Fiches d’information Réponses SST

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Vibrations - Mesure, réduction et normes

Comment peut-on mesurer les vibrations?

Pour être en mesure de faire une évaluation complète de l'exposition aux vibrations, il faut mesurer l'accélération des vibrations en mètres par seconde carrée (m/s²). La direction des vibrations appliquées est également importante et elle est mesurée dans des directions bien définies. La fréquence des vibrations et la durée de l'exposition doivent être également déterminées. La force avec laquelle une personne serre un outil influe sur la quantité d'énergie de vibration transmise aux mains, de sorte que la force de préhension manuelle est un autre facteur important pour l'évaluation de l'exposition.

Le degré d'exposition est déterminé en mesurant l'accélération en mètres par seconde carrée. La plupart des autorités responsables de la réglementation et des organismes de normalisation utilisent l'accélération en tant que mesure de l'exposition aux vibrations pour les raisons suivantes :

  • Il existe plusieurs types d'instruments permettant de mesurer l'accélération, c'est-à-dire la variation de la vitesse en grandeur ou en direction par unité de temps (p. ex. par seconde).
  • La mesure de l'accélération peut aussi fournir des renseignements sur la vitesse et l'amplitude des vibrations.

Les résultats des études menées dans le domaine de la santé montrent que l'importance des dommages est relié à la grandeur de l'accélération.

Instrumentation

Un système de mesure type des vibrations comprend un dispositif de détection des vibrations (accéléromètre) et un instrument servant à mesurer l'intensité des vibrations. Aujourd'hui, un certain nombre d'industries fabriquent des instruments servant à mesurer les vibrations qui ressemblent à des sonomètres. Ces appareils permettent également d'effectuer des réglages pour mesurer la fréquence et sont munis d'un réseau de pondération en fréquence et d'un affichage, par exemple un compteur, une imprimante ou un enregistreur.

L'accéléromètre produit un signal électrique. L'intensité de ce signal est proportionnelle à l'accélération mesurée. Le réseau de pondération fréquentielle simule la réponse humaine aux vibrations de différentes fréquences. L'utilisation de réseaux de pondération donne une valeur unique pour l'exposition aux vibrations, appelée l'exposition aux vibrations pondérée en fréquence, exprimée en mètres par seconde carrée (m/s²), c.-à-d. en unités d'accélération.

Figure 1 - Fréquence centrale de bande de tiers d'octave
Figure 1

Le réseau de pondération fréquentielle pour les vibrations du système main-bras est défini dans la norme 5349 de l'Organisation internationale de normalisation (ISO). La sensibilité de la main humaine à l'énergie de vibration varie selon la fréquence de vibration. La sensibilité la plus élevée est observée aux fréquences comprises environ entre 8 et 16 Hz (hertz, ou cycles par seconde). Le matériel de mesure tient compte de cette particularité grâce à un réseau de pondération. Une valeur de 1 est assignée au gain pour les fréquences de vibration auxquelles le système main-bras présente la plus grande sensibilité. Les lignes pointillées de la figure 1 représentent les tolérances du filtre dans le réseau de pondération.


Existe-t-il des méthodes de lutte contre l'exposition aux vibrations?

Pour protéger les travailleurs contre les effets des vibrations, il faut habituellement avoir recours à une combinaison de moyens : sélection d'outils appropriés, utilisation de matériaux amortisseurs de vibrations appropriés (par exemple dans les gants), habitudes de prudence au travail et programmes d'éducation.


Donnez quelques exemples de moyens de lutte contre l'exposition aux vibrations?

Outils antivibrations

Les outils peuvent être conçus ou assemblés en vue d'aider à réduire le niveau de vibration. Par exemple, l'utilisation de scies à chaîne antivibrations réduit le niveau d'accélération par un facteur d'environ 10. Ce type de scie à chaîne doit faire l'objet d'un bon entretien, lequel doit comprendre un remplacement périodique des amortisseurs de chocs. Quelques compagnies fabriquent des outils antivibrations, par exemple des marteaux-burineurs pneumatiques antivibrations, des brise-béton antivibrations et des riveteuses pneumatiques à amortissement de vibrations.

Gants antivibrations

Les gants de protection classiques (p. ex. en coton ou en cuir) portés couramment par les travailleurs ne réduisent pas les vibrations transmises aux mains par les outils ou l'équipement vibrants. Les gants antivibrations comprennent une couche de matériau viscoélastique. Des mesures concrètes ont montré que ces gants ont une efficacité limitée pour l'absorption des vibrations à basse fréquence, celles qui contribuent le plus aux maladies causées par les vibrations. Par conséquent, ils offrent peu de protection contre le syndrome du doigt mort causé par les vibrations. Cependant, les gants offrent une protection réelle contre les risques professionnels types (p. ex. coupures, éraflures) et contre le froid qui, pour sa part, peut réduire la sensation initiale des accès de doigt mort.

Habitudes de prudence au travail

En plus d'utiliser des outils antivibrations et de porter des gants antivibrations, les travailleurs peuvent réduire le risque de syndrome des vibrations du système main-bras en adoptant les habitudes de travail suivantes :

  • Appliquer une force de préhension manuelle minimale compatible avec l'utilisation sans danger de l'outil ou du procédé.
  • Porter des vêtements suffisants, y compris des gants, pour se tenir au chaud.
  • Éviter une exposition continue en prenant des pauses.
  • Appuyer l'outil sur la pièce à travailler, chaque fois qu'il est possible de le faire.
  • Ne pas utiliser d'outils défectueux.
  • Maintenir les outils de coupe bien affûtés.
  • Consulter un médecin dès l'apparition des premiers signes de maladie causée par les vibrations et demander s'il est possible d'effectuer plutôt un travail comportant moins d'exposition.

Éducation des employés

Les programmes de formation sont un moyen efficace pour sensibiliser davantage les personnes au syndrome des vibrations du système main-bras en milieu de travail. La formation devrait notamment porter sur l'utilisation et l'entretien adéquats des outils vibrants, afin de prévenir l'exposition inutile aux vibrations. Souvent, les machines et l'équipement vibrants produisent en plus un niveau élevé de bruit. Par conséquent, la formation et l'éducation en matière de lutte contre les vibrations devraient aussi porter sur les questions liées à la lutte contre le bruit.

Vibration globale du corps

Les mesures suivantes contribuent à réduire l'exposition aux vibrations globales du corps :

  • Limiter le temps passé par les travailleurs sur une surface vibrante.
  • Isoler mécaniquement la source ou la surface vibrante afin de réduire l'exposition.
  • S'assurer du bon entretien de l'équipement, afin de prévenir les vibrations excessives.
  • Installer des sièges amortisseurs de vibrations.

La conception de moyens de lutte contre les vibrations pose un problème technique complexe et elle doit être réalisée par des professionnels qualifiés. Un grand nombre de facteurs propres au poste de travail individuel déterminent le choix du matériau isolateur de vibrations et des méthodes de montage des machines.


Existe-t-il des règlements ou lignes directrices canadiens sur l'exposition aux vibrations?

Bon nombre d'autorités canadiennes n'ont pas de réglementation sur l'exposition aux vibrations. Cependant, il est prudent de réduire autant que possible le niveau d'exposition, car les vibrations ont des effets néfastes sur la santé. On peut le réduire en ayant recours à des contrôles techniques, en utilisant de l'équipement de protection et en adoptant des habitudes de prudence au travail. La conception de matériel et de supports de moteur à vibrations amorties constitue l'outil technique le plus efficace de lutte contre l'exposition aux vibrations.

En l'absence de réglementation officielle, les organismes canadiens appliquent souvent les valeurs limites d'exposition (TLV) et les lignes directrices recommandées par l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Ces TLV sont basées sur les recommandations de l'Organisation internationale de normalisation (ISO).


Quelles sont les normes ou lignes directrices en matière d'exposition aux vibrations du système main-bras?

L'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) a établi des valeurs limites d'exposition (TLV) aux vibrations produites par les outils à main. Les limites d'exposition sont données sous forme d'une accélération pondérée en fréquence qui représente une valeur de mesure unique du niveau d'exposition aux vibrations. La pondération fréquentielle est basée sur une méthode recommandée dans la norme internationale ISO 5349. Les instruments de mesure des vibrations peuvent comprendre un réseau de pondération fréquentielle comme option pour la mesure des vibrations. Le tableau 1 montre les niveaux d'accélération et les durées auxquels, selon l'ACGIH, la plupart des travailleurs peuvent être exposés de façon répétitive sans subir de dommages graves aux doigts. L'ACGIH recommande que ces lignes directrices soient appliquées conjointement avec d'autres mesures de protection, y compris des mesures de lutte contre les vibrations.

Tableau 1
Valeurs limites d'exposition (TLV) de l'ACGIH pour l'exposition des mains aux vibrations dans les directions X, Y ou Z*
Durée d'exposition journalière totale(heures) Valeur maximale de l'accélération pondérée en fréquence (m/s²) dans n'importe quelle direction*
4 heures à moins de 8 heures 4
2 heures à moins de 4 heures 6
1 heure à moins de 2 heures 8
moins de 1 heure 12

* Directions des axes dans le système de référence tridimensionnel.

L'Organisation internationale de normalisation (ISO) a publié une méthode pour la mesure des vibrations et l'interprétation des données résultantes. La norme de 2001 (ISO 5349-1) fournit également l'ensemble de courbes montrées à la figure 2, lesquelles permettent de déterminer les niveaux d'exposition susceptibles de causer l'apparition des premiers signes du doigt mort chez les travailleurs.

Figure 2 - Courbes de durée d'exposition

Figure 2 – Courbes de durée d'exposition pour des percentiles de groupes de la population (ISO 5349.2)
correspondant à l'apparition de symptômes légers à l'extrémité des doigts voir stade 1, tableau 2)

L'axe horizontal de la figure 2 représente l'accélération de vibration, mesurée comme une accélération pondérée efficace (valeur quadratique moyenne) en m/s². Le calcul de la valeur quadratique moyenne consiste à déterminer la moyenne d'une grandeur qui varie en fonction du temps autour d'une valeur centrale. La pondération tient compte de la variation de la sensibilité humaine aux vibrations de différentes fréquences. La valeur mesurée de l'accélération à différentes fréquences est traitée par un filtre de pondération (voir la Figure 1 – Représentation d'une vibration) qui donne une valeur unique globale pour l'exposition aux vibrations. D'après les résultats obtenus avec ce filtre de pondération fréquentielle, les personnes sont très sensibles aux vibrations du système main-bras dans la gamme de fréquences des bandes de tiers d'octave ayant une fréquence centrale comprise entre 6,3 et 16 Hz. Aux fréquences supérieures à cette gamme, le sensibilité diminue. La norme fournit des méthodes de calcul des accélérations efficaces pondérées et des valeurs d'accélération équivalente lorsque le niveau d'exposition journalière varie en fonction du temps.

La figure 2 permet d'évaluer l'effet à long terme des expositions journalières de 4 heures aux vibrations du système main-bras. À titre d'exemple, la norme prévoit que l'exposition à une accélération de vibration de 50 m/s² provoquera chez 50 pour cent des travailleurs exposés l'apparition du stade 1 du phénomène de Raynaud d'origine professionnelle, après environ 1,2 année. À une accélération de vibration de 5 m/s², la norme prévoit qu'il faudrait environ 14 ans pour que le même pourcentage de travailleurs présentent les symptômes du stade 1. Les données pour lesquelles les courbes ont été établies sont limitées, de sorte que ces courbes ne devraient pas être utilisées lorsque l'accélération dépasse 50 m/s² ou que la durée d'exposition dépasse 25 ans.


Quelles sont les normes ou lignes directrices en matière d'exposition aux vibrations globales du corps?

Les normes et lignes directrices portant sur les vibrations globales du corps visent à réduire les vibrations à un niveau auquel la plupart des travailleurs peuvent accomplir leurs tâches sans inconfort.

Le document le plus largement utilisé en rapport avec cette question est le Guide d'estimation de l'exposition des individus à des vibrations globales du corps (ISO 2631). Les lignes directrices d'exposition de ce document ont été adoptées en tant que TLV de l'ACGIH. La norme ISO donne trois types différents de limites d'exposition :

  • une limite au confort réduit;
  • une limite à la capacité réduite par fatigue;
  • une limite d'exposition.

La limite au confort réduit vise le confort des personnes voyageant à bord d'avions, de navires et de trains. À des expositions supérieures à ces limites, il est difficile pour les passagers de manger, lire ou écrire pendant le voyage.

La limite à la capacité réduite par fatigue est une limite visant les effets dépendant du temps qui compromettent les performances. Par exemple, la fatigue compromet les performances de pilotage et de conduite, notamment de poids lourds.

La limite d'exposition est utilisée pour évaluer l'exposition maximale admissible pour les vibrations globales du corps.

Un ensemble distinct de « limites d'inconfort sévère » est fourni pour des durées d'exposition de 8 heures, 2 heures et 30 minutes à des vibrations globales du corps dans la gamme de 0,1 Hz à 0,63 Hz. Comme pour toutes les normes, il est important de lire et de comprendre tous les renseignements contenus dans la norme avant de l'appliquer au milieu de travail.

Ces limites d'exposition sont données sous forme d'accélérations pour des fréquences de bande de tiers d'octave et trois directions d'exposition : une longitudinale (tête <-> pieds) et deux transversales (dos <-> poitrine et côté droit <-> côté gauche). La limite d'exposition est la plus basse pour les fréquences comprises entre 4 et 8 Hz, étant donné que la plus grande sensibilité du corps humain aux vibrations globales du corps se situe à ces fréquences.

Il est important de se rappeler que la sensibilité des personnes aux effets de l'exposition aux vibrations varie, de sorte que les « limites d'exposition » doivent être considérées comme des guides pour la lutte contre les vibrations; elles ne doivent pas être considérées comme des limites supérieures d'exposition « sans danger » ni comme une frontière entre les niveaux sans danger et les niveaux néfastes.

Dernière mise à jour du document le 21 octobre 2008

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