Les avions de la catégorie transport sont utilisés pour le transport de passagers et de fret dans l'industrie du transport aérien/fret aérien. Le processus de fabrication et de maintenance implique des opérations qui retirent, fabriquent, modifient et/ou installent des composants partout dans l'avion lui-même. Ces avions varient en taille, mais certains (par exemple, Boeing 747, Airbus A340) sont parmi les plus gros avions du monde. En raison de la taille de l'avion, certaines opérations nécessitent que le personnel travaille en hauteur au-dessus du sol ou de la surface du sol.

Il existe de nombreuses situations de chute potentielles dans les opérations de fabrication et de maintenance des aéronefs dans l'ensemble de l'industrie du transport aérien. Bien que chaque situation soit unique et puisse nécessiter une solution de protection différente, la méthode préférée de protection contre les chutes consiste à prévention passe par un plan agressif d'identification et de contrôle des dangers.

Une protection efficace contre les chutes implique un engagement institutionnel traitant de tous les aspects de l'identification et du contrôle des dangers. Chaque exploitant doit continuellement évaluer son exploitation pour des expositions spécifiques aux chutes et élaborer un plan de protection suffisamment complet pour traiter chaque exposition tout au long de son exploitation. 

Risques de chute

 Chaque fois qu'un individu est élevé, il a le potentiel de tomber à un niveau inférieur. Les chutes d'altitude entraînent souvent des blessures graves ou des décès. Pour cette raison, des règlements, des normes et des politiques ont été élaborés pour aider les entreprises à faire face aux risques de chute tout au long de leurs opérations.

Une exposition au risque de chute consiste en toute situation dans laquelle une personne travaille à partir d'une surface surélevée où cette surface est à plusieurs pieds au-dessus du niveau inférieur suivant. L'évaluation de l'exploitation pour ces expositions implique l'identification de toutes les zones ou tâches où il est possible que des personnes soient exposées à des surfaces de travail surélevées. Une bonne source d'information est constituée par les dossiers de blessures et de maladies (statistiques du travail, registres d'assurance, dossiers de sécurité, dossiers médicaux, etc.); cependant, il est important de regarder plus loin que les événements historiques. Chaque zone de travail ou processus doit être évalué pour déterminer s'il existe des cas où le processus ou la tâche nécessite que l'individu travaille à partir d'une surface ou d'une zone élevée à plusieurs pieds au-dessus de la surface inférieure suivante.

 Catégorisation des situations de chute

 Pratiquement toute tâche de fabrication ou de maintenance effectuée sur l'un de ces aéronefs peut exposer le personnel à des risques de chute en raison de la taille de l'aéronef. Ces aéronefs sont si gros que pratiquement toutes les zones de l'ensemble de l'aéronef se trouvent à plusieurs pieds au-dessus du niveau du sol. Bien que cela fournisse de nombreuses situations spécifiques où le personnel pourrait être exposé à des risques de chute, toutes les situations peuvent être classées comme travailler à partir de plateformes or travail à partir des surfaces des avions. La division entre ces deux catégories trouve son origine dans les facteurs impliqués dans le traitement des expositions elles-mêmes.

La catégorie de travail à partir de plates-formes implique le personnel utilisant une plate-forme ou un stand pour accéder à l'avion. Cela comprend tout travail effectué à partir d'une surface non aérienne qui est spécifiquement utilisée pour accéder à l'aéronef. Les tâches exécutées à partir des systèmes d'amarrage des aéronefs, des plates-formes d'aile, des supports de moteur, des chariots élévateurs, etc. seraient toutes dans cette catégorie. Les expositions potentielles aux chutes des surfaces de cette catégorie peuvent être traitées avec des systèmes de protection contre les chutes traditionnels ou une variété de lignes directrices qui existent actuellement.

La catégorie des travaux à partir des surfaces de l'aéronef implique que le personnel utilise la surface de l'aéronef elle-même comme plate-forme d'accès. Cela comprend tout travail effectué à partir d'une surface réelle d'aéronef, comme les ailes, les stabilisateurs horizontaux, les fuselages, les moteurs et les mâts moteurs. Les expositions potentielles aux chutes des surfaces de cette catégorie sont très diverses en fonction de la tâche de maintenance spécifique et nécessitent parfois des approches de protection non conventionnelles.

La raison de la distinction entre ces deux catégories devient claire lorsque l'on tente de mettre en œuvre des mesures de protection. Les mesures de protection sont les étapes qui sont prises pour éliminer ou contrôler chaque exposition à l'automne. Les méthodes de contrôle des risques de chute peuvent être des contrôles techniques, des équipements de protection individuelle (EPI) ou des contrôles procéduraux.

 Contrôles d'ingénierie

 Les contrôles techniques sont les mesures qui consistent à modification de l'installation de manière à minimiser l'exposition de l'individu. Quelques exemples de contrôles techniques sont les balustrades, les murs ou la reconstruction de zones similaires. Les contrôles techniques sont la méthode privilégiée pour protéger le personnel contre les risques de chute.

Les contrôles techniques sont la mesure la plus couramment utilisée pour les plates-formes à la fois dans la fabrication et la maintenance. Ils consistent généralement en des garde-corps standard; cependant, toute barrière sur tous les côtés ouverts d'une plate-forme protège efficacement le personnel contre l'exposition aux chutes. Si la plate-forme était positionnée juste à côté de l'avion, comme c'est courant, le côté à côté de l'avion n'aurait pas besoin de rails, car la protection est assurée par l'avion lui-même. Les expositions à gérer sont alors limitées aux interstices entre la plateforme et l'aéronef.

Les commandes d'ingénierie ne se trouvent généralement pas dans la maintenance des surfaces de l'avion, car toutes les commandes d'ingénierie conçues dans l'avion ajoutent du poids et diminuent l'efficacité de l'avion pendant le vol. Les commandes elles-mêmes s'avèrent inefficaces lorsqu'elles sont conçues pour protéger le périmètre d'une surface d'aéronef, car elles doivent être spécifiques au type, à la zone et à l'emplacement de l'aéronef et doivent être positionnées sans endommager l'aéronef.

La figure 1 montre un système de rail portable pour une aile d'avion. Les contrôles techniques sont largement utilisés pendant les processus de fabrication à partir des surfaces des aéronefs. Ils sont efficaces pendant la fabrication car les processus se produisent au même endroit avec la surface de l'avion dans la même position à chaque fois, de sorte que les commandes peuvent être personnalisées à cet endroit et à cette position.

Une alternative aux garde-corps pour les contrôles techniques consiste à placer des filets autour de la plate-forme ou de la surface de l'avion pour attraper les individus lorsqu'ils tombent. Ceux-ci sont efficaces pour arrêter la chute d'une personne mais ne sont pas préférés, car des personnes peuvent être blessées lors de l'impact avec le filet lui-même. Ces systèmes nécessitent également une procédure formelle de sauvetage/récupération du personnel une fois qu'il est tombé dans les filets.

Figure 1. Système ferroviaire portable Boeing 747 ; un système de garde-corps à deux côtés se fixe sur le côté du corps de l'avion, offrant une protection contre les chutes pendant les travaux sur la porte d'aile et le toit de l'aile.

Avec l'aimable autorisation de la société Boeing

Équipement de protection individuelle (EPI) et produits de sécurité au travail

L'EPI pour les chutes se compose d'un harnais complet avec une longe attachée à une ligne de vie ou à un autre ancrage approprié. Ces systèmes sont généralement utilisés pour l'arrêt des chutes ; cependant, ils peuvent également être utilisés dans un système antichute.

Utilisé dans un système antichute personnel (PFAS), l'EPI peut être un moyen efficace pour empêcher un individu d'impacter le niveau inférieur suivant lors d'une chute. Pour être efficace, la distance de chute anticipée ne doit pas dépasser la distance au niveau inférieur. Il est important de noter qu'avec un tel système, l'individu peut encore subir des blessures à la suite de l'arrêt de chute lui-même. Ces systèmes nécessitent également une procédure formelle de sauvetage/récupération du personnel une fois qu'il est tombé et a été arrêté.

Les PFAS sont le plus souvent utilisés avec le travail à partir de plates-formes lorsque les contrôles techniques ne sont pas fonctionnels, généralement en raison de la restriction du processus de travail. Ils sont également utilisés avec des travaux à partir de surfaces d'aéronefs en raison des difficultés logistiques associées aux contrôles techniques. Les aspects les plus difficiles des PFAS et du travail à la surface des aéronefs sont la distance de chute en ce qui concerne la mobilité du personnel et le poids supplémentaire de la structure de l'aéronef pour supporter le système. Le problème de poids peut être éliminé en concevant le système pour qu'il se fixe à l'installation autour de la surface de l'aéronef, plutôt qu'à la structure de l'aéronef ; cependant, cela limite également la capacité de protection contre les chutes à cet emplacement unique de l'installation. La figure 2 montre un portique portable utilisé pour fournir un PFAS. Les PFAS sont plus largement utilisés dans les opérations de maintenance que dans la fabrication, mais sont utilisés dans certaines situations de fabrication.

Figure 2. Portique de moteur assurant la protection contre les chutes pour le travailleur du moteur d'avion.

Avec l'aimable autorisation de la société Boeing

Un système de retenue de chute (FRS) est un système conçu pour empêcher la personne de tomber par-dessus bord. Les FRS sont très similaires aux PFAS en ce sens que tous les composants sont identiques ; cependant, les FRS restreignent l'amplitude de mouvement de l'individu de sorte que l'individu ne peut pas s'approcher suffisamment du bord de la surface pour tomber. Les FRS sont l'évolution préférée des systèmes d'EPI pour les opérations de fabrication et de maintenance, car ils empêchent toute blessure liée aux chutes et ils éliminent le besoin d'un processus de sauvetage. Ils ne sont pas largement utilisés dans les travaux à partir de plates-formes ou de surfaces d'aéronefs, en raison des défis liés à la conception du système afin que le personnel ait la mobilité nécessaire pour effectuer le processus de travail, mais qu'ils ne puissent pas atteindre le bord de la surface. Ces systèmes réduisent le problème de poids / efficacité avec le travail à partir des surfaces de l'avion, car les FRS ne nécessitent pas la force requise par un PFAS. Au moment de l'impression, un seul type d'avion (le Boeing 747) disposait d'un FRS basé sur la cellule. Voir figure 3 et figure 4.

 Figure 3. Système de longe d'aile du Boeing 747.

Avec l'aimable autorisation de la société Boeing

Figure 4. Zones de protection contre les chutes du système de longe d'aile du Boeing 747.

 Avec l'aimable autorisation de la société Boeing

Une ligne de vie horizontale se fixe à des fixations permanentes sur la surface de l'aile, créant six zones de protection contre les chutes. Les employés connectent une longe de 1.5 m à des anneaux en D ou des rallonges de sangle qui glissent le long de la ligne de vie horizontale dans les zones i à iv et sont fixées dans les zones v et vi. Le système permet d'accéder uniquement au bord de l'aile, empêchant la possibilité de tomber de la surface de l'aile.

Contrôles procéduraux

 Les contrôles procéduraux sont utilisés lorsque les contrôles techniques et l'EPI sont inefficaces ou peu pratiques. C'est la méthode de protection la moins appréciée, mais elle est efficace si elle est gérée correctement. Les contrôles procéduraux consistent à désigner la surface de travail comme une zone restreinte pour les seules personnes qui sont tenues d'y entrer pendant ce processus d'entretien spécifique. La protection contre les chutes est assurée par des procédures écrites très agressives couvrant l'identification de l'exposition aux dangers, la communication et les actions individuelles. Ces procédures atténuent au mieux l'exposition dans les circonstances de la situation. Ils doivent être spécifiques au site et doivent répondre aux dangers spécifiques de cette situation. Ceux-ci sont très rarement utilisés pour les travaux à partir de plates-formes dans la fabrication ou la maintenance, mais ils sont utilisés pour les travaux de maintenance à partir des surfaces d'aéronefs.

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La fabrication de moteurs d'avions, qu'ils soient à pistons ou à réaction, implique la transformation de matières premières en machines de précision extrêmement fiables. Les environnements d'exploitation fortement sollicités associés au transport aérien nécessitent l'utilisation d'une large gamme de matériaux à haute résistance. Des méthodes de fabrication conventionnelles et uniques sont utilisées.

Matériaux de construction

Les moteurs d'avions sont principalement constitués de composants métalliques, bien que ces dernières années aient vu l'introduction de composites plastiques pour certaines pièces. Divers alliages d'aluminium et de titane sont utilisés où la résistance et la légèreté sont primordiales (éléments de structure, sections de compresseur, châssis de moteur). Les alliages de chrome, de nickel et de cobalt sont utilisés là où la résistance aux hautes températures et à la corrosion est requise (sections de chambre de combustion et de turbine). De nombreux alliages d'acier sont utilisés dans les emplacements intermédiaires.

Étant donné que la minimisation du poids sur les avions est un facteur essentiel pour réduire les coûts du cycle de vie (maximisation de la charge utile, minimisation de la consommation de carburant), des matériaux composites avancés ont récemment été introduits en remplacement léger de l'aluminium, du titane et de certains alliages d'acier dans les pièces structurelles et les conduits où les températures élevées ne sont pas ressenties. Ces composites sont principalement constitués de systèmes de polyimide, d'époxy et d'autres résines, renforcés de fibres de verre tissées ou de fibres de graphite.

Opérations de fabrication

Pratiquement toutes les opérations courantes de travail des métaux et d'usinage sont utilisées dans la fabrication de moteurs d'avion. Cela comprend le forgeage à chaud (profils, disques de compresseur), le moulage (composants de structure, châssis de moteur), le meulage, le brochage, le tournage, le perçage, le fraisage, le cisaillage, le sciage, le filetage, le soudage, le brasage et autres. Les procédés associés impliquent la finition des métaux (anodisation, chromatation, etc.), la galvanoplastie, le traitement thermique et la projection thermique (plasma, flamme). La résistance et la dureté élevées des alliages utilisés, combinées à leurs formes complexes et à leurs tolérances de précision, nécessitent des exigences d'usinage plus difficiles et rigoureuses que les autres industries.

Certains des processus de travail des métaux les plus uniques comprennent le fraisage chimique et électrochimique, l'usinage par électroérosion, le perçage au laser et le soudage par faisceau d'électrons. Fraisage chimique et électrochimique impliquent l'enlèvement de métal de grandes surfaces d'une manière qui conserve ou crée un contour. Les pièces, en fonction de leur alliage spécifique, sont placées dans un bain d'acide, de soude caustique ou d'électrolyte contrôlé à haute concentration. Le métal est éliminé par l'action chimique ou électrochimique. Le fraisage chimique est souvent utilisé après le forgeage des profils aérodynamiques pour amener les épaisseurs de paroi dans les spécifications tout en conservant le contour.

Usinage par électroérosion et perçage laser sont généralement utilisés pour faire des trous de petit diamètre et des contours complexes dans les métaux durs. De nombreux trous de ce type sont nécessaires dans les composants de la chambre de combustion et de la turbine à des fins de refroidissement. L'enlèvement de métal est réalisé par l'action thermomécanique à haute fréquence de décharges électro-étincelantes. Le procédé est réalisé dans un bain d'huile minérale diélectrique. L'électrode sert d'image inversée de la coupe souhaitée.

Soudage par faisceau d'électrons est utilisé pour assembler des pièces où une pénétration profonde de la soudure est requise dans des géométries difficiles à atteindre. La soudure est générée par un faisceau d'électrons concentré et accéléré dans une chambre à vide. L'énergie cinétique des électrons frappant la pièce est transformée en chaleur pour le soudage.

Fabrication de plastique composite implique soit des techniques de drapage "humide" soit l'utilisation de toiles pré-imprégnées. Avec la couche humide, le mélange visqueux de résine non durcie est étalé sur une forme d'outillage ou un moule par pulvérisation ou brossage. Le matériau de renfort fibreux est déposé manuellement dans la résine. De la résine supplémentaire est appliquée pour obtenir une uniformité et un contour avec la forme de l'outillage. Le lay-up terminé est ensuite durci dans un autoclave sous chaleur et pression. Les matériaux pré-imprégnés sont constitués de feuilles semi-rigides, prêtes à l'emploi et partiellement durcies de composites résine-fibre. Le matériau est découpé sur mesure, moulé manuellement aux contours de la forme de l'outillage et durci dans un autoclave. Les pièces durcies sont conventionnellement usinées et assemblées dans le moteur.

Inspection et test

Afin d'assurer la fiabilité des moteurs d'avions, un certain nombre de procédures d'inspection, de test et de contrôle de la qualité sont effectuées pendant la fabrication et sur le produit final. Les méthodes d'inspection non destructives courantes comprennent la radiographie, les ultrasons, les particules magnétiques et le ressuage fluorescent. Ils sont utilisés pour détecter d'éventuelles fissures ou défauts internes dans les pièces. Les moteurs assemblés sont généralement testés dans des cellules de test instrumentées avant la livraison au client.

Dangers pour la santé et la sécurité et leurs méthodes de contrôle

Les risques pour la santé associés à la fabrication de moteurs d'avion sont principalement liés à la toxicité des matériaux utilisés et à leur potentiel d'exposition. L'aluminium, le titane et le fer ne sont pas considérés comme significativement toxiques, tandis que le chrome, le nickel et le cobalt sont plus problématiques. Certains composés et états de valence de ces trois derniers métaux ont indiqué des propriétés cancérigènes chez les humains et les animaux. Leurs formes métalliques ne sont généralement pas considérées comme aussi toxiques que leurs formes ioniques, que l'on trouve généralement dans les bains de finition des métaux et les pigments de peinture.

Dans l'usinage conventionnel, la plupart des opérations sont effectuées à l'aide de liquides de refroidissement ou de fluides de coupe qui minimisent la génération de poussières et de fumées en suspension dans l'air. À l'exception du meulage à sec, les métaux ne présentent généralement pas de risques d'inhalation, bien que l'inhalation de brouillards de liquide de refroidissement suscite des inquiétudes. Une bonne quantité de meulage est effectuée, en particulier sur les pièces de moteur à réaction, pour mélanger les contours et amener les profils aérodynamiques dans leurs dimensions finales. De petites meuleuses à main sont généralement utilisées. Lorsqu'un tel broyage est effectué sur des alliages à base de chrome, de nickel ou de cobalt, une ventilation locale est nécessaire. Cela inclut les tables aspirantes et les broyeurs auto-ventilés. La dermatite et le bruit sont des risques supplémentaires pour la santé associés à l'usinage conventionnel. Les employés auront divers degrés de contact cutané avec les liquides de refroidissement et de coupe lors de la fixation, de l'inspection et du retrait des pièces. Le contact répété avec la peau peut se manifester par diverses formes de dermatite chez certains employés. Généralement, des gants de protection, des crèmes barrières et une bonne hygiène minimiseront ces cas. Des niveaux de bruit élevés sont souvent présents lors de l'usinage d'alliages à parois minces et à haute résistance, en raison du broutage de l'outil et des vibrations de la pièce. Cela peut être contrôlé dans une certaine mesure grâce à un outillage plus rigide, à des matériaux amortissants, à la modification des paramètres d'usinage et au maintien d'outils tranchants. Sinon, un EPI (par exemple, des cache-oreilles, des bouchons) est requis.

Les risques pour la sécurité associés aux opérations d'usinage conventionnelles impliquent principalement le potentiel de blessures physiques dues aux mouvements du point de fonctionnement, de la fixation et de la transmission de puissance. Le contrôle est effectué par des méthodes telles que des gardes fixes, des portes d'accès verrouillées, des barrières immatérielles, des tapis sensibles à la pression et la formation et la sensibilisation des employés. Une protection oculaire doit toujours être utilisée autour des opérations d'usinage pour se protéger des copeaux volants, des particules et des éclaboussures de liquides de refroidissement et de solvants de nettoyage.

Les opérations de finition des métaux, le broyage chimique, le broyage électrochimique et la galvanoplastie impliquent des expositions en cuve à surface ouverte à des acides, des bases et des électrolytes concentrés. La plupart des bains contiennent de fortes concentrations de métaux dissous. Selon les conditions de fonctionnement et la composition du bain (concentration, température, agitation, taille), la plupart nécessiteront une certaine forme de ventilation locale pour contrôler les niveaux de gaz, vapeurs et brouillards en suspension dans l'air. Diverses conceptions de hottes latérales de type fente sont couramment utilisées pour le contrôle. Les conceptions de ventilation et les directives de fonctionnement pour différents types de bains sont disponibles auprès d'organisations techniques telles que l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) et l'American National Standards Institute (ANSI). La nature corrosive de ces bains dicte l'utilisation de protections oculaires et cutanées (lunettes anti-éclaboussures, écrans faciaux, gants, tabliers, etc.) lors de travaux autour de ces réservoirs. Des douches oculaires et des douches d'urgence doivent également être disponibles pour une utilisation immédiate.

Le soudage par faisceau d'électrons et le perçage au laser présentent des risques d'irradiation pour les travailleurs. Le soudage par faisceau d'électrons génère un rayonnement X secondaire (bremsstrahlung effet). En un sens, la chambre de soudage constitue un tube à rayons X inefficace. Il est essentiel que la chambre soit construite avec un matériau ou contienne un blindage qui atténuera le rayonnement aux niveaux pratiques les plus bas. Un blindage en plomb est souvent utilisé. Des contrôles de rayonnement doivent être effectués périodiquement. Les lasers présentent des risques oculaires et cutanés (thermiques). De plus, il existe un risque d'exposition aux fumées métalliques produites par l'évaporation du métal de base. Les risques de faisceau associés aux opérations laser doivent être isolés et contenus, si possible, dans des chambres verrouillées. Un programme complet doit être rigoureusement suivi. Une ventilation locale doit être prévue là où des fumées métalliques sont générées.

Les principaux risques liés à la fabrication de pièces en plastique composite impliquent une exposition chimique à des composants de résine n'ayant pas réagi et à des solvants lors des opérations de stratification par voie humide. Les amines aromatiques utilisées comme réactifs dans les résines polyimides et les durcisseurs dans les systèmes de résine époxy sont particulièrement préoccupantes. Un certain nombre de ces composés sont des cancérogènes confirmés ou suspectés pour l'homme. Ils présentent également d'autres effets toxiques. La nature hautement réactive de ces systèmes de résine, en particulier des époxydes, provoque une sensibilisation cutanée et respiratoire. Le contrôle des dangers pendant les opérations de pose humide doit inclure une ventilation locale et l'utilisation intensive d'équipements de protection individuelle pour éviter tout contact avec la peau. Les opérations de superposition à l'aide de feuilles pré-imprégnées ne présentent généralement pas d'expositions à l'air, mais une protection cutanée doit être utilisée. Lors du durcissement, ces pièces sont relativement inertes. Ils ne présentent plus les dangers de leurs réactifs constitutifs. L'usinage classique des pièces peut cependant produire des poussières gênantes de nature irritante, liées aux matériaux composites de renfort (fibre de verre, graphite). Une ventilation locale de l'opération d'usinage est souvent nécessaire.

Les risques pour la santé associés aux opérations de test impliquent généralement des rayonnements (rayons X ou gamma) provenant de l'inspection radiographique et du bruit provenant des tests du produit final. Les opérations radiographiques doivent inclure un programme complet de radioprotection, comprenant une formation, la surveillance des badges et des visites périodiques. Les chambres d'inspection radiographique doivent être conçues avec des portes verrouillées, des lampes opératoires, des arrêts d'urgence et un blindage approprié. Les zones ou cellules d'essais où sont testés les produits assemblés doivent faire l'objet d'un traitement acoustique, notamment pour les moteurs à réaction. Les niveaux de bruit aux consoles de contrôle doivent être contrôlés en dessous de 85 dBA. Des dispositions devraient également être prises pour empêcher toute accumulation de gaz d'échappement, de vapeurs de carburant ou de solvants dans la zone d'essai.

En plus des dangers susmentionnés liés à des opérations spécifiques, il en existe plusieurs autres dignes de mention. Ils comprennent l'exposition aux solvants de nettoyage, aux peintures, au plomb et aux opérations de soudage. Les solvants de nettoyage sont utilisés tout au long des opérations de fabrication. Il y a eu une tendance récente à abandonner l'utilisation de solvants chlorés et fluorés au profit de types aqueux, terpins, alcool et essence minérale en raison des effets de toxicité et d'appauvrissement de la couche d'ozone. Bien que ce dernier groupe ait tendance à être plus acceptable sur le plan environnemental, il présente souvent des risques d'incendie. Les quantités de tout solvant inflammable ou combustible doivent être limitées sur le lieu de travail, utilisées uniquement à partir de conteneurs approuvés et avec une protection incendie adéquate en place. Le plomb est parfois utilisé dans les opérations de forgeage des profils aérodynamiques comme lubrifiant de matrice. Si c'est le cas, un programme complet de contrôle et de surveillance du plomb devrait être en vigueur en raison de la toxicité du plomb. De nombreux types de soudage conventionnel sont utilisés dans les opérations de fabrication. Les vapeurs métalliques, les rayonnements ultraviolets et les expositions à l'ozone doivent être évalués pour de telles opérations. Le besoin de contrôles dépendra des paramètres de fonctionnement spécifiques et des métaux impliqués.

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Il existe une demande croissante du marché pour que l'industrie aérospatiale réduise le temps de développement des produits tout en utilisant des matériaux qui répondent à des critères de performance de plus en plus stricts et parfois contradictoires. L'accélération des essais et de la production des produits peut faire en sorte que le développement des matériaux et des processus devance le développement parallèle des technologies de santé environnementale. Le résultat peut être des produits dont les performances ont été testées et approuvées, mais pour lesquels il n'existe pas suffisamment de données sur l'impact sur la santé et l'environnement. Des réglementations telles que la Toxic Substance Control Act (TSCA) aux États-Unis exigent (1) l'essai de nouveaux matériaux; (2) le développement de pratiques de laboratoire prudentes pour les tests de recherche et de développement ; (3) restrictions à l'importation et à l'exportation de certains produits chimiques; et 

(4) la surveillance des études sur la santé, la sécurité et l'environnement ainsi que les dossiers de l'entreprise concernant les effets importants sur la santé des expositions aux produits chimiques.

L'utilisation accrue des fiches de données de sécurité (FDS) a contribué à fournir aux professionnels de la santé les informations nécessaires pour contrôler les expositions aux produits chimiques. Cependant, des données toxicologiques complètes n'existent que pour quelques centaines des milliers de matériaux utilisés, ce qui représente un défi pour les hygiénistes industriels et les toxicologues. Dans la mesure du possible, une ventilation par aspiration locale et d'autres contrôles techniques doivent être utilisés pour contrôler l'exposition, en particulier lorsque des produits chimiques mal compris ou des taux de génération de contaminants insuffisamment caractérisés sont impliqués. Les respirateurs peuvent jouer un rôle secondaire lorsqu'ils sont soutenus par un programme de gestion de la protection respiratoire bien planifié et rigoureusement appliqué. Les respirateurs et autres équipements de protection individuelle doivent être sélectionnés pour offrir une protection entièrement adéquate sans causer d'inconfort excessif aux travailleurs.

Les informations sur les dangers et les contrôles doivent être communiquées efficacement aux employés avant l'introduction d'un produit dans la zone de travail. Des présentations orales, des bulletins, des vidéos ou d'autres moyens de communication peuvent être utilisés. La méthode de communication est importante pour le succès de toute introduction de produits chimiques sur le lieu de travail. Dans les zones de fabrication aérospatiale, les employés, les matériaux et les processus de travail changent fréquemment. La communication des dangers doit donc être un processus continu. Les communications écrites ne sont pas susceptibles d'être efficaces dans cet environnement sans le soutien de méthodes plus actives telles que les réunions d'équipage ou les présentations vidéo. Des dispositions doivent toujours être prises pour répondre aux questions des travailleurs.

Des environnements chimiques extrêmement complexes sont caractéristiques des installations de fabrication des cellules, en particulier des zones d'assemblage. Des efforts d'hygiène industrielle intensifs, réactifs et bien planifiés sont nécessaires pour reconnaître et caractériser les dangers associés à la présence simultanée ou séquentielle d'un grand nombre de produits chimiques, dont beaucoup n'ont peut-être pas été suffisamment testés pour leurs effets sur la santé. L'hygiéniste doit se méfier des contaminants libérés sous des formes physiques non prévues par les fournisseurs, et donc non répertoriées sur les fiches signalétiques. Par exemple, l'application et le retrait répétés de bandes de matériaux composites partiellement durcis peuvent libérer des mélanges solvant-résine sous forme d'aérosol qui ne seront pas mesurés efficacement à l'aide de méthodes de surveillance des vapeurs.

La concentration et les combinaisons de produits chimiques peuvent également être complexes et très variables. Des travaux retardés exécutés hors de l'ordre normal peuvent entraîner l'utilisation de matières dangereuses sans contrôles techniques appropriés ou mesures de protection individuelle adéquates. Les variations dans les pratiques de travail entre les individus et la taille et la configuration des différentes cellules peuvent avoir un impact significatif sur les expositions. Les variations d'exposition aux solvants chez les personnes effectuant le nettoyage des réservoirs d'aile ont dépassé deux ordres de grandeur, en partie en raison des effets de la taille corporelle sur le flux d'air de dilution dans des zones extrêmement confinées.

Les dangers potentiels doivent être identifiés et caractérisés, et les contrôles nécessaires mis en œuvre, avant que les matériaux ou les processus n'entrent sur le lieu de travail. Des normes d'utilisation sécuritaire doivent également être élaborées, établies et documentées avec une conformité obligatoire avant le début des travaux. Lorsque les informations sont incomplètes, il convient d'assumer le risque raisonnablement le plus élevé et de prévoir des mesures de protection appropriées. Des enquêtes d'hygiène industrielle doivent être effectuées à intervalles réguliers et fréquents pour s'assurer que les contrôles sont adéquats et fonctionnent de manière fiable.

La difficulté de caractériser les expositions en milieu de travail aérospatial nécessite une collaboration étroite entre hygiénistes, cliniciens, toxicologues et épidémiologistes (voir tableau 1). La présence d'une main-d'œuvre et d'un cadre de direction très bien informés est également essentielle. Le signalement des symptômes par les travailleurs doit être encouragé et les superviseurs doivent être formés pour être attentifs aux signes et symptômes d'exposition. La surveillance de l'exposition biologique peut constituer un complément important à la surveillance de l'air lorsque les expositions sont très variables ou lorsque l'exposition cutanée peut être importante. La surveillance biologique peut également être utilisée pour déterminer si les contrôles sont efficaces pour réduire l'absorption de contaminants par les employés. L'analyse des données médicales pour les modèles de signes, de symptômes et de plaintes doit être effectuée systématiquement.

Tableau 1. Exigences de développement technologique pour le contrôle de la santé, de la sécurité et de l'environnement pour les nouveaux procédés et matériaux.

Les hangars de peinture, les fuselages d'avions et les réservoirs de carburant peuvent être desservis par des systèmes d'échappement à très haut volume lors d'opérations intensives de peinture, d'étanchéité et de nettoyage. Les expositions résiduelles et l'incapacité de ces systèmes à éloigner le flux d'air des travailleurs nécessitent généralement l'utilisation supplémentaire de respirateurs. Une ventilation par aspiration locale est nécessaire pour les petites opérations de peinture, de traitement des métaux et de nettoyage au solvant, pour les travaux chimiques en laboratoire et pour certains travaux de superposition de plastiques. La ventilation par dilution est généralement adéquate uniquement dans les zones où l'utilisation de produits chimiques est minimale ou en complément d'une ventilation par aspiration locale. Des échanges d'air importants pendant l'hiver peuvent entraîner un air intérieur excessivement sec. Des systèmes d'échappement mal conçus qui dirigent un flux d'air froid excessif sur les mains ou le dos des travailleurs dans les zones d'assemblage de petites pièces peuvent aggraver les problèmes de main, de bras et de cou. Dans les grandes zones de fabrication complexes, une attention particulière doit être accordée à l'emplacement approprié des points d'évacuation et d'admission de la ventilation pour éviter de réentraîner les contaminants.

La fabrication de précision de produits aérospatiaux nécessite des environnements de travail clairs, organisés et bien contrôlés. Les conteneurs, barils et réservoirs contenant des produits chimiques doivent être étiquetés quant aux dangers potentiels des matériaux. Les informations sur les premiers secours doivent être facilement disponibles. Les informations sur les interventions d'urgence et le contrôle des déversements doivent également être disponibles sur la fiche signalétique ou une fiche de données similaire. Les zones de travail dangereuses doivent être placardées et l'accès contrôlé et vérifié.

Effets sur la santé des matériaux composites

Les avionneurs, tant dans le secteur civil que dans le secteur de la défense, en sont venus à s'appuyer de plus en plus sur les matériaux composites dans la construction des composants intérieurs et structurels. Des générations de matériaux composites sont de plus en plus intégrées dans la production de l'ensemble de l'industrie, en particulier dans le secteur de la défense, où ils sont appréciés pour leur faible réflectivité radar. Ce milieu de fabrication en développement rapide illustre le problème de la technologie de conception qui dépasse les efforts de santé publique. Les dangers spécifiques de la résine ou du composant de tissu du composite avant la combinaison et le durcissement de la résine diffèrent des dangers des matériaux durcis. De plus, les matériaux partiellement durcis (pré-imprégnés) peuvent continuer à préserver les caractéristiques de danger des composants en résine au cours des différentes étapes menant à la production d'une pièce composite (AIA 1995). Les considérations toxicologiques des principales catégories de résines sont fournies dans le tableau 2.

Tableau 2. Considérations toxicologiques des principaux composants des résines utilisées dans les matériaux composites aérospatiaux.¹

¹ Des exemples de composants typiques des résines non durcies sont fournis. D'autres produits chimiques de nature toxicologique diverse peuvent être présents en tant qu'agents de durcissement, diluants et additifs.

² S'applique principalement aux composants de la résine humide avant la réaction. Des quantités variables de ces matériaux sont présentes dans la résine partiellement durcie, et des traces dans les matériaux durcis.

* Toxicité systémique, indiquant des effets produits dans plusieurs tissus.

** Thermoplastiques inclus dans une catégorie distincte, dans la mesure où les produits de décomposition énumérés sont créés lors des opérations de moulage lorsque le matériau de départ polymérisé est chauffé.

Le degré et le type de danger posé par les matériaux composites dépendent principalement de l'activité de travail spécifique et du degré de durcissement de la résine lorsque le matériau passe d'une résine/tissu humide à la pièce durcie. La libération de composants résineux volatils peut être importante avant et pendant la réaction initiale de la résine et de l'agent de durcissement, mais peut également se produire pendant le traitement de matériaux qui passent par plus d'un niveau de durcissement. La libération de ces composants a tendance à être plus importante dans des conditions de température élevée ou dans des zones de travail mal ventilées et peut aller de traces à des niveaux modérés. L'exposition cutanée aux composants de la résine à l'état de pré-durcissement est souvent une part importante de l'exposition totale et ne doit donc pas être négligée.

Le dégagement gazeux des produits de dégradation de la résine peut se produire lors de diverses opérations d'usinage qui créent de la chaleur à la surface du matériau durci. Ces produits de dégradation n'ont pas encore été entièrement caractérisés, mais leur structure chimique a tendance à varier en fonction de la température et du type de résine. Des particules peuvent être générées par usinage de matériaux durcis ou par découpe de pré-imprégnés qui contiennent des résidus de matériaux de résine qui sont libérés lorsque le matériau est perturbé. L'exposition aux gaz produits par la cuisson au four a été constatée lorsque, en raison d'une mauvaise conception ou d'un fonctionnement défectueux, la ventilation par évacuation de l'autoclave ne parvient pas à éliminer ces gaz de l'environnement de travail.

Il convient de noter que les poussières créées par les nouveaux tissus contenant des revêtements en fibre de verre, kevlar, graphite ou bore/oxyde métallique sont généralement considérées comme capables de produire une réaction fibrogène légère à modérée ; jusqu'à présent, nous n'avons pas été en mesure de caractériser leur puissance relative. De plus, les informations sur la contribution relative des poussières fibrogènes provenant de diverses opérations d'usinage sont toujours à l'étude. Les différentes opérations et aléas composites ont été caractérisés (AIA 1995) et sont répertoriés dans le tableau 3.

Tableau 3. Dangers des produits chimiques dans l'industrie aérospatiale.

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Les industries aérospatiales ont été considérablement affectées par l'énorme croissance des réglementations environnementales et communautaires sur le bruit adoptées principalement aux États-Unis et en Europe depuis les années 1970. Des législations telles que le Clean Water Act, le Clean Air Act et le Resource Conservation and Recovery Act aux États-Unis et les directives connexes dans l'Union européenne ont entraîné de volumineuses réglementations locales pour répondre aux objectifs de qualité environnementale. Ces réglementations imposent généralement l'utilisation de la meilleure technologie disponible, qu'il s'agisse de nouveaux matériaux ou procédés ou d'équipements de contrôle de fin de pile. De plus, des problèmes universels tels que l'appauvrissement de la couche d'ozone et le réchauffement climatique obligent à modifier les opérations traditionnelles en interdisant complètement les produits chimiques tels que les chlorofluorocarbures, sauf conditions exceptionnelles.

Les premières lois ont eu peu d'impact sur les opérations aérospatiales jusqu'aux années 1980. La croissance continue de l'industrie et la concentration des opérations autour des aéroports et des zones industrialisées rendaient la réglementation attrayante. L'industrie a connu une révolution en termes de programmes requis pour suivre et gérer les émissions toxiques dans l'environnement dans le but d'assurer la sécurité. Le traitement des eaux usées provenant de la finition des métaux et de la maintenance des avions est devenu la norme dans toutes les grandes installations. La ségrégation, la classification, le manifeste et, plus tard, le traitement des déchets dangereux avant leur élimination ont été institués là où des programmes rudimentaires existaient auparavant. Les programmes de nettoyage des sites d'élimination sont devenus des problèmes économiques majeurs pour de nombreuses entreprises, car les coûts ont atteint plusieurs millions sur chaque site. À la fin des années 1980 et au début des années 1990, les émissions atmosphériques, qui constituent jusqu'à 80 % ou plus des émissions totales de la fabrication et de l'exploitation des aéronefs, sont devenues le centre de la réglementation. L'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) a adopté des normes d'émissions des moteurs dès 1981 (OACI 1981).

Les réglementations sur les émissions de produits chimiques concernent essentiellement toutes les opérations de traitement chimique, de moteurs et de groupes auxiliaires de puissance, de ravitaillement en carburant et de véhicules de service au sol. À Los Angeles, par exemple, les réductions d'ozone troposphérique et de monoxyde de carbone pour atteindre les normes du Clean Air Act pourraient nécessiter une réduction de 50 % des opérations aériennes à l'aéroport international de Los Angeles d'ici 2005 (Donoghue 1994). Les émissions y seront suivies quotidiennement pour s'assurer que les limites des émissions totales de composés organiques volatils et de monoxyde de carbone sont inférieures au total global autorisé. En Suède, une taxe a été prélevée sur les émissions de dioxyde de carbone des avions en raison de leur potentiel de réchauffement climatique. Des réglementations similaires dans certaines régions ont entraîné une élimination quasi totale du dégraissage à la vapeur à l'aide de solvants chlorés tels que le trichloroéthane en raison des niveaux historiquement élevés d'émissions des dégraisseurs à ciel ouvert et du potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone et de la toxicité du 1,1,1 trichloroéthane.

La réglementation la plus large jamais imposée est peut-être la norme nationale d'émission aérospatiale pour les polluants atmosphériques dangereux (NESHAP) de 1995, promulguée par l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis en vertu des modifications de la Clean Air Act de 1990. Cette réglementation exige que toutes les opérations aérospatiales se conforment avec la moyenne des 12% des meilleures pratiques de contrôle actuelles aux États-Unis pour réduire les émissions de polluants provenant des processus les plus émetteurs. La norme exige la conformité d'ici septembre 1998. Les processus et les matériaux les plus touchés sont le nettoyage manuel par essuyage et rinçage, les apprêts et les couches de finition, le décapage de la peinture et les masquages ​​chimiques. Le règlement autorise la modification ou le contrôle des processus et charge les autorités locales de l'application des exigences en matière de matériel, d'équipement, de pratiques de travail et de tenue de registres. L'importance de ces règles est l'imposition des meilleures pratiques sans égard au coût pour chaque constructeur aéronautique. Ils imposent un changement complet vers des matériaux de nettoyage à base de solvants à faible pression de vapeur et vers des revêtements à faible teneur en solvant, ainsi que la technologie des équipements d'application, comme indiqué dans le tableau 1. Certaines exceptions ont été faites lorsque la sécurité des produits ou la sécurité du personnel (en raison du risque d'incendie, etc. ) serait compromise.

Tableau 1. Résumé du NESHAP des États-Unis dans les installations de fabrication et de remaniement.

¹ Des exigences considérables en matière de tenue de registres, d'inspection et d'autres exigences s'appliquent, non énumérées ici.

² Les composés organiques volatils. Ceux-ci se sont révélés photochimiquement réactifs et précurseurs de la formation d'ozone troposphérique.

³ Polluants atmosphériques dangereux. Ce sont 189 composés répertoriés par l'Agence américaine de protection de l'environnement comme toxiques.

⁴ L'équipement répertorié comprend les pistolets de pulvérisation électrostatiques ou à haut volume et basse pression (HVLP).

⁵ Revêtements spéciaux et autres procédés à faibles émissions exclus.

⁶ Retouche autorisée en utilisant 26 gallons par avion et par an de décapant contenant des HAP (commercial) ou 50 gallons par an (militaire).

Source : Réglementation de l'EPA des États-Unis : 40 CFR Part 63.

Les résumés des risques chimiques typiques et des pratiques de contrôle des émissions dus à l'impact des réglementations environnementales sur les opérations de fabrication et de maintenance aux États-Unis sont fournis dans les tableaux 2 et 3 respectivement. Les réglementations européennes n'ont pour la plupart pas suivi le rythme dans le domaine des émissions atmosphériques toxiques, mais ont mis davantage l'accent sur l'élimination des toxines, telles que le cadmium, des produits et l'élimination accélérée des composés appauvrissant la couche d'ozone. Les Pays-Bas exigent des exploitants qu'ils justifient l'utilisation du cadmium comme essentiel pour la sécurité des vols, par exemple.

Tableau 2. Risques chimiques typiques des procédés de fabrication.

Tableau 3. Pratiques typiques de contrôle des émissions.

¹ La plupart des installations aérospatiales doivent posséder une installation de prétraitement des eaux usées industrielles. Certains peuvent avoir un traitement complet.

² L'efficacité du contrôle doit généralement être supérieure à 95 % d'élimination/destruction des concentrations entrantes. Généralement, 98 % ou plus sont obtenus par des unités de charbon actif ou d'oxydation thermique.

³ Des réglementations strictes sur la mise en décharge spécifient le traitement, la construction et la surveillance des décharges.

⁴ La toxicité est mesurée par des essais biologiques et/ou de lixiviation conçus pour prédire les résultats dans les décharges de déchets solides.

⁵ Cabines de peinture généralement filtrées. Les travaux effectués dans le désordre ou les retouches, etc. sont généralement exemptés pour des raisons pratiques.

Les réglementations sur le bruit ont suivi un cours similaire. La Federal Aviation Administration des États-Unis et l'Organisation de l'aviation civile internationale ont fixé des objectifs agressifs pour l'amélioration de la réduction du bruit des moteurs à réaction (par exemple, la loi américaine sur le bruit et la capacité des aéroports de 1990). Les compagnies aériennes sont confrontées à la possibilité de remplacer des avions plus anciens tels que le Boeing 727 ou le McDonnell Douglas DC-9 (avions Stage 2 tel que défini par l'OACI) par des avions de nouvelle génération, de remotoriser ou de moderniser ces avions avec des kits "hush". L'élimination des aéronefs bruyants de l'étape 2 est obligatoire d'ici le 31 décembre 1999 aux États-Unis, lorsque les règles de l'étape 3 entrent en vigueur.

Un autre danger posé par les opérations aérospatiales est la menace de chute de débris. Des objets tels que des déchets, des pièces d'avion et des satellites descendent avec des degrés de fréquence variables. Le plus courant en termes de fréquence est la soi-disant glace bleue qui se produit lorsque les fuites des drains des toilettes permettent aux déchets de geler à l'extérieur de l'avion, puis de se séparer et de tomber. Les autorités aéronautiques envisagent des règles pour exiger une inspection supplémentaire et la correction des fuites de drains. D'autres dangers tels que les débris de satellites peuvent parfois être dangereux (par exemple, des instruments radioactifs ou des sources d'énergie), mais présentent un risque extrêmement faible pour le public.

La plupart des entreprises ont formé des organisations pour aborder la réduction des émissions. Des objectifs de performance environnementale sont établis et des politiques sont en place. La gestion des permis, la manutention et le transport sécuritaires des matériaux, l'élimination et le traitement exigent des ingénieurs, des techniciens et des administrateurs.

Les ingénieurs en environnement, les ingénieurs chimistes et autres sont employés comme chercheurs et administrateurs. De plus, des programmes existent pour aider à éliminer la source d'émissions chimiques et sonores dans la conception ou le processus.

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