Analyse directe de l'exposition des travailleurs aux métaux et métalloïdes à l'aide d'outils XRF et LIBS portables

L'étude de l'exposition des travailleurs aux aérosols de métaux et de métalloïdes est d'une importance cruciale pour la santé au travail. Les méthodes traditionnelles d'évaluation de l'exposition, telles que la digestion acide des échantillons d'aérosols et l'analyse ICP-OES, prennent beaucoup de temps et nécessitent d'importantes ressources de laboratoire. Bien que ces méthodes soient essentielles pour comparer les concentrations aux limites réglementaires, elles ne permettent souvent pas d'obtenir rapidement les résultats nécessaires à l'évaluation immédiate de la sécurité sur le lieu de travail. Cette recherche vise à développer et à affiner des techniques robustes et efficaces pour l'analyse des aérosols métalliques dans les environnements de travail, permettant des évaluations plus rapides et plus fiables de l'exposition des travailleurs aux métaux dangereux. Cette étude cherche à établir les conditions optimales pour effectuer ces analyses de manière efficace. Nous avons donc choisi des instruments spectroscopiques portables - la fluorescence X (XRF) et la spectroscopie d’émission optique de plasma induit par laser (LIBS) - en raison de leur efficacité prouvée pour les analyses in situ. Cette étude se concentrera tout d'abord sur des approches qualitatives et semi-quantitatives, pour évoluer progressivement vers une analyse quantitative permettant de comparer les concentrations aux limites d'exposition professionnelle.
L'approche générale du projet consiste en plusieurs étapes clés. La première étape comprend la génération et l'échantillonnage d'aérosols, suivis d'un traitement spectral utilisant à la fois des approches traditionnelles et des approches basées sur l'intelligence artificielle. Ensuite, les mesures seront validées par des expériences en laboratoire, où les concentrations d'éléments dans des matrices complexes seront prédites et comparées à des analyses gravimétriques et chimiques. La phase finale de validation sur le terrain consistera à déployer des instruments portables XRF et LIBS sur site pour analyser des échantillons d'aérosols, les résultats étant comparés à des valeurs de référence.
Les premiers résultats d'analyse LIBS pour des membranes vierges en PVC, y compris l'optimisation du protocole des analyses LIBS (paramètres du laser, distance laser/matière) et le rôle du support sous la membrane seront présentés. Les premiers essais sur des membranes en PVC chargées de fumées de soudage (figure 1) mettent en évidence les difficultés liées à la dispersion des aérosols sous les multiples tirs laser. Des stratégies visant à atténuer ces effets ont été explorées et ont finalement guidé le choix des conditions de mesure optimales.