Résumé

L’exposition des travailleurs aux solvants, ou plus largement aux vapeurs organiques, doit être maîtrisée sinon maintenue en deçà des valeurs limites réglementaires. Lorsque l’ensemble des mesures administratives, d’ingénierie et de protection collective ne permet pas d’atteindre des niveaux d’exposition sans danger pour la santé, les travailleurs concernés doivent être équipés d’appareils de protection respiratoire (APR). En l’absence de situations de danger immédiat pour la vie et la santé (DIVS), les APR équipés de cartouches de filtration à base de charbon activé sont utilisés contre les vapeurs organiques. Se pose alors la question du temps de service de ces cartouches. Parmi les options disponibles pour y répondre, celle visant à mettre en œuvre des modèles prédictifs des temps de claquage est la plus utilisée.

Ainsi, l’objectif de ce projet consistait en la mise à jour de Saturisk, l’outil en ligne offert par l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST) pour calculer le temps de service des cartouches pour les vapeurs organiques. Cette mise à jour visait notamment à intégrer un éventail plus large de cartouches  et de solvants à Saturisk. En parallèle, le développement d’un système expérimental basé sur la miniaturisation des cartouches a été réalisé pour vérifier, dans des conditions contrôlées, les temps de service prédits par le modèle.

Le modèle de Wood a été choisi pour effectuer le calcul des temps de service. Les propriétés des charbons (volume microporeux, facteur de structure) ont pu être déterminées en utilisant trois approches expérimentales différentes, c.-à-d. l’adsorption de solvants sur cartouches réelles, l’adsorption de solvants sur minicartouches et, la plus classique, l’adsorption d’argon. La comparaison des résultats expérimentaux et des résultats calculés par le modèle montre que, de manière générale, les temps de service ou temps de claquage 10 %, sont sous-estimés de manière quasi systématique par le modèle (0-20 % environ). Cela représente un facteur de sécurité supplémentaire dans l’utilisation de cet outil pour établir la séquence de remplacement des cartouches dans un programme de protection respiratoire.

C’est l’adsorption de solvants sur cartouches réelles qui fournit les valeurs de volume microporeux et de facteur de structure avec lesquelles le modèle est le plus juste. Un nombre accru d’expérimentations permettrait de s’assurer statistiquement de cette conclusion, car les volumes microporeux et les facteurs de structure obtenus par les deux autres méthodes mènent également à des estimations acceptables des temps de service.

Le taux d’adsorption, une variable du modèle de Wood, a été déterminé selon deux méthodes empiriques de calcul. Bien que la méthode de Wu semble globalement améliorer la justesse du modèle, son utilisation dans la routine se heurte à l’absence de données bibliographiques concernant la constante diélectrique des vapeurs organiques. C’est donc la méthode de Wood-Stampfer qui a été retenue.

La miniaturisation des cartouches pour réaliser les tests de claquage s’est avérée prometteuse. Tant pour déterminer les volumes microporeux et facteurs de structure des charbons, que pour vérifier les données calculées par le modèle, les résultats sont encourageants : les temps de claquage 10 % mesurés expérimentalement pour les cartouches réelles et les minicartouches sont fortement corrélés. Il subsiste cependant des améliorations à apporter dans les hypothèses de transposition réelles-mini, pour parvenir à une meilleure adéquation entre ces deux types de cartouche dans l’allure des courbes de claquage.

En le mettant à jour, l’utilitaire Saturisk pourra donc calculer les temps de service à partir d’une base de données de 167 vapeurs organiques, puisées à même l’annexe 1 du Règlement sur la santé et la sécurité du travail, et de 11 cartouches provenant de sept manufacturiers autorisés à vendre leurs produits sur le territoire québécois. Des rappels réglementaires spécifiques à certaines vapeurs organiques et aux conditions d’utilisation d’APR, ainsi que des limitations liées à l’utilisation de modèles seront fournis pour permettre d’exercer le meilleur jugement sur les temps de service calculés par Saturisk.