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91. Véhicules à moteur et équipement lourd

Éditeur de chapitre : Franklin E. Mirer


Table des matières

Industrie de l'automobile et du matériel de transport
Franklin E. Mirer

Tables

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1. Processus de l'industrie de la production automobile

Figures

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MOT010F1

Profil général

Des segments distincts de l'industrie de l'automobile et du matériel de transport produisent :

  • voitures et camions légers
  • camions moyens et lourds
  • bus
  • matériel agricole et de construction
  • camions industriels
  • motocyclettes.

 

La chaîne de montage caractéristique du véhicule fini est soutenue par des installations de fabrication distinctes pour diverses pièces et composants. Les composants du véhicule peuvent être fabriqués au sein de l'entreprise mère ou achetés auprès d'entités juridiques distinctes. L'industrie est centenaire. La production dans les secteurs nord-américain, européen et (depuis la Seconde Guerre mondiale) japonais de l'industrie s'est concentrée dans quelques sociétés qui maintenaient des opérations d'assemblage de succursales en Amérique du Sud, en Afrique et en Asie pour les ventes sur ces marchés. Le commerce international de véhicules finis a augmenté depuis les années 1970, et le commerce d'équipements d'origine et de pièces automobiles de rechange provenant d'installations du monde en développement est de plus en plus important.

La fabrication de camions lourds, d'autobus et de matériel agricole et de construction sont des activités distinctes de la production automobile, bien que certains constructeurs automobiles fabriquent pour les deux marchés, et que le matériel agricole et de construction soit également fabriqué par les mêmes sociétés. Cette gamme de produits utilise de gros moteurs diesel plutôt que des moteurs à essence. Les cadences de production sont généralement plus lentes, les volumes plus petits et les processus moins mécanisés.

Les types d'installations, les processus de production et les composants typiques de la production automobile sont présentés dans le tableau 1. La figure 1 présente un organigramme des étapes de la production automobile. Les classifications industrielles standard que l'on trouve dans cette industrie comprennent : l'assemblage de carrosseries de véhicules automobiles et de voitures, l'assemblage de carrosseries de camions et d'autobus, les pièces et accessoires de véhicules automobiles, les fonderies de fer et d'acier, les fonderies de métaux non ferreux, les estampages automobiles, les pièces forgées en fer et en acier, les moteurs équipements électriques, garnitures automobiles et vestimentaires et autres. Le nombre de personnes employées dans la fabrication de pièces dépasse celui employé dans l'assemblage. Ces processus sont soutenus par des installations pour la conception du véhicule, la construction et l'entretien de l'usine et de l'équipement, des fonctions de bureau et de gestion et une fonction de concessionnaire et de réparation. Aux États-Unis, les concessionnaires automobiles, les stations-service et les grossistes en pièces automobiles emploient environ deux fois plus de travailleurs que les fonctions de fabrication.

Tableau 1. Processus de production pour la production automobile.  

Type d'installation

Produit et processus

Fonderie ferreuse

Pièces moulées pour l'usinage de blocs moteurs et culasses, autres composants

Fonderie d'aluminium et moulage sous pression

Blocs moteurs et culasses, carters de transmission, autres composants en fonte

Forgeage et traitement thermique

Pièces pré-usinées pour moteurs, suspensions et transmissions

Estampillage

Panneaux et sous-ensembles de carrosserie

Moteur

Usinage de pièces moulées, assemblage en produit fini

Transmission

Usinage de pièces moulées et forgées, assemblage en produit

Verre

Pare-brise, vitres latérales et rétroéclairage

Pièces automobiles

Usinage, emboutissage et assemblage, y compris freins, pièces de suspension, chauffage et climatisation, équipements antipollution, éclairage de véhicules

Électrique et électronique

Systèmes d'allumage, radios, moteurs, contrôleurs

Quincaillerie et garniture dure

Panneaux de carrosserie extérieurs moulés en polymère, composants de garniture

Garniture douce

Coussins de siège, sièges composés, ensembles de tableau de bord, panneaux de carrosserie intérieurs

Assemblage de véhicules

Carrosserie, peinture, montage châssis, montage final

Dépôts de pièces

Entreposage, peinture et assemblage de pièces, emballage et expédition

 

Figure 1. Organigramme de la production automobile. 

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La main-d'œuvre est majoritairement masculine. Aux États-Unis, par exemple, c'est environ 80 % d'hommes. L'emploi des femmes est plus élevé dans les garnitures et autres procédés de fabrication plus légers. Les possibilités de transfert d'emploi d'un travail horaire à un travail de bureau ou à un emploi technique et professionnel sont limitées. Cependant, les superviseurs de chaînes de montage sont souvent issus des unités de production et de maintenance. Environ 20 % des employés horaires sont employés dans les métiers spécialisés, bien que la proportion d'employés dans une installation particulière qui sont dans des métiers spécialisés varie considérablement, de moins de 10 % dans les opérations d'assemblage à près de 50 % dans les opérations d'emboutissage. En raison des contractions des niveaux d'emploi au cours de la décennie des années 1980, l'âge moyen de la main-d'œuvre à la fin des années 1990 dépasse 45 ans, l'embauche de nouveaux travailleurs n'apparaissant que depuis 1994.

Principaux secteurs et processus

Coulée ferreuse

La fonderie ou la coulée de métal implique le versement de métal fondu dans un creux à l'intérieur d'un moule résistant à la chaleur, qui est la forme extérieure ou négative du motif de l'objet métallique souhaité. Le moule peut contenir un noyau pour déterminer les dimensions de toute cavité interne dans l'objet métallique final. Le travail de fonderie comprend les étapes de base suivantes :

  • faire un modèle de l'article désiré à partir de bois, de métal, de plastique ou d'un autre matériau
  • fabriquer le moule en versant du sable et un liant autour du motif et en le compactant ou en le fixant
  • enlever le modèle, insérer tout noyau et assembler le moule
  • fusion et affinage du métal dans un four
  • verser le métal en fusion dans le moule
  • refroidissement de la coulée de métal
  • retirer le moule et le noyau de la pièce moulée en métal par le procédé de « poinçonnage » (pour les petites pièces moulées) et par cribles vibrants (shakeout) ou hydro-dynamitage
  • enlever le métal supplémentaire (par exemple, le métal dans la carotte - la voie par laquelle le métal en fusion pénètre dans le moule) et le sable brûlé du moulage fini (ébavurage) par sablage avec de la grenaille d'acier, écaillage manuel et meulage.

 

Les fonderies ferreuses du type de production sont un processus caractéristique de l'industrie automobile. Ils sont utilisés dans l'industrie automobile pour produire des blocs moteurs, des culasses et d'autres pièces. Il existe deux types de base de fonderies ferreuses : les fonderies de fonte grise et les fonderies de fonte ductile. Les fonderies de fonte grise utilisent de la ferraille ou de la fonte brute (lingots neufs) pour fabriquer des pièces moulées en fonte standard. Les fonderies de fonte ductile ajoutent du magnésium, du cérium ou d'autres additifs (souvent appelés additifs à la louche) aux poches de métal en fusion avant coulage pour la fabrication de pièces moulées en fonte nodulaire ou malléable. Les différents additifs ont peu d'impact sur les expositions en milieu de travail.

Les fonderies automobiles typiques utilisent des cubilots ou des fours à induction pour faire fondre le fer. Un cubilot est un grand four vertical, ouvert en haut, avec des portes battantes en bas. Il est chargé par le haut de couches alternées de coke, de calcaire et de métal ; le métal en fusion est retiré au fond. Un four à induction fait fondre le métal en faisant passer un courant électrique élevé à travers des bobines de cuivre à l'extérieur du four. Cela induit un courant électrique dans le bord extérieur de la charge métallique, qui chauffe le métal en raison de la résistance électrique élevée de la charge métallique. La fusion progresse de l'extérieur de la charge vers l'intérieur.

Dans les fonderies ferreuses, les moules sont traditionnellement fabriqués à partir de sable vert (sable siliceux, poussière de charbon, argile et liants organiques), qui est coulé autour du modèle, qui est généralement en deux parties, puis compacté. Cela peut être fait manuellement ou mécaniquement sur un tapis roulant dans les fonderies de production. Le modèle est ensuite retiré et le moule assemblé mécaniquement ou manuellement. Le moule doit avoir une carotte.

Si la pièce moulée en métal doit avoir un intérieur creux, un noyau doit être inséré dans le moule. Les noyaux peuvent être fabriqués à partir de résines phénol-formaldéhyde thermodurcissables (ou résines similaires) mélangées à du sable qui est ensuite chauffé (boîte chaude méthode) ou à partir de mélanges uréthane/sable durcis aux amines qui durcissent à température ambiante (boîte froide méthode). Le mélange résine/sable est versé dans une boîte à noyau qui présente une cavité à la forme souhaitée du noyau.

Les produits fabriqués dans les pièces moulées en fonte grise sont généralement de grande taille, tels que les blocs moteurs. La taille physique augmente les risques physiques au travail et présente également des problèmes de contrôle de la poussière plus difficiles.

Contaminants atmosphériques dans les procédés de fonderie

Poussières contenant de la silice. Les poussières contenant de la silice se retrouvent dans la finition, dans le décochage-défonçage, dans le moulage, dans le noyautage et dans les activités de maintenance des systèmes de sablage et de fonte. Les études d'échantillonnage de l'air au cours des années 1970 ont généralement révélé des surexpositions multiples à la silice, avec les niveaux les plus élevés dans la finition. Les expositions étaient plus élevées dans les fonderies de production mécanisée que dans les ateliers. Les mesures de contrôle améliorées, y compris l'enceinte et l'évacuation des systèmes de sable et le décochage, la mécanisation et les mesures périodiques d'hygiène industrielle ont réduit les niveaux. Des conceptions de ventilation standard sont disponibles pour la plupart des opérations de fonderie. Des expositions au-dessus des limites actuelles persistent dans les opérations de finition en raison d'une élimination inadéquate du sable après le décochage et de la silice brûlée sur les surfaces de coulée.

Monoxyde de carbone. Des niveaux de monoxyde de carbone extrêmement dangereux sont rencontrés lors de la maintenance du cubilot et lors des perturbations de la ventilation du procédé dans le département de fusion. Des niveaux excessifs peuvent également être rencontrés dans les tunnels de refroidissement. Les expositions au monoxyde de carbone ont également été associées à la fonte des cubilots et à la combustion de matériaux carbonés dans des moules de sable vert. L'exposition au dioxyde de soufre d'origine inconnue peut également se produire, peut-être à partir de contaminants soufrés dans la moisissure.

Fumées métalliques. Les fumées métalliques se retrouvent dans les opérations de fusion et de coulée. Il est nécessaire d'utiliser des hottes de compensation au-dessus des stations de coulée afin d'évacuer à la fois les fumées métalliques et les gaz de combustion. Des expositions excessives aux vapeurs de plomb sont parfois rencontrées dans les fonderies de fer et sont omniprésentes dans les fonderies de laiton ; les vapeurs de plomb dans la fonte grise proviennent de la contamination par le plomb des matériaux de départ de la ferraille.

Autres dangers chimiques et physiques. Le formaldéhyde, les vapeurs d'amine et les produits de pyrolyse des isocyanates peuvent être trouvés dans les produits de noyautage et de combustion du noyau. Le noyautage à haute production est caractéristique de l'industrie automobile. Le noyautage au phénol-formaldéhyde en boîte chaude a remplacé les noyaux de sables bitumineux au milieu des années 1960 et a entraîné des expositions importantes au formaldéhyde, ce qui, à son tour, a augmenté les risques d'irritation respiratoire, d'anomalies de la fonction pulmonaire et de cancer du poumon. La protection nécessite une ventilation par aspiration locale (LEV) au niveau de la machine à noyau, des stations de contrôle du noyau et du convoyeur et des résines à faibles émissions. Lorsque le noyautage au phénol-formaldéhyde a été remplacé par des systèmes de polyuréthane durcis aux amines en boîte froide, un entretien efficace des joints au niveau de la boîte à noyaux et de la LEV où les noyaux sont stockés avant l'insertion dans le moule, est nécessaire pour protéger les employés contre les effets oculaires de vapeurs d'amines.

Les travailleurs qui sont employés dans ces zones devraient subir des examens médicaux avant le placement et périodiques, y compris une radiographie pulmonaire examinée par un lecteur expert, un test de la fonction pulmonaire et un questionnaire sur les symptômes, qui sont essentiels pour détecter les premiers signes de pneumoconiose, de bronchite chronique et de emphysème. Des audiogrammes périodiques sont nécessaires, car les protections auditives sont souvent inefficaces.

Des niveaux élevés de bruit et de vibrations sont rencontrés dans des processus tels que le chargement du four, le décorticage mécanique, le décapage et l'éjection des pièces moulées et l'ébavurage avec des outils pneumatiques.

Les procédés de fonderie consomment beaucoup de chaleur. La charge de chaleur rayonnante lors de la fusion, de la coulée, du décochage, de l'extraction du noyau et de l'extraction de la carotte nécessite des mesures de protection spéciales. Certaines de ces mesures comprennent une augmentation du temps de relève (absence du travail), ce qui est une pratique courante. Un soulagement supplémentaire pendant les mois chauds d'été est également couramment fourni. Les travailleurs doivent être équipés de vêtements de protection contre la chaleur et de protection des yeux et du visage afin de prévenir la formation de cataractes. Les zones de pause climatisées à proximité de la zone de travail améliorent la valeur protectrice du soulagement de la chaleur.

Moulage d'aluminium

La fonderie d'aluminium (fonderie et moulage sous pression) est utilisée pour produire des culasses, des carters de transmission, des blocs moteurs et d'autres pièces automobiles. Ces installations coulent généralement les produits dans des moules permanents, avec et sans noyaux de sable, bien que le procédé de mousse perdue ait été introduit. Dans le procédé de mousse perdue, le motif en mousse de polystyrène n'est pas retiré du moule mais est vaporisé par le métal en fusion. Le moulage sous pression implique le forçage de métal en fusion sous pression dans des moules ou des matrices métalliques. Il est utilisé pour fabriquer un grand nombre de petites pièces précises. Le moulage sous pression est suivi d'un enlèvement de garniture sur une presse à forger et de quelques activités de finition. L'aluminium peut être fondu sur place ou il peut être livré sous forme fondue.

Des dangers peuvent survenir en raison d'une pyrolyse importante du noyau. Les expositions à la silice peuvent être trouvées dans les fonderies à moules permanents où de gros noyaux sont présents. Un échappement local lors du décochage est nécessaire pour éviter des niveaux d'exposition dangereux.

Autres moulages non ferreux

D'autres procédés de moulage sous pression et de galvanoplastie non ferreux sont utilisés pour produire les garnitures des produits automobiles, la quincaillerie et les pare-chocs. La galvanoplastie est un processus dans lequel un métal est déposé sur un autre métal par un processus électrochimique.

Les garnitures en métal brillant étaient traditionnellement en zinc moulé sous pression, successivement plaquées de cuivre, de nickel et de chrome, puis finies par polissage. Les pièces du carburateur et de l'injecteur de carburant sont également moulées sous pression. L'extraction manuelle des pièces des machines de moulage sous pression est de plus en plus remplacée par l'extraction mécanique, et les pièces en métal brillant sont remplacées par des pièces en métal peint et en plastique. Les pare-chocs étaient fabriqués par emboutissage d'acier, suivi d'un placage, mais ces méthodes sont de plus en plus remplacées par l'utilisation de pièces en polymère dans les véhicules de tourisme.

La galvanoplastie avec du chrome, du nickel, du cadmium, du cuivre, etc. est normalement effectuée dans des ateliers séparés et implique une exposition, une inhalation ou un contact avec les vapeurs des bains de placage acide. Une incidence accrue de cancer a été associée aux brouillards d'acide chromique et d'acide sulfurique. Ces brouillards sont également extrêmement corrosifs pour la peau et les voies respiratoires. Les bains de galvanoplastie doivent être étiquetés quant au contenu et doivent être équipés de systèmes spéciaux d'aspiration locale push-pull. Des agents de tension superficielle anti-mousse doivent être ajoutés au liquide afin de minimiser la formation de brouillard. Les travailleurs doivent porter une protection des yeux et du visage, une protection des mains et des bras et des tabliers. Les travailleurs ont également besoin de contrôles de santé périodiques.

L'insertion et le retrait de composants dans des réservoirs à ciel ouvert sont des opérations très dangereuses qui sont de plus en plus mécanisées. Le polissage et le polissage des composants plaqués sur les courroies ou les disques en feutre sont ardus et impliquent une exposition à la poussière de coton, de chanvre et de lin. Ce risque peut être minimisé en fournissant un montage ou en mécanisant avec des machines de polissage de type transfert.

Forgeage et traitement thermique

Le forgeage à chaud et le forgeage à froid suivis d'un traitement thermique sont utilisés pour produire des pièces de moteur, de transmission et de suspension et d'autres composants.

Historiquement, le forgeage automobile impliquait de chauffer des billettes de fer (barres) dans des fours à mazout individuels installés à proximité de forges à marteaux à vapeur fonctionnant individuellement. Dans ces forges à marteaux, le fer chauffé est placé dans la moitié inférieure d'une matrice métallique ; la moitié supérieure de la matrice est fixée au marteau-pilon. Le fer est façonné à la taille et à la forme souhaitées par de multiples impacts du marteau-piqueur. Aujourd'hui, ces procédés sont remplacés par le chauffage par induction des billettes, qui sont travaillées dans des presses à forger, qui utilisent la pression au lieu de l'impact pour former la pièce métallique, et les forges à marteaux (refouleurs) ou par forgeage à froid suivi d'un traitement thermique.

Le processus de forgeage est extrêmement bruyant. L'exposition au bruit peut être réduite en remplaçant les fours à mazout par des dispositifs de chauffage par induction et les marteaux à vapeur par des presses à forger et des refouleurs. Le processus est également fumeux. La fumée d'huile peut être réduite en modernisant la fournaise.

Le forgeage et le traitement thermique sont des opérations intensives en chaleur. Un refroidissement ponctuel à l'aide d'air d'appoint qui circule au-dessus des travailleurs dans les zones de traitement est nécessaire pour réduire le stress thermique.

Usinage

L'usinage à haute production de blocs moteurs, de vilebrequins, de transmissions et d'autres composants est caractéristique de l'industrie automobile. Les processus d'usinage se trouvent dans diverses installations de fabrication de pièces et constituent le processus dominant dans la production de moteurs, de transmissions et de roulements. Les composants tels que les arbres à cames, les engrenages, les pignons de différentiel et les tambours de frein sont produits lors d'opérations d'usinage. Les stations d'usinage à une personne sont de plus en plus remplacées par des machines à plusieurs stations, des cellules d'usinage et des lignes de transfert pouvant atteindre 200 mètres de long. Les huiles solubles et les liquides de refroidissement synthétiques et semi-synthétiques prédominent de plus en plus sur les huiles pures.

Les blessures par corps étrangers sont courantes dans les opérations d'usinage; l'augmentation de la manutention mécanique des matériaux et des équipements de protection individuelle sont des mesures préventives clés. L'automatisation accrue, en particulier les longues lignes de transfert, augmente le risque de traumatisme aigu sévère ; l'amélioration de la protection des machines et le verrouillage de l'énergie sont des programmes préventifs.

Le niveau le plus élevé de mesures de contrôle du brouillard de liquide de refroidissement comprend une enceinte complète des stations d'usinage et des systèmes de circulation des fluides, un échappement local dirigé vers l'extérieur ou recirculé uniquement à travers un filtre à haute efficacité, des contrôles du système de refroidissement pour réduire la génération de brouillard et l'entretien du liquide de refroidissement pour contrôler les micro-organismes. L'ajout de nitrite aux fluides contenant des amines doit être interdit en raison du risque de production de nitrosamine. Les huiles à forte teneur en hydrocarbures aromatiques polynucléaires (HAP) ne doivent pas être utilisées.

Dans la cémentation, la trempe, les bains de sels de nitrate et d'autres procédés de traitement thermique des métaux utilisant des fours et des atmosphères contrôlées, le microclimat peut être oppressant et diverses substances toxiques en suspension dans l'air peuvent être rencontrées (par exemple, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, cyanures).

Les préposés aux machines et les travailleurs qui manipulent les copeaux et centrifugent l'huile de coupe avant la filtration et la régénération sont exposés au risque de dermatite. Les travailleurs exposés devraient recevoir des tabliers résistants à l'huile et être encouragés à se laver soigneusement à la fin de chaque quart de travail.

Le meulage et l'affûtage des outils peuvent présenter un danger de maladie des métaux durs (maladie pulmonaire interstitielle) à moins que l'exposition au cobalt ne soit mesurée et contrôlée. Les meules doivent être équipées d'écrans, et une protection oculaire et faciale ainsi qu'un équipement de protection respiratoire doivent être portés par les broyeurs.

Les pièces usinées sont généralement assemblées en un composant fini, avec les risques ergonomiques qui en découlent. Dans les installations moteurs, les essais et le rodage des moteurs doivent être effectués dans des stations d'essais équipées d'équipements d'élimination des gaz d'échappement (monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, hydrocarbures imbrûlés, aldéhydes, oxydes d'azote) et d'installations antibruit (cabines avec insonorisant murs, plaques d'assise isolées). Les niveaux de bruit peuvent atteindre 100 à 105 dB avec des pics à 600 à 800 Hz.

Estampillage

L'emboutissage de tôles (acier) dans des panneaux de carrosserie et d'autres composants, souvent combinés à un sous-assemblage par soudage, est effectué dans de grandes installations avec de grandes et petites presses mécaniques. Les presses individuelles de chargement et de déchargement ont été successivement remplacées par des dispositifs d'extraction mécaniques et maintenant des mécanismes de transfert à navette qui peuvent également charger, ce qui donne des lignes de presse entièrement automatisées. La fabrication de sous-ensembles tels que les capots et les portes est réalisée avec des presses à souder par résistance et est de plus en plus réalisée dans des cellules avec transfert de pièces par robot.

Le processus principal est l'emboutissage de tôles d'acier, de bandes et de profilés légers sur des presses mécaniques d'une capacité d'environ 20 à 2,000 XNUMX tonnes.

La sécurité des presses modernes nécessite une protection efficace des machines, l'interdiction des mains dans les matrices, des contrôles de sécurité, y compris des commandes bimanuelles anti-arrimage, des embrayages à tour partiel et des contrôleurs de frein, des systèmes d'alimentation et d'éjection automatiques, la collecte des chutes de presse et l'utilisation d'équipements de protection individuelle. comme des tabliers, des protections pour les pieds et les jambes et des protections pour les mains et les bras. Les machines à embrayage à révolution complète et les dispositifs de rappel désuets et dangereux doivent être éliminés. La manipulation de l'acier laminé avec des grues et le chargement des dérouleurs avant le découpage à la tête d'une ligne de presse présentent un grave danger pour la sécurité.

Les opérateurs de presse sont exposés à des niveaux de brouillard importants provenant de composés d'étirage dont la composition est similaire à celle des fluides d'usinage tels que les huiles solubles. Des fumées de soudage sont présentes dans la fabrication. Les expositions au bruit sont élevées dans l'estampage. Les mesures de contrôle du bruit comprennent des silencieux sur les vannes d'air, le revêtement des goulottes métalliques avec un équipement d'amortissement des vibrations, l'insonorisation des chariots de pièces et l'isolation des presses ; le point de fonctionnement de la presse n'est pas le site principal de génération de bruit.

Après pressage, les pièces sont assemblées en sous-ensembles tels que capots et portes à l'aide de presses à souder par résistance. Les risques chimiques comprennent les fumées de soudage provenant principalement du soudage par résistance et des produits de pyrolyse des revêtements de surface, y compris les composés d'étirage et les scellants.

Panneaux de carrosserie et composants de garniture en plastique

Les pièces de garniture métalliques telles que les bandes chromées sont de plus en plus remplacées par des matériaux polymères. Les parties dures du corps peuvent être fabriquées à partir de systèmes de polystyrène polyester renforcé de fibres de verre, de systèmes thermodurcissables acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) ou de polyéthylène. Les systèmes de polyuréthane peuvent être à haute densité pour les parties du corps, telles que les cônes de nez, ou en mousse à faible densité pour les sièges et le rembourrage intérieur.

Le moulage de mousse de polyuréthane présente de graves problèmes de sensibilisation respiratoire par inhalation de monomère di-isocyanate et éventuellement de catalyseurs. Les plaintes persistent dans les opérations qui respectent les limites de di-isocyanate de toluène (TDI). Les expositions au chlorure de méthylène provenant du rinçage des armes à feu peuvent être substantielles. Les stations de coulée ont besoin d'une enceinte et d'un LEV ; les déversements d'isocyanate doivent être minimisés par des dispositifs de sécurité et nettoyés rapidement par des équipes formées. Les incendies dans les fours de séchage sont également un problème dans ces installations. La fabrication des sièges présente des contraintes ergonomiques sévères, qui peuvent être réduites par des fixations, en particulier pour étirer le rembourrage sur les coussins.

L'exposition au styrène provenant de la superposition de fibres de verre doit être contrôlée en enfermant le stockage des tapis et l'évacuation locale. Les poussières provenant du meulage des pièces durcies contiennent de la fibre de verre et doivent également être contrôlées par une ventilation.

Assemblage de véhicules

L'assemblage des composants dans le véhicule fini s'effectue généralement sur un convoyeur mécanisé impliquant plus d'un millier d'employés par quart de travail, avec du personnel de soutien supplémentaire. Le plus grand segment d'employés de l'industrie se trouve dans ce type de processus.

Une usine d'assemblage de véhicules est divisée en unités distinctes : l'atelier de carrosserie, qui peut inclure des activités de sous-assemblage que l'on retrouve également dans un emboutissage ; Peinture; assemblage de châssis ; salle des coussins (qui peut être externalisée); et assemblage final. Les processus de peinture ont évolué vers des formulations à faible teneur en solvant et plus réactives ces dernières années, avec une utilisation croissante des robots et des applications mécaniques. L'atelier de carrosserie est devenu de plus en plus automatisé avec une réduction du soudage à l'arc et le remplacement des pistolets manuels de soudage par points par des robots.

L'assemblage de camions légers (fourgonnettes, camionnettes, véhicules utilitaires sport) est un processus similaire à l'assemblage de voitures. La fabrication de camions lourds, de matériel agricole et de construction implique moins de mécanisation et d'automatisation, des cycles de travail plus longs, un travail physique plus lourd, plus de soudage à l'arc et différents systèmes de peinture.

L'atelier de carrosserie d'une usine de montage assemble la coque du véhicule. Les machines de soudage par résistance peuvent être de type transfert, robotisées ou à commande individuelle. Les machines de soudage par points suspendues sont lourdes et encombrantes à manipuler même lorsqu'elles sont équipées d'un système de contrepoids. Les machines de transfert et les robots ont éliminé de nombreux travaux manuels et soustrait les travailleurs à une exposition étroite et directe au métal chaud, aux étincelles et aux produits de combustion de l'huile minérale qui contamine la tôle. Cependant, une automatisation accrue comporte un risque accru de blessures graves pour les travailleurs de maintenance ; des programmes de verrouillage de l'énergie et des systèmes de protection des machines plus élaborés et automatiques, y compris des dispositifs de détection de présence, sont nécessaires dans les ateliers de carrosserie automatisés. Le soudage à l'arc est utilisé dans une mesure limitée. Lors de ces travaux, les salariés sont exposés à des rayonnements intenses dans le visible et l'ultraviolet et risquent d'inhaler les gaz de combustion. LEV, écrans et cloisons de protection, visières ou lunettes de soudage, gants et tabliers sont nécessaires pour les soudeurs à l'arc.

L'atelier de carrosserie présente les plus grands risques de lacération et de blessure par corps étranger.

Au cours des dernières années, les techniques d'assemblage et les processus de retouche des défauts des panneaux de carrosserie impliquaient des soudures avec des alliages de plomb et d'étain (contenant également des traces d'antimoine). La soudure et en particulier le meulage de l'excès de soudure provoquaient un risque grave d'empoisonnement au plomb, y compris des cas mortels lorsque le procédé a été introduit dans les années 1930. Les mesures de protection comprenaient une cabine de broyage de soudure isolée, des respirateurs fournissant de l'air à pression positive pour les broyeurs de soudure, des installations d'hygiène et une surveillance du plomb dans le sang. Néanmoins, des charges corporelles accrues de plomb et des cas occasionnels d'empoisonnement au plomb parmi les travailleurs et les familles ont persisté dans les années 1970. La soudure de carrosserie au plomb a été éliminée dans les véhicules de tourisme américains. De plus, les niveaux de bruit dans ces processus peuvent aller jusqu'à 95 à 98 dB, avec des pics à 600 à 800 Hz.

Les carrosseries automobiles provenant de l'atelier de carrosserie entrent dans l'atelier de peinture sur un convoyeur où elles sont dégraissées, souvent par l'application manuelle de solvants, nettoyées dans un tunnel fermé (bonderite) et sous-revêtues. La sous-couche est ensuite frottée à la main avec un outil oscillant en utilisant du papier abrasif humide, et les dernières couches de peinture sont appliquées puis durcies dans un four. Dans les ateliers de peinture, les travailleurs peuvent inhaler des vapeurs de toluène, de xylène, de chlorure de méthylène, d'essence minérale, de naphta, d'acétate de butyle et d'amyle et d'alcool méthylique provenant du nettoyage de la carrosserie, de la cabine et des pistolets à peinture. La peinture au pistolet est effectuée dans des cabines à courant descendant avec une alimentation en air filtré en continu. La vapeur de solvant dans les stations de peinture est généralement bien contrôlée par une ventilation à tirage descendant, nécessaire à la qualité du produit. L'inhalation de particules de peinture était autrefois moins bien contrôlée, et certaines peintures du passé contenaient des sels de chrome et de plomb. Dans une cabine bien contrôlée, les travailleurs ne devraient pas avoir à porter d'équipement de protection respiratoire pour se conformer aux limites d'exposition. Beaucoup portent volontairement des respirateurs en cas de surpulvérisation. Les peintures polyuréthanes à deux composants récemment introduites ne doivent être pulvérisées que lorsque des casques à adduction d'air sont utilisés avec des temps de rentrée appropriés dans la cabine. Les réglementations environnementales ont stimulé le développement de peintures à haute teneur en solides avec une faible teneur en solvant. Les nouveaux systèmes de résine peuvent générer une exposition substantielle au formaldéhyde, et les peintures en poudre actuellement introduites sont des formulations époxy qui peuvent être des sensibilisants. La recirculation des gaz d'échappement de la cabine de peinture et du four des unités de ventilation du toit vers les zones de travail à l'extérieur de la cabine est une plainte courante ; ce problème peut être évité par des cheminées d'échappement d'une hauteur suffisante.

Dans la production de véhicules utilitaires (camions, tramways, trolleybus) et d'équipements agricoles et de construction, la peinture manuelle au pistolet est encore largement utilisée en raison des grandes surfaces à couvrir et de la nécessité de retouches fréquentes. Les peintures au plomb et au chromate peuvent encore être employées dans ces opérations.

La carrosserie peinte est séchée dans des fours à air chaud et infrarouges équipés d'une ventilation par aspiration, puis rejoint les composants mécaniques dans l'atelier d'assemblage final, où la carrosserie, le moteur et la transmission sont assemblés et la sellerie et les garnitures intérieures sont équipé. C'est ici que le travail de la bande transporteuse apparaît dans sa version la plus aboutie. Chaque travailleur effectue une série de tâches sur chaque véhicule avec des temps de cycle d'environ 1 minute. Le système de convoyage transporte progressivement les carrosseries le long de la chaîne de montage. Ces processus demandent une vigilance constante et peuvent être très monotones et constituer des facteurs de stress sur certains sujets. Bien qu'ils n'imposent normalement pas de plomb métabolique excessif, ces processus impliquent pratiquement tous des facteurs de risque modérés à sévères de troubles musculo-squelettiques.

Les postures ou les mouvements que le travailleur est obligé d'adopter, comme lors de l'installation de composants à l'intérieur du véhicule ou du travail sous le corps (avec les mains et les avant-bras au-dessus du niveau de la tête) sont les risques les plus facilement atténués, bien que la force et la répétition doivent également être réduites pour s'atténuer. facteurs de risque. Après l'assemblage final, le véhicule est testé, fini et expédié. L'inspection peut se limiter à des essais de rouleaux sur un banc à rouleaux (où la ventilation des gaz d'échappement est importante) ou peut inclure des essais sur piste sur différents types de surface, des essais d'étanchéité à l'eau et à la poussière et des essais sur route en dehors de l'usine.

Dépôts de pièces

Les dépôts de pièces font partie intégrante de la distribution du produit fini et de la fourniture des pièces de rechange. Les travailleurs de ces entrepôts à haute production utilisent des préparateurs de commandes pour récupérer les pièces à partir d'emplacements surélevés, avec des systèmes de livraison de pièces automatisés en trois équipes. La manipulation manuelle des pièces emballées est courante. La peinture et d'autres processus de production peuvent être trouvés dans les dépôts de pièces.

Essais de prototypes

Les essais de prototypes automobiles sont spécialisés dans l'industrie. Les conducteurs d'essai sont exposés à une variété de contraintes physiologiques, telles que des accélérations et des décélérations violentes, des secousses et des vibrations, du monoxyde de carbone et des gaz d'échappement, du bruit, des périodes de travail de durée prolongée et des conditions ambiantes et climatiques différentes. Les conducteurs d'endurance subissent des contraintes particulières. Des accidents de véhicules mortels se produisent dans cette profession.

Assemblage de camions lourds et d'équipements agricoles et de construction

Les processus dans ces secteurs industriels sont essentiellement les mêmes que dans l'assemblage des voitures et des camions légers. Les contrastes incluent : rythme de production plus lent, y compris les opérations hors chaîne de montage ; plus de soudage à l'arc ; rivetage de cabines de camions; déplacement de composants par grue ; utilisation de pigments contenant du chromate ; et diesel au démarrage en fin de chaîne de montage. Ces secteurs comprennent plus de producteurs par rapport au volume et sont moins intégrés verticalement.

Fabrication de locomotives et de wagons

Les segments distincts de la fabrication de matériel ferroviaire comprennent les locomotives, les voitures voyageurs, les wagons de marchandises et les voitures voyageurs automotrices électriques. Par rapport à la fabrication de voitures et de camions, les processus d'assemblage impliquent des cycles plus longs ; on compte davantage sur les grues pour la manutention des matériaux ; et le soudage à l'arc est plus utilisé. La grande taille des produits rend difficile le contrôle technique des opérations de peinture au pistolet et crée des situations où les travailleurs sont complètement enfermés dans le produit pendant le soudage et la peinture au pistolet.

Problèmes de santé et schémas pathologiques

Les processus de production ne sont pas uniques à l'industrie automobile, mais souvent l'échelle de production et le degré élevé d'intégration et d'automatisation se combinent pour présenter des risques particuliers pour les employés. Les risques pour les employés de cette industrie complexe doivent être répartis en trois dimensions : type de processus, groupe de classification des emplois et résultat négatif.

Les résultats indésirables avec des causes et des méthodes de prévention distinctes peuvent être distingués comme suit : blessures aiguës mortelles et graves ; les blessures en général ; troubles traumatiques répétés; effets chimiques à court terme; maladie professionnelle due à une exposition chimique à long terme; les dangers du secteur des services (y compris les maladies infectieuses et la violence initiée par le client ou le client) ; et les risques liés à l'environnement de travail tels que le stress psychosocial.

Les groupes de classification des emplois dans l'industrie automobile peuvent utilement être divisés par des spectres de risques divergents : métiers spécialisés (maintenance, service, fabrication et installation d'équipements de production) ; manutention mécanique (opérateurs de camions industriels et de grues motorisés); service de production (y compris maintenance et nettoyeurs non qualifiés); la production fixe (le groupe le plus important, y compris les assembleurs et les opérateurs de machines) ; administratif et technique; et exécutif et gestionnaire.

Résultats en matière de santé et de sécurité communs à tous les processus

Selon le Bureau of Labor Statistics des États-Unis, l'industrie automobile a l'un des taux de blessures les plus élevés dans l'ensemble, avec 1 employé sur 3 blessé chaque année, 1 sur 10 suffisamment gravement pour perdre du temps de travail. Le risque à vie de décès au travail suite à une blessure traumatique aiguë est de 1 sur 2,000 XNUMX. Certains risques sont généralement caractéristiques de groupes professionnels dans l'ensemble de l'industrie. D'autres dangers, notamment chimiques, sont caractéristiques de procédés de production spécifiques.

Les métiers spécialisés et les métiers de la manutention mécanique présentent un risque élevé de blessures traumatiques aiguës mortelles et graves. Les métiers spécialisés représentent moins de 20 % de la main-d'œuvre, mais subissent 46 % des accidents du travail mortels. Les métiers de la manutention mécanique enregistrent 18 % des décès. Les décès dans les métiers spécialisés surviennent en grande partie lors des activités de maintenance et de service, l'énergie non contrôlée étant la principale cause. Les mesures préventives comprennent des programmes de verrouillage de l'énergie, la protection des machines, la prévention des chutes et la sécurité des camions et des grues, tous basés sur une analyse dirigée de la sécurité des tâches.

En revanche, les postes de production fixes souffrent de taux plus élevés de blessures en général et de troubles traumatiques répétés, mais présentent un risque réduit de blessures mortelles. Les blessures musculo-squelettiques, y compris les troubles traumatiques répétés et les foulures et entorses étroitement liées causées par un effort excessif ou des mouvements répétitifs, représentent 63 % des blessures invalidantes dans les installations d'assemblage et environ la moitié des blessures dans d'autres types de processus. Les principales mesures de prévention sont des programmes d'ergonomie basés sur l'analyse des facteurs de risque et la réduction structurée de la force, de la fréquence et des contraintes posturales des emplois à haut risque.

Les professions des services de production et les métiers spécialisés sont confrontés à la majorité des risques chimiques aigus et de haut niveau. Généralement, ces expositions se produisent pendant le nettoyage de routine, la réponse aux déversements et aux perturbations de processus et à l'entrée dans un espace confiné pendant les activités de maintenance et d'entretien. Les expositions aux solvants sont prédominantes parmi ces situations dangereuses. Les conséquences à long terme sur la santé de ces fortes expositions intermittentes ne sont pas connues. Les employés qui goudronnent les planchers de blocs de bois dans de nombreuses installations ou brûlent les boulons de plancher dans les usines d'emboutissage sont fortement exposés aux substances volatiles cancérigènes du brai de goudron de houille. Une surmortalité par cancer du poumon a été observée dans ces groupes. Les mesures préventives se concentrent sur l'entrée dans les espaces confinés et les déchets dangereux et les programmes d'intervention d'urgence, bien que la prévention à long terme dépende du changement de processus pour éliminer l'exposition.

Les effets de l'exposition chronique aux produits chimiques et à certains agents physiques sont plus évidents chez les travailleurs de la production fixe, principalement parce que ces groupes peuvent être étudiés plus facilement. Pratiquement tous les effets indésirables spécifiques au processus décrits ci-dessus résultent d'expositions conformes aux limites d'exposition professionnelle existantes, de sorte que la protection dépendra de la réduction des limites admissibles. À court terme, les meilleures pratiques, notamment des systèmes d'échappement bien conçus et entretenus, permettent de réduire les expositions et les risques.

La perte auditive due au bruit est omniprésente dans tous les segments de l'industrie.

Tous les secteurs de la main-d'œuvre sont soumis au stress psychosocial, bien que ceux-ci soient plus apparents dans les emplois de bureau, techniques, de soutien administratif, de gestion et professionnels en raison de leur exposition généralement moins intense à d'autres risques. Néanmoins, le stress au travail est probablement plus intense chez les employés de la production et de la maintenance, et les effets du stress sont probablement plus importants. Aucun moyen efficace de réduire le stress lié au travail de nuit et au travail posté en rotation n'a été mis en œuvre, bien que les accords de préférence de poste permettent une certaine auto-sélection et que les primes de poste rémunèrent les employés affectés à des postes hors poste. L'acceptation des quarts de travail rotatifs par la main-d'œuvre est historique et culturelle. Les employés des métiers spécialisés et de l'entretien font beaucoup plus d'heures supplémentaires et pendant les congés, les congés et les fermetures, comparativement aux employés de la production. Les horaires de travail typiques comprennent deux quarts de production et un quart de maintenance plus court ; cela offre une flexibilité pour les heures supplémentaires en période de production accrue.

La discussion qui suit regroupe les risques chimiques et certains risques physiques spécifiques par type de production et traite des blessures et des risques ergonomiques par classification de poste.

Fonderies

Les fonderies se distinguent parmi les processus de l'industrie automobile avec un taux de mortalité plus élevé, résultant des déversements et des explosions de métal en fusion, de l'entretien du cubilot, y compris la chute du fond, et des risques de monoxyde de carbone lors du regarnissage. Les fonderies signalent une fraction plus élevée de corps étrangers, de contusions et de brûlures et une fraction plus faible de troubles musculo-squelettiques que les autres installations. Les fonderies présentent également les niveaux d'exposition au bruit les plus élevés (Andjelkovich et al. 1990 ; Andjelkovich et al. 1995 ; Koskela 1994 ; Koskela et al. 1976 ; Silverstein et al. 1986 ; Virtamo et Tossavainen 1976).

Un examen récent d'études sur la mortalité, y compris l'industrie automobile américaine, a montré que les travailleurs des fonderies connaissaient des taux accrus de décès par cancer du poumon dans 14 des 15 études (Egan-Baum, Miller et Waxweiller 1981 ; Mirer et al. 1985). Étant donné que des taux élevés de cancer du poumon sont observés chez les travailleurs des salles de nettoyage où l'exposition principale est la silice, il est probable que l'exposition aux poussières mixtes contenant de la silice soit une cause majeure (IARC 1987, 1996), bien que l'on trouve également des expositions aux hydrocarbures aromatiques polynucléaires. Une augmentation de la mortalité due aux maladies respiratoires non malignes a été constatée dans 8 des 11 études. Des décès par silicose ont également été enregistrés. Des études cliniques ont révélé des changements aux rayons X caractéristiques de la pneumoconiose, des déficits de la fonction pulmonaire caractéristiques de l'obstruction et une augmentation des symptômes respiratoires dans les fonderies de production modernes avec les niveaux de contrôle les plus élevés. Ces effets découlent des conditions d'exposition qui ont prévalu à partir des années 1960 et indiquent fortement que les risques pour la santé persistent également dans les conditions actuelles.

Les effets de l'amiante sont trouvés aux rayons X chez les travailleurs de la fonderie; les victimes comprennent les travailleurs de la production et de l'entretien ayant des expositions identifiables à l'amiante.

Opérations d'usinage

Un examen récent des études de mortalité chez les travailleurs des opérations d'usinage a révélé une augmentation apparente liée à l'exposition des cancers de l'estomac, de l'œsophage, du rectum, du pancréas et du larynx dans plusieurs études (Silverstein et al. 1988; Eisen et al. 1992). Les agents cancérigènes connus historiquement présents dans les liquides de refroidissement comprennent les composés aromatiques polynucléaires, les nitrosamines, les paraffines chlorées et le formaldéhyde. Les formulations actuelles contiennent des quantités réduites de ces agents, et les expositions aux particules de liquide de refroidissement sont réduites, mais le risque de cancer peut encore se produire avec les expositions actuelles. Des études cliniques ont documenté l'asthme professionnel, l'augmentation des symptômes respiratoires, la baisse de la fonction pulmonaire et, dans un cas, la maladie du légionnaire associée à l'exposition au brouillard de liquide de refroidissement (DeCoufle 1978 ; Vena et al. 1985 ; Mallin, Berkeley et Young 1986 ; Park et al. 1988 ; Delzell et al. 1993). Les effets respiratoires sont plus importants avec les huiles synthétiques et solubles, qui contiennent des irritants chimiques tels que les sulfonates de pétrole, le tallöl, les éthanolamines, le formaldéhyde et les biocides donneurs de formaldéhyde, ainsi que des produits bactériens tels que l'endotoxine. Les troubles cutanés sont encore fréquents chez les travailleurs de l'usinage, avec des problèmes plus importants signalés pour ceux qui sont exposés à des fluides synthétiques.

Opérations de métal pressé

Les risques de blessures caractéristiques dans les travaux de presse mécaniques sont les blessures par écrasement et amputation, en particulier des mains, dues au coincement dans la presse, et les blessures aux mains, aux pieds et aux jambes, causées par la ferraille de la presse.

Les installations de métal pressé ont deux fois plus de blessures par lacération que les installations de l'industrie automobile en général. De telles opérations ont une proportion plus élevée de travailleurs qualifiés que la moyenne pour l'industrie, surtout si la construction de matrices est poursuivie sur place. Le changement d'outil est une activité particulièrement dangereuse.

Les études de mortalité dans l'industrie de l'estampage des métaux sont limitées. Une de ces études a révélé une augmentation de la mortalité due au cancer de l'estomac; un autre a constaté une augmentation de la mortalité par cancer du poumon chez les soudeurs de maintenance et les mécaniciens de chantier exposés aux composés volatils du brai de houille.

Quincaillerie et galvanoplastie

Une étude sur la mortalité des employés d'une usine de quincaillerie automobile a révélé une surmortalité due au cancer du poumon chez les travailleurs des départements qui intégraient le zinc moulé sous pression et la galvanoplastie. Le brouillard d'acide chromique et sulfurique ou la fumée moulée sous pression en étaient probablement les causes.

Assemblage de véhicules

Les taux de blessures, y compris les troubles traumatiques cumulatifs (CTD), sont désormais les plus élevés dans l'assemblage de tous les processus du secteur automobile, en grande partie en raison du taux élevé de troubles musculo-squelettiques dus au travail répétitif ou au surmenage. Les troubles musculo-squelettiques représentent plus de 60 % des blessures invalidantes dans ce secteur.

Plusieurs études sur la mortalité dans les usines d'assemblage ont observé une augmentation des décès par cancer du poumon. Aucun processus spécifique au sein du secteur de l'assemblage n'a été mis en cause, ce problème reste donc à l'étude.

Essais de prototypes

Des accidents de véhicules mortels se produisent dans cette profession.

Travail de conception

Les équipes de conception des constructeurs automobiles ont fait l'objet de préoccupations en matière de santé et de sécurité. Les matrices prototypes sont fabriquées en construisant d'abord le motif en bois, en utilisant du bois extrêmement dur, des stratifiés et des panneaux de particules. Les modèles en plastique sont fabriqués par stratification de fibre de verre avec des résines polyester-polystyrène. Les modèles métalliques sont essentiellement des matrices construites par usinage de précision. Des études répétées ont montré que les fabricants de modèles et de modèles en bois, en plastique et en métal souffraient d'une incidence et d'une mortalité excessives dues au cancer du côlon et du rectum. Un agent spécifique n'a pas été identifié.

Questions environnementales et de santé publique

La réglementation environnementale visant les sources fixes dans l'industrie automobile concerne principalement les composés organiques volatils provenant de la peinture au pistolet et d'autres revêtements de surface. La pression pour réduire la teneur en solvant des peintures a en effet modifié la nature des revêtements utilisés. Ces règles concernent les fournisseurs et les usines de pièces ainsi que l'assemblage des véhicules. Les fonderies sont réglementées pour les émissions atmosphériques de particules et de dioxyde de soufre, tandis que le sable usé est traité comme un déchet dangereux.

Les émissions des véhicules et la sécurité des véhicules sont des questions critiques de santé publique et de sécurité réglementées en dehors du domaine professionnel.

 

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