’ACGIH (American
Conference for Governmental Industrial Hygienists - Etats-Unis) propose
un facteur de conversion de 2,5 pour passer de la fraction "total dust" à
la fraction inhalable (fraction inhalable = "total dust" x 2,5). |
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Bibliographie sur la détermination des poussières de
bois et les échantillonneurs |
L.L. MOORE, D.J. DUBE, T. BURK
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Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft (62), 247, 2002
R.J. RANDO, D. MOKADAM, H.G. POOVEY, J. BRISOLARA, H.W. GLINDMEYER
"Field Comparison of Total and Size-Selected Particulate Measurements
in the Wood-Processing Industry". Communication présentée
à l'American Industrial Hygiene Conference en 2002 à
San Diego, California (Etats-Unis)
B. WÜSTFELD, E. SIEWERT, G. OTT, F. MIRZAEI, I. KÖHLER,
R. HEBISCH, P. FRAHM, E. BRUCKSCH, R. BETZ
"Untersuchung der Ländermessstellen zur Holzstaub-exposition
an Handarbeitsplätzen". Gefahrstoffe-Reinhaltung der
Luft (62), 259, 2002
M. DEMANGE, J.M. ELCABACHE, A. BOULET
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cellulose dans le cadre de l’analyse des aérosols".
Canadian Journal of Analytical Sciences and Spectroscopy.
48 (6), 2003
M. HARPER, M. ZABED AKBAR, M.E. ANDREW
"Comparison of Wood-Dust Aerosols Size-Distributions Collected
by Air Samplers". Journal of Environmental Monitoring.
(4), pp. 18-22, 2004 |
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