Instruments de mesures

L’évaluation des niveaux d'exposition professionnelle passe par la mesure de paramètres physiques (bruit, lumière, vibrations, température...), chimiques, biologiques ou radiologiques selon les types de risques et les différentes voies d’exposition : la métrologie est ainsi un élément important dans le processus de compréhension, de gestion et d’information sur les risques d’exposition professionnelle ou environnementale pour les pollutions de l’air ou de l’eau...

L’évaluation des niveaux d'exposition professionnelle passe par la mesure de paramètres physiques (bruit, lumière, vibrations, température...), chimiques, biologiques ou radiologiques selon les types de risques et les différentes voies d’exposition : la métrologie est ainsi un élément important dans le processus de compréhension, de gestion et d’information sur les risques d’exposition professionnelle ou environnementale pour les pollutions de l’air ou de l’eau.

La métrologie repose sur des connaissances scientifiques pointues et sur des matériels et procédures d’analyse de haute exigence.

Les relations entre les niveaux d’exposition et la survenue d’effets sur la santé sont définies à partir de données de dose-réponse.

Pour exercer leur activité en milieu de travail, les métrologues ont à leur disposition tous les appareils permettant de réaliser des mesures sur sites : sonomètre, luxmètre, anémomètre, hygromètre, appareils de prélèvement chimique etc....

Dans le cadre de l’évaluation des risques, l’employeur peut être amené à réaliser des mesures d’ambiances de travail : le recours à des organismes agréés par le ministère chargé du Travail n'est pas obligatoire pour l'ensemble des vérifications périodiques mais est nécessaire en cas de contrôle effectué sur mise en demeure de l'inspection du travail ou pour vérifier le respect des valeurs limites de concentration dans l'atmosphère de certaines substances.

Les démarches de la métrologie des expositions professionnelles

La quantification de l'exposition met en jeu différentes méthodes :

• les visites de poste (ambiances sonores, lumineuses, thermiques...),

• la métrologie d'atmosphère (au niveau des postes et des locaux de travail)

• la biométrologie, pour mieux évaluer l'imprégnation des salariés.

Les mesures s’effectuent :

• pour l’ensemble d’un lieu de travail : mesures des niveaux sonores, de l’éclairage... ou mesures atmosphériques d’un composé chimique dans un atelier,

• ou pour des expositions individuelles, au travers d’indicateurs biologiques d’exposition (produits toxiques mesurés dans les tissus ou sécrétions biologiques des travailleurs exposés), ou dosimétrie individuelle (irradiation externe ionisante).

La métrologie de l’exposition aux substances chimiques toxiques

Il faut d’abord déterminer les voies d'exposition chimique pour adopter la métrologie adéquate :

• l'inhalation (poussières, gaz, aérosols), reposant sur la mesure de concentration du polluant dans l’atmosphère de travail, ou sur les plans de travail ou autres surfaces,

• la pénétration cutanée et l'ingestion (par l'intermédiaire de mains souillées...), reposant sur la quantité de substance ayant pénétré dans l’organisme des travailleurs
• La métrologie chimique utilise des méthodes de prélèvements, d’échantillonnage et d'analyse des substances toxiques dans l'air par mesure de polluants atmosphériques à l’émission des sources fixes et sur les plans de travail par frottis de surface.Elle permet de vérifier le respect des obligations réglementaires d’une installation par comparaison des concentrations mesurées aux valeurs limites à l’émission.Ces mesures régulières permettent d’actualiser annuellement le Document Unique de Sécurité et de contrôler périodiquement les installations de ventilation et de captage des polluants.La métrologie à l’émission doit permettre non seulement d’évaluer la concentration d’un ou plusieurs polluants mais aussi d’en estimer les flux annuels (mesure de concentrations en continu, mesure du débit...), ainsi que les caractéristiques physico-chimiques, de forme, de taille de particules. Les appareils de mesure utilisés sont des capteurs individuels ou atmosphériques de poussières, des pompes de prélèvements, des préleveurs ambiants de gaz, ....
• Pour mesurer leur capacité de toxicité, la mesure des émissions de substances nocives (dont notamment les composés organiques volatils COV) est une étape importante pour la mise en œuvre de plans de réduction et de retrait éventuel de l’exposition.Les mesures des concentrations peuvent être effectuées par l’employeur lui-même ou par un organisme extérieur ayant la compétence technique nécessaire.Ces mesures permettent de connaître et les valeurs d’exposition maximales admissibles (exprimées en "ppm" (partie par million) ou en mg par m3) :

• la VME (valeur moyenne d’exposition) qui vise à prévenir les effets chroniques : concentration maximale pondérée d’un toxique dans l’air que peut respirer sans danger une personne pendant 8 heures par jour et 40 heures par semaine.

• la VLE (valeur limite d’exposition) qui vise à prévenir les effets aigus : concentration maximale d’un toxique dans l’air que peut respirer sans altérations physiologiques une personne pendant au plus 15 minutes.Les COV présents dans l’air sont mesurés individuellement. Ils sont adsorbés à l’aide d’une cartouche de charbon actif qui retient les molécules en surface, puis recueillis et analysés par chromatographie en phase gazeuse avec double détection par spectrométrie de masse et ionisation de flamme.- La biométrologie permet de mieux mesurer le risque réel du risque sanitaire du travailleur en analysant les effets de la dose effectivement reçue (indicateurs biologiques d’exposition, IBE) et contribue à bien assurer la traçabilité des expositions professionnelles en pouvant connaître la quantité de substances toxiques cumulée ayant pénétré dans l’organisme lors d’expositions anciennes (notion de valeur limite biologique, VLB).La biométrologie analyse les substances ou leurs métabolites dans les tissus, les sécrétions, le sang ou les urines, l’air expiré des travailleurs. La métrologie de l’exposition cutanée peut s’effectuer au moyen de prélèvements réalisés par patchs.Néanmoins, à ce jour, il y a seulement un assez petit nombre de substances pour lesquelles une biométrologie est disponible.Cette méthode n’est utile que pour mesurer les niveaux moyens d’exposition, et non les valeurs maximales.Elle est particulièrement utilisée pour la surveillance biologique d’exposition aux solvants, de la plombémie...La métrologie des risques chimiques, pour indispensable qu’elle soit ne serait-ce que pour respecter l’obligation générale de l’employeur de mesurage de l’exposition, présente des limites pour la prévention de la santé :

On ne tient compte généralement que de la voie respiratoire, alors que les voies cutanée et digestive peuvent également être concernées,

De nombreuses molécules cancérogènes n’ont pas de seuil minimal connu vraiment sans risque, il en est de même pour des substances reprotoxiques ou allergisantes.

La mesure des concentrations sur les lieux de travail est soumise à des marges d’erreur importantes, selon le lieu et le moment précis du prélèvement, malgré une stratégie d’échantillonnage ambulatoire adaptée. La prise en compte des émissions diffuses complique encore la mesure.

La métrologie des nuisances sonores

Le contrôle de l’exposition au bruit relève de l’article R 232-8-1 du code du Travail.

Cet article définit quatre obligations :

• identifier les travailleurs exposés,

• définir un plan de mesurage,

• procéder à un échantillonnage représentatif,

• rendre disponibles les résultats.

La méthode et l’appareillage qui doivent être utilisés pour le mesurage de l’exposition au bruit sont ceux spécifiés par la norme NF S 31-084.

Les entreprises peuvent effectuer elles-mêmes ces mesurages si elles disposent des compétences et des moyens nécessaires. Elles peuvent également faire appel à un prestataire de service en acoustique. En revanche, l’intervention d’un organisme agréé est requise par la réglementation si le mesurage est effectué à la suite d’une mise en demeure de l’inspection du travail. Un nouveau mesurage doit être entrepris tous les trois ans ou lorsqu’une modification des installations ou des modes de travail est susceptible d’entraîner une élévation des niveaux de bruit.

Les instruments les plus courants pour mesurer le bruit sont le sonomètre et l'audio dosimètre.

• Le sonomètre se compose d'un microphone, de circuits électroniques et d'un affichage. Après avoir été captées par le microphone, les petites variations de pression d'air produites par le son sont transformées en signaux électriques, qui sont alors traités par l’électronique de l'instrument et s'affichent en décibels de niveau sonore. Cet instrument mesure le niveau de pression acoustique à un moment donné dans un endroit particulier. Ces sonomètres simples (non intégrateurs) peuvent être utilisés seulement pour des mesurages exploratoires car ils ne fournissent qu’une indication ponctuelle.

- Le sonomètre intégrateur établit un niveau sonore équivalent sur une période d'enregistrement des bruits.

- L'audio dosimètre est un petit appareil léger qui se porte à la ceinture et qui est relié à un petit microphone qui s'attache au col, près de l'oreille du porteur. Cet appareil enregistre les niveaux sonores, dont il calcule la moyenne. Il est très utile dans un milieu où la durée et l'intensité des bruits varient et où le travailleur se déplace.

La cartographie sonore est une technique qui consiste à définir un maillage des ateliers, puis à mesurer le niveau sonore dans chaque maille pour élaborer une carte de bruit qui permet la localisation des zones d'activités les plus bruyantes et d’établir ainsi des plans prioritaires de réduction sonore.

La métrologie de l’exposition aux agents biologiques

La métrologie des agents biologiques en milieu de travail, qui consiste à mesurer des agents biologiques ou des toxines dans l’air, les fluides ou sur les surfaces, n’est pas utilisée dans tous les secteurs.

En effet, les agents biologiques font partie de l’environnement et un contrôle de l’ambiance de travail ne peut être envisagé que dans certaines situations d’exposition majeure ou critique (travail dans les hôpitaux ou laboratoires, élevage et industries agroalimentaires, traitement des eaux usées et des déchets, etc.), ou l’on peut faire la recherche des agents biologiques pathogènes les plus probables.

Pour éviter les difficultés d'interprétation, il faut réaliser des mesures comparatives, air intérieur/extérieur ou local contaminé/local témoin dans des conditions identiques.

Dans le cas de certains liquides industriels, comme les fluides de coupe pour l’usinage des métaux ou les réseaux de refroidissement, le contrôle de la teneur en microorganismes des fluides en service est indispensable pour la prévention de la contamination du personnel (affections respiratoires et légionellose).

La métrologie de l’exposition aux rayonnements ionisants

On distingue l’évaluation de la contamination interne et celle de l’irradiation externe.

La surveillance d’une exposition externe se fait par dosimètres passifs individuels portés au niveau de la poitrine (films photographiques ou détecteurs thermoluminescents) avec contrôle différé de la dose cumulée reçue, ou par dosimètres actifs électroniques individuels munis d’alarmes, avec lecture directe et immédiate de la dose individuelle reçue.

La mesure de la contamination interne, beaucoup plus difficile et présentant des incertitudes beaucoup plus grandes que celle de l’irradiation externe, comporte deux possibilités :

• L’anthroporadiamétrie, mesures directes des radionucléides dans le corps entier ou dans des organes particuliers,

• Des analyses radiotoxicologiques, mesures radiochimiques sur des sécrétions biologiques.

Pour les plans de travail ou les sols, la méthode consiste en un prélèvement de matière radioactive à l'aide d’un frottis, examiné ensuite à l’aide d’un appareil adapté (par exemple scintillateur liquide).

La métrologie des ambiances lumineuses

Les fonctions visuelles principales mises en jeu dans le milieu de travail (adaptation aux variations de lumière, vision des couleurs, champ visuel, détermination de la distance...) exigent un éclairage des lieux de travail dont les caractéristiques doivent être mesurées par des relevés photométriques pour être conformes aux normes. L’éclairage des locaux de travail est en effet soumis à de nombreuses réglementations et recommandations, imposant des valeurs limites indispensables à respecter. La vérification des performances de l'installation d’éclairage n'est pas systématique, ni périodique, mais à la diligence occasionnelle de l'Inspecteur du Travail, et, alors, elle doit être faite par une personne ou un organisme agréé.

Les mesures photométriques sont réalisées au moyen d’un luxmètre, pour mesurer l’éclairement d’une surface (flux lumineux par unité de surface), et d’un luminancemètre, pour mesurer la quantité de lumière réfléchie par unité de surface, ce qui conditionne l’éblouissement et les contrastes.

La métrologie des ambiances thermiques

L’évaluation des contraintes thermiques du travail s’effectue en calculant des indices normalisés de contrainte thermique et de confort thermique (WBGT ; PMV et PPD ; WCI) en mesurant les températures sèches et humides, le rayonnement thermique, le degré hygrométrique, la vitesse de l’air.

Les mesurages s’effectuent à l'aide d'un thermomètre, d'un thermohygromètre, d’un anémomètre...

Le WBGT (Wet and Bulb Globe Temperature) estime la contrainte thermique de l'homme au travail en ambiances chaudes (> 30°C).

Pour les ambiances thermiques modérées (entre 10°C et 30°C), la détermination analytique et l’interprétation du confort thermique s’effectuent grâce au calcul des indices PMV-Predicted Mean Vote (Jugement moyen prévisible) et PPD -Predicted Percentage of Dissatisfied (pourcentage prévisible d’insatisfaits), donnant les conditions des ambiances thermiques considérées acceptables du point de vue du confort thermique général et les conditions représentant les inconforts locaux, se substituant à la sensation d’inconfort ressentie subjectivement par les salariés.

Pour les ambiances froides, le WCI (windchill index, indice de refroidissement du vent), prévoit le gel de la peau nue, selon la température du vent, la vitesse de l’air et la durée d’exposition.