Les lunettes de sécurité ordinaires n'offrent absolument aucune protection contre les radiations laser CO2 à 10,6 microns, qui correspondent exactement à ce que dégagent les machines de gravure au dioxyde de carbone. La grande différence ici par rapport à la lumière visible est que ce rayonnement infrarouge est totalement absorbé par l'eau présente dans nos yeux, provoquant des brûlures immédiates. Des études montrent qu'une exposition directe ou même une réflexion du faisceau peut entraîner des lésions oculaires permanentes en moins d'un quart de seconde. Pour une protection adéquate, les travailleurs doivent porter des lunettes spécialement conçues pour absorber la longueur d'onde de 10,6 microns. Celles-ci doivent bloquer plus de 99,9 % de cette longueur d'onde tout en laissant passer suffisamment de lumière visible pour y voir clairement. Une telle protection couvre également le rayonnement diffusé vers l'arrière provenant de matériaux réfléchissants comme les surfaces métalliques ou les acryliques, un danger qui persiste à plus de dix mètres de distance. Les professionnels de la sécurité vérifient toujours que la densité optique (OD) soit supérieure à 5 pour 10,6 microns. La plupart des « lunettes laser » disponibles dans le commerce ne conviennent tout simplement pas face à cette menace infrarouge particulière.
Les machines de gravure laser CO2 relèvent de la classe 4, soit le niveau de danger le plus élevé pour les lasers. Ces appareils puissants peuvent provoquer des brûlures cutanées instantanées et des lésions oculaires très graves mettant la vision en péril. Pourquoi ? Du fait de leur longueur d'onde de 10,6 micromètres, le laser est absorbé par l'eau présente dans les yeux, entraînant une vaporisation rapide et de minuscles explosions qui détruisent la couche externe de la cornée. En raison de cette action thermique, le respect des normes de sécurité ANSI Z136.1 n'est pas seulement une bonne pratique, il est absolument indispensable. Mais que prescrit exactement cette norme ? Examinons ce que les opérateurs doivent faire pour rester en sécurité lorsqu'ils utilisent ces outils puissants.
Le travail avec les lasers au CO2 produit différents sous-produits toxiques selon le matériau gravé, rendant ainsi des mesures de sécurité appropriées absolument nécessaires. Lorsque l'acrylique commence à se dégrader pendant la découpe, il dégage du cyanure d'hydrogène (HCN), toxique mortel même à de très faibles concentrations, environ 100 parties par million. C'est pourquoi de nombreux ateliers sont équipés de systèmes de ventilation spéciaux. Les matériaux en PVC libèrent du gaz de chlore (Cl2) lorsqu'ils sont travaillés, substance qui non seulement irrite les poumons, mais nécessite également des conduits résistants à l'explosion et parfois l'évacuation des zones si les concentrations deviennent trop élevées. Les menuisiers font face à un défi différent puisque la découpe au laser du bois produit des vapeurs de formaldéhyde ainsi que de fines particules appelées PM2,5. Ces micro-particules persistent dans l'air de l'atelier et, selon des recherches de l'OMS, sont classées comme des cancérigènes du groupe 1, liées à de graves problèmes de santé tels que des cancers du nez et de la gorge, ainsi qu'à des lésions pulmonaires. Les réglementations de sécurité de l'OSHA précisent clairement que la poussière de bois ne doit pas dépasser 5 milligrammes par mètre cube avant de devenir un problème devant être signalé, tandis que les gaz dangereux provenant de l'acrylique et du PVC doivent être constamment surveillés en raison de leur action rapide sur l'organisme.
Pour obtenir un contrôle approprié des fumées, il faut suivre trois approches techniques principales qui suivent à la fois les normes ASHRAE 110-2016 et les recommandations du NIOSH sur les systèmes de ventilation. La première chose à vérifier est de maintenir au moins 12 changements d'air par heure dans les zones où les gens travaillent réellement. Nous recommandons de vérifier ce système tous les trois mois avec des anémomètres de bonne qualité pour s'assurer que les lectures sont exactes. Ensuite, l'air qui passe par les conduits doit rester autour de 20 à 25 mètres par seconde. Cette plage de vitesse empêche les particules de tomber et garantit que toutes ces vapeurs soient correctement éliminées de l'espace de travail. Enfin, le fait d'avoir plusieurs étapes de filtration fait une grande différence. La plupart des installations constatent que la combinaison de différents types de filtres est la meilleure pour capturer différents types de contaminants avant qu'ils ne puissent s'échapper dans l'environnement.
Les principales causes de risques d'incendie lors de l'utilisation de lasers CO2 pour le gravage sont l'accumulation de chaleur au point focal et l'accumulation de résidus inflammables. Lorsqu'elles sont correctement configurées, les systèmes d'assistance par air qui soufflent de l'air propre et sec directement sur la zone de travail peuvent réduire les risques d'ignition d'environ deux tiers, selon des tests effectués conformément aux normes ASTM E2058. L'entretien régulier est également important. Nettoyer quotidiennement les surfaces à l'aide d'outils ne produisant pas d'étincelles permet d'éliminer les débris dangereux laissés après avoir travaillé avec des matériaux tels que le bois, les acryliques, les tissus et les panneaux composites. Et voici un point particulièrement important que personne ne souhaite oublier : la plupart des incendies dans les ateliers de laser se produisent lorsque personne ne surveille. Les statistiques montrent qu'un peu plus de quatre-vingt-dix pour cent des incidents ont lieu pendant des opérations non surveillées. Pour éviter cela, les ateliers doivent installer des dispositifs de sécurité obligeant la présence des opérateurs. Des pédales ou des capteurs de mouvement conviennent bien à cet effet, arrêtant automatiquement le laser si aucune activité n'est détectée pendant environ quinze secondes.
Un bon confinementement du faisceau reste essentiel pour toute personne travaillant avec des lasers de Classe 4. Les enceintes doivent être équipées de dispositifs de sécurité intrinsèques qui arrêtent presque instantanément les émissions à 10,6 micromètres dès qu'une porte est ouverte ou qu'un panneau est accédé. Nous parlons d'arrêter le faisceau en moins de 100 millisecondes. Pour les vérifications trimestrielles de l'intégrité de l'enceinte, suivre la norme EN 60825-1 implique d'utiliser des détecteurs à photodiode correctement étalonnés selon une traçabilité NIST. Ces détecteurs recherchent des fuites autour de chaque joint, hublot et zone d'assemblage. Si les mesures révèlent plus de 5 milliwatts par centimètre carré à tout endroit accessible aux personnes, cela constitue un risque sérieux et viole les réglementations de sécurité. Conservez également des registres détaillés après chaque inspection. Incluez des copies des certificats d'étalonnage des détecteurs, l'emplacement exact des mesures, ainsi que les corrections effectuées si des anomalies ont été détectées. Conserver ces documents prouve une conformité continue aux règles internationales de sécurité laser et protège les travailleurs, qu'ils effectuent une maintenance régulière ou manipulent des matériaux à proximité de l'équipement.
Des protections oculaires spécialement conçues pour la longueur d'onde de 10,6 µm doivent être utilisées, bloquant plus de 99,9 % du rayonnement tout en laissant passer la lumière visible.
La norme ANSI Z136.1 fournit des directives essentielles pour prévenir les brûlures oculaires et cutanées, exigeant des mesures telles que l'encapsulation des trajets du faisceau et la formation des opérateurs afin d'atténuer les risques liés aux lasers de classe 4.
Les sous-produits toxiques incluent le cyanure d'hydrogène provenant des acryliques, le gaz chloré provenant du PVC, et le formaldéhyde provenant du bois, nécessitant une ventilation et une surveillance rigoureuses.
Les risques d'incendie peuvent être minimisés grâce à des systèmes d'assistance par air, à une gestion régulière des débris, et à la mise en œuvre d'une politique interdisant les opérations sans surveillance.
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