Étude sur la sécurité des machines lors des interventions en mode ...

tudes et recherches

RAPPORT R-888

Yuvin ChinniahBarthlemy AucourtRal Bourbonnire

tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits

Prvention des risques mcaniques et physiques

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MissionContribuer, par la recherche, la prvention des accidents du travail et des maladies professionnelles ainsi qu la radaptation des travailleurs qui en sont victimes;

Assurer la diffusion des connaissances et jouer un rle de rfrence scientifique et dexpertise;

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Dot dun conseil dadministration paritaire o sigent en nombre gal des reprsentants des employeurset des travailleurs, lIRSST est financ par la Commission de la sant et de la scurit du travail.

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Yuvin Chinniah, Barthlemy AucourtPolytechnique Montral

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tudes et recherches

RAPPORT R-888

tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits

Prvention des risques mcaniques et physiques

Conformment aux politiques de lIRSST, les rsultats des travaux de recherche publis dans ce document ont fait lobjet dune valuation par des pairs.

VALUATION PAR DES PAIRS

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits i

REMERCIEMENTS

Les auteurs tiennent remercier les entreprises ainsi que toutes les personnes qui ont particip ltude en accueillant lquipe de recherche pour la collecte de donnes. Sans leur collaboration et leur disponibilit, les donnes du terrain ne seraient pas accessibles la recherche.

Les auteurs tiennent galement exprimer leur gratitude Pascal Poisson, ingnieur et prsident de la socit Intervention Prvention pour son prcieux apport dans le cadre de cette tude notamment pour avoir ouvert la porte de plusieurs entreprises lquipe de recherche. Ils veulent galement remercier tous les membres du comit de suivi, en particulier Khalid El Ahrache de lAssociation paritaire de sant et de scurit du travail, secteur imprimerie et activits connexes (ASP Imprimerie) et Tony Venditti de lAssociation sectorielle Fabrication dquipement de transport et de machines (ASFETM) pour leur contribution.

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits iii

SOMMAIRE

Les risques lis aux lments mobiles de machines industrielles sont connus pour tre lorigine daccidents graves et mortels. Larticle 1861 du Rglement sur la sant et la scurit du travail (RSST) vise encadrer des interventions, notamment de maintenance, de rparation et de rglage en complment de larticle 182 qui, lui, rgit les interventions de production en interdisant laccs aux zones dangereuses et en assurant larrt des lments mobiles en cas de prsence de travailleurs dans ces zones dangereuses. Cette activit de recherche vise tudier lapplication de larticle 186 du RSST. Elle a pour premier objectif de dresser un bilan des connaissances et des recommandations de la littrature sur les modes de fonctionnement nergie rduite, notamment en termes de valeurs de vitesse, de force/effort, de pression, et de temprature. Le second objectif de ltude est de comprendre la mise en uvre de larticle 186 du RSST, grce des observations en usine.

Lanalyse de la littrature a dmontr la grande variabilit des recommandations sur les niveaux dnergie rduite. Ces recommandations, provenant principalement des normes et intimement lies un contexte prcis, sont gnralement accompagnes de conditions complmentaires. Une rduction dnergie seule sera souvent insuffisante pour rduire le risque. Les visites en usine ont montr que les diffrentes conditions prescrites par larticle 186 du RSST sont parfois difficiles satisfaire simultanment. Les moyens de protection, y compris la rduction du niveau dnergie, sont donc un compromis entre diffrentes contraintes (lies aux besoins des tches, la machine elle-mme, aux exigences de la production, etc.) et la rduction du risque afin dviter ou de limiter le dommage.

Finalement, ltude a permis de comprendre que les valeurs des nergies rduites dpendent de beaucoup de facteurs et que la diversit des situations possibles impose deffectuer une analyse de risque approfondie. Lapplication de larticle 186 du RSST sinscrit donc dans une dmarche dapprciation et de rduction du risque pour des tches pour lesquelles les intervenants nont pas dautre choix que de pntrer dans la zone o des lments de la machine sont en mouvement. Lobjectif dune telle dmarche est datteindre un niveau de risque comparable celui vis par larticle 182 du RSST, en mettant en place des moyens de prvention qui compenseront louverture dun protecteur et la mise en marche de la machine. Ces moyens de prvention permettent dagir sur les trois principes suivants : la rduction du dommage, laugmentation de la possibilit dviter le dommage et la rduction de lexposition au phnomne dangereux. Cependant, la question de la dtermination des niveaux dnergie rduite demeure. De faon gnrale, lorsque la littrature recommande des valeurs, si la situation tudie correspond exactement au contexte dcrit dans la littrature, alors les concepteurs peuvent utiliser ces mmes valeurs. En revanche, lorsquaucune rfrence nest disponible, la dtermination dun niveau dnergie tolrable devra tre base sur une rflexion et une analyse plus pousses. Seule une comparaison rigoureuse entre le contexte des propositions issues de la littrature et celui de la situation relle permettra dextrapoler des recommandations des situations comparables, mais non identiques. Une analyse de risque doit tre effectue. Ltude a permis didentifier quelques points de repre ou facteurs qui guideront les concepteurs et les utilisateurs dans leur rflexion et leur analyse pour le choix de valeurs de vitesse rduite, deffort rduit, dnergie cintique rduite et de pression de contact rduite.

1En janvier 2016, larticle 186 du Rglement en sant et scurit du travail a t abrog. Il s'agit maintenant de larticle 189.1

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits v

TABLE DES MATIRES

REMERCIEMENTS ..................................................................................................................... i

SOMMAIRE ................................................................................................................................. iii

TABLE DES MATIRES ............................................................................................................ v

LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................ ix

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................ xi

INTRODUCTION................................................................................................................. 1 1

OBJECTIFS DE RECHERCHE ......................................................................................... 5 2

MTHODE ............................................................................................................................ 7 3

3.1 Littrature ......................................................................................................................... 7

3.2 Visites en entreprise .......................................................................................................... 7

RSULTATS ....................................................................................................................... 11 4

4.1 Rsultats issus de la littrature ...................................................................................... 11 4.1.1 Rglementations qubcoise, canadienne et internationale .......................................... 11

4.1.1.1 Rduction du risque .............................................................................................. 13

4.1.1.2 Mode de fonctionnement et vitement du dommage ............................................ 13

4.1.2 Vitesse rduite ............................................................................................................... 14

4.1.3 Effort rduit ................................................................................................................... 19

4.1.4 nergie cintique rduite .............................................................................................. 21

4.1.5 Pression rduite ............................................................................................................. 21

4.1.6 nergie thermique rduite ............................................................................................. 22

4.1.7 tudes spcifiques pour dterminer les valeurs dnergie rduite ................................ 23

4.1.7.1 Dtermination dune vitesse rduite scuritaire pour les robots ........................... 23

4.1.7.2 Dtermination des forces et pressions surfaciques admissibles par le corps humain ............................................................................................................................... 24

4.1.8 Moyens complmentaires de rduction du risque ......................................................... 25

vi tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits - IRSST

4.2 Rsultats issus des visites en entreprises ....................................................................... 27 4.2.1 Caractrisation des interventions recenses ncessitant le mode V/E rduits .............. 32

4.2.2 Accs aux zones dangereuses et protections complmentaires .................................... 35

4.2.2.1 Laccs aux zones dangereuses et la neutralisation des dispositifs de protection 35

4.2.3 Les modes et types de commande utiliss .................................................................... 36

4.2.3.1 Marche continue des lments dangereux ............................................................ 36

4.2.3.2 Les commandes ncessitant une action continue .................................................. 37

4.2.3.3 Priorit de la commande ....................................................................................... 38

4.2.4 Les moyens complmentaires de rduction du risque .................................................. 39

4.2.5 Possibilit de rglage et choix de la vitesse .................................................................. 41

DISCUSSION ...................................................................................................................... 45 5

5.1 Les sources dinformation .............................................................................................. 45

5.2 Variabilit des valeurs et facteurs dinfluence ............................................................. 45 5.2.1 Les facteurs dinfluence ................................................................................................ 46

5.2.2 Impact des facteurs dinfluence .................................................................................... 49

5.3 Recommandations ........................................................................................................... 50 5.3.1 Dmarche dapplication de larticle 186 du RSST ....................................................... 50

5.3.1.1 La rduction du dommage .................................................................................... 51

5.3.1.2 Laugmentation de la possibilit dvitement dun dommage .............................. 51

5.3.1.3 Rduction de lexposition au phnomne dangereux ........................................... 52

5.3.2 Conditions de scurit accrue et valeurs prescrites ................................................. 53

5.3.2.1 Valeurs gnriques de vitesse rduite ................................................................... 54

5.3.2.2 Valeurs gnriques defforts rduits, dnergie cintique rduite et de pression de contact rduite ....................................................................................................................... 54

5.3.2.3 Difficults de dtermination des niveaux ............................................................. 56

CONCLUSION ................................................................................................................... 57 6

ANNEXE A : BROCHURE DE PRSENTATION UTILISE LORS DE LA PRISE DE CONTACT AVEC LES ENTREPRISES .......................................................................... 65

ANNEXE B : LETTRE DINTRODUCTION UTILISE LORS DE LA PRISE DE CONTACT AVEC LES ENTREPRISES ................................................................................. 69

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits vii

ANNEXE C : OUTIL DE COLLECTE DE DONNES UTILIS LORS DES VISITES EN ENTREPRISE ...................................................................................................... 73

ANNEXE D : DROULEMENT TYPE DUNE VISITE EN ENTREPRISE ...................... 95

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits ix

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 Type et nombre de documents retenus pour la recherche. ...................................... 7

Tableau 2 Rcapitulatif des exigences des rglementations pour les modes vitesse et/ou effort rduits . ............................................................................................. 14

Tableau 3 Valeurs de vitesse rduite de la littrature, classes par ordre croissant, avec indication des rfrences. ...................................................................................... 15

Tableau 4 Valeurs de force/effort de la littrature avec indication des rfrences. ............... 19

Tableau 5 Valeurs dnergie cintique de la littrature avec indication des rfrences. ....... 21

Tableau 6 Valeurs de pression de la littrature avec indication des rfrences. .................... 22

Tableau 7 Tableau extrait de la norme NF EN 415-10 sur les forces dcrasement, forces de choc et pressions surfaciques statique limites admissibles par le corps humain. ........................................................................................................ 25

Tableau 8 Recommandations sur le niveau de fiabilit des systmes de commande du mode de fonctionnement nergie rduite. .......................................................... 27

Tableau 9 Machines observes lors des visites et leur secteur industriel. ............................. 28

Tableau 10 Conditions dintervention observes lors des visites en entreprise. ..................... 29

Tableau 11 Interventions recenses ncessitant le mode V/E rduits. .................................... 33

Tableau 12 Moyens daccs utiliss lors des interventions observes ou simules. ............... 35

Tableau 13 Moyens complmentaires de rduction du risque identifis lors des visites. ....... 40

Tableau 14 Situation dans les usines visites concernant les choix des valeurs de vitesse rduite. .................................................................................................................. 43

Tableau 15 Rcapitulatif des valeurs de vitesse, effort, nergie et pression rduits................ 46

Tableau 16 Facteurs prendre en compte pour la protection par limitation de lnergie. ...... 47

Tableau 17 Variation des recommandations en fonction des facteurs dinfluence. ................ 49

Tableau 18 Sries de valeur en fonction de ltat du facteur dinfluence. ............................... 50

Tableau 19 Modes dobservation dcrits dans le document ED 6129 de lINRS [58]. ........... 53

Tableau 20 Caractristiques gnrales dcrivant la majorit des cas des robots et des presses plieuses hydrauliques. .............................................................................. 54

Tableau 21 Tableau rcapitulatif des valeurs deffort, dnergie cintique, de pression. ....... 55

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits xi

LISTE DES FIGURES

Figure 1 Arbre des causes dun accident survenu sur une machine planer, tir de la base de donnes EPICEA. ......................................................................................... 2

Figure 2 Secteurs industriels/types de machine rpartis en fonction du nombre de valeurs/rfrences au mode V/E rduits. ................................................................. 18

Figure 3 Figure extraite de la norme ISO 13732-1 sur les valeurs seuils de temprature pouvant causer des brlures. .................................................................................... 23

Figure 4 De gauche droite : cassette sortie, partiellement rentre et totalement rentre de lunit dimpression. ........................................................................................... 36

Figure 5 Utilisation dune pdale pour le changement de plaque. ......................................... 38

Figure 6 Tlcommande avec une manivelle. ........................................................................ 38

Figure 7 Slecteur cl dun robot. ....................................................................................... 39

Figure 8 Bouton de slection de la tlcommande ( manche ). ......................................... 39

Figure 9 Protecteur fixe dangle rentrant. .............................................................................. 41

IRSST - tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits 1

INTRODUCTION 1

Chaque anne, au Qubec, les machines industrielles causent des accidents graves et mortels au cours dinterventions effectues par des travailleurs. Daprs une tude de la Commission de la sant et de la scurit du travail (CSST) [1], les principales causes de lsions sont lies des pices en mouvement. En effet, entre 2008 et 2011, il y a eu en moyenne 11 dcs par anne lis aux machines au Qubec. Parmi ces dcs, 3,2 (soit environ 30 %) sont dus laccs des pices en mouvement. Bien que ces chiffres soient la baisse depuis quelques dannes, laccs des pices en mouvement fait lobjet dune politique de tolrance zro de la CSST depuis 2005, car leur nombre demeure nanmoins important.

Lors dun accident survenu en 2013 [2], une travailleuse a t coince mortellement aprs avoir dbloqu un chariot lentre dune grenailleuse. Le dblocage du chariot a provoqu la remise en marche du convoyeur arien et la travailleuse a t coince entre le chariot suivant et les portes ouvertes de la grenailleuse. Le faible espace de dgagement et lavance 230 mm/s du convoyeur ont emprisonn la victime en six secondes, car elle navait aucune possibilit dvitement. Les causes retenues par la CSST sont : (1) la zone dentranement et de coincement est accessible, (2) la tche de dblocage expose la victime aux phnomnes dangereux dentranement et de coincement, et (3) la gestion de la sant et de la scurit au travail pour le dblocage de la grenailleuse est dficiente (niveau de risque mal estim, mauvaise communication des nouvelles procdures de travail). Sans juger de la ncessit ou non daccder la zone dangereuse alors que des lments sont en mouvement, cet exemple illustre le fait quune vitesse, bien que rduite, puisse ne pas ltre suffisamment et que des moyens de protection supplmentaires doivent tre envisags.

Il est relativement frquent de rencontrer une situation dans laquelle les intervenants ont accs des pices en mouvement pour effectuer une tche. En effectuant une analyse de risque approfondie, il est possible de dterminer les besoins de la tche et les moyens de rduction du risque adapts mettre en place. Dans lexemple prcdant, les mouvements des lments dangereux auraient pu, et d, tre dsactivs.

La figure 1 prsente larbre des causes dun autre accident, survenu cette fois sur une machine planer en France. Il est tir de la base de donnes EPICEA1 (numro de dossier 17737) [3].

1 EPICEA est une base de donnes nationale et anonyme rassemblant plus de 18 000 cas d'accidents du travail survenus en France, depuis 1990, des salaris du rgime gnral de la Scurit sociale. Ces accidents sont mortels, graves ou significatifs en matire de prvention.

2 tude sur la scurit des machines lors des interventions en mode de vitesse ou defforts rduits - IRSST

Figure 1 Arbre des causes dun accident survenu sur une machine planer, tir de la

base de donnes EPICEA.

On y voit que la machine fonctionnait vitesse rduite. Loprateur, suivant la procdure en place, avait en effet rduit la vitesse de 1000 mm/s (60 m/min) 167 mm/s (10 m/min). Cependant, cela na pas suffi pour prvenir laccident. La machine tait en marche continue.

Au Qubec, larticle 186 du RSST mentionne que [4] :

Lorsqu'un travailleur doit accder la zone dangereuse d'une machine des fins de rglage, de dblocage, de maintenance, d'apprentissage ou de rparation, incluant la dtection d'anomalie de fonctionnement, et que, pour ce faire, il doit dplacer ou retirer un protecteur, ou neutraliser un dispositif de protection, la machine ne doit pouvoir tre mise en marche qu'au moyen d'un mode de commande manuel ou que conformment une procdure scuritaire spcifiquement prvue pour permettre un tel accs. Ce mode de commande manuel ou cette procdure doit prsenter les caractristiques suivantes :

Maintenance non intgre

dans la conception

Conception scurit

maintenance assure par consignes

Procdure de mettoyage

Machine en marche

vitesse rduite

Zone du point entrant entre

cylindres accessible

Main coince entre les rouleaux

Nettoyage manuel au

chiffon

Accs enceinte rserv au personnel

qualifi

Protection dmonte pour

pouvoir accder aux

cylindres


1 il rend inoprant, selon le cas, tout autre mode de commande ou toute autre procdure ;

2 il ne permet le fonctionnement des lments dangereux de la machine que par l'intermdiaire d'un dispositif de commande ncessitant une action continue ou un dispositif de commande bimanuel ;

3 il ne permet le fonctionnement de ces lments dangereux que dans des conditions de scurit accrue, par exemple, vitesse rduite, effort rduit, pas pas ou par -coups.

On remarque que le troisime point dudit article prconise, entre autres, lutilisation dun mode de fonctionnement ne permettant des mouvements qu vitesse rduite, ou effort rduit. Ctait le cas dans le second exemple daccident, mais les deux autres conditions de larticle ntaient pas satisfaites.

Dans le premier exemple (la grenailleuse), la vitesse davance du convoyeur arien tait de 230 mm/s, ce qui tait trop rapide pour que la victime vite le dommage. Une vitesse de 230 mm/s est pourtant proche des 250 mm/s recommands et jugs scuritaires dans les normes relatives aux robots.

Les questions suivantes se posent alors naturellement : pourquoi est-ce suffisant dans un cas et pas dans lautre ? Quest-ce quune vitesse ou un effort rduit ? Quels paramtres doit-on prendre en compte pour dterminer la valeur de vitesse ou deffort rduit ? Ce sont autant dinterrogations auxquelles doivent rpondre les constructeurs ainsi que les utilisateurs de machines industrielles.

Le prsent rapport a pour objectif de dresser un bilan sur les valeurs dnergie rduite utilises dans la littrature, mais aussi en entreprises. Les conditions encadrant les interventions pendant lesquelles le fonctionnement de la machine en mode dnergie rduite est ncessaire seront aussi tudies. Les conditions de fonctionnement prescrites et celles qui ont t observes dans le cadre de visites ralises en usines seront galement prsentes dans ce rapport.

Les objectifs de ltude et la mthode de recherche adopts pour la conduite de lactivit de recherche sont donc dcrits dans un premier temps. Les rsultats thoriques issus de la littrature (limite des valeurs de vitesse, deffort, etc., et mesures encadrant la pratique de ce mode dintervention) sont ensuite prsents, ainsi que les rsultats issus du terrain grce des visites en entreprise. Dans un troisime temps, une analyse des rsultats thoriques et pratiques des parties prcdentes est effectue dans le but dinterprter ces donnes, de les comparer et den dgager des informations pertinentes pour le choix de valeurs dnergie rduite. Lanalyse des rsultats permettra galement den dgager les points forts et ceux mritant dtre approfondis par la recherche.


OBJECTIFS DE RECHERCHE 2

Le premier objectif de cette tude est de faire un bilan des connaissances sur les modes de fonctionnement nergie rduite et sur les recommandations des rgles de lart dans ce domaine. Cela inclut la caractrisation des niveaux dnergie des diffrents phnomnes dangereux dorigine mcanique (vitesse et effort/force), thermique (temprature), hydraulique et pneumatique (pression).

Le second objectif vise comprendre la mise en uvre de larticle 186 du RSST en observant, en usines, les interventions sur diffrentes machines.


MTHODE 3

3.1 Littrature

Afin de rpondre au premier objectif du projet, une importante revue de la littrature a t ralise. Comme point de dpart, les normes et guides sur les quatre types de machines initialement vises pour les visites en entreprise ont t privilgis (robots, machines dusinage, presses imprimer et machines papier). Les rfrences utilises dans ces diffrents documents ont t consultes. La base de donnes Compendex a servi la recherche des rfrences scientifiques (mots cls utiliss : vitesse rduite, vitesse scuritaire, vitesse limite, effort rduit, effort limit, force rduite, force scuritaire, pression de contact machine, nergie rduite, maintenance et scurit, scurit robot, presse imprimer, machine papier, tour conventionnel, tour commande numrique, commande action maintenue, mode de commande maintenance, nettoyage faible vitesse, programmation robot, mode apprentissage robot, et leurs quivalents en anglais). Les documents retenus pour cette revue ont t classs selon leur nature en quatre types, tels que prsents au tableau 1.

Tableau 1 Type et nombre de documents retenus pour la recherche.

NATURE DU DOCUMENT QUANTIT2

Norme 51

Guide 14

Article scientifique 11

Rapport de recherche 2

Dans un premier temps, tous les extraits contenants des informations pertinentes ont t rassembls dans un mme tableau sur le logiciel Excel, afin de faciliter le survol de lensemble de la revue de la littrature. Cette dmarche a permis dextraire les notions importantes, de les analyser et de les classer par catgories (ex. : valeur recommande, type(s) de phnomne(s) dangereux concern(s), autres moyens de protection associs, etc.). Les rsultats thoriques, bass sur ces donnes, sont dtaills la section 4.1.

3.2 Visites en entreprise

La mthode utilise pour atteindre le second objectif a consist effectuer des visites dans diffrents types dentreprise afin de :

- Comprendre et caractriser le contexte entourant les interventions en mode nergie rduite; - Noter et mesurer, si possible, les valeurs des nergies rduites utilises; - Comprendre les choix effectus et identifier les rfrences utilises par les entreprises;

2 Tous ne figurent pas ncessairement dans la bibliographie : lorsque plusieurs versions dune mme norme contiennent des recommandations identiques, seule la version la plus rcente a t retenue dans la liste des rfrences bibliographiques.


- Dterminer les facteurs influenant le choix des valeurs, cest--dire les raisons expliquant leur utilisation.

Il est important de noter que lobjectif nest pas de juger de la pertinence ou de la validit des recommandations de la littrature, ni didentifier les interventions effectivement concernes par larticle 186, mais bien dobserver comment les entreprises appliquent ce dernier.

La mthodologie utilise pour les visites incluait les tapes suivantes :

1) Slection et contact avec les entreprises : Les membres du comit de suivi, en particulier lASP Imprimerie et lASFETM, ainsi que la compagnie Intervention Prvention ont paul lquipe de recherche dans la slection des entreprises et la prise de contact avec celles-ci. Lquipe de recherche a galement contact des entreprises ayant dj collabor dans dautres activits ou projets de recherche. Les documents fournis lors de la prise de contact (brochure de prsentation, prsente l0, et lettre dintroduction, prsente l0), contenaient les informations suivantes, ncessaires au choix des machines et interventions pertinentes pour ltude :

- Prsentation du projet (problmatique, objectifs), - Besoins de ltude (en particulier ceux concernant les observations terrain), - Critres de slection des situations observer :

o La zone dangereuse doit tre circonscrite et normalement rendue inaccessible par un protecteur (fixe, mobile) ou un dispositif de protection (rideau optique, tapis sensible, etc.).

o La tche est ncessaire pour des besoins autres que ceux de production normale, par exemple afin de permettre des rparations, des ajustements ou la recherche de dfauts, etc.

o La vitesse ou les efforts (nergies) de la machine doivent tre rduits de faon devenir le principal moyen de rduction du risque, permettant alors au travailleur de raliser la tche de faon scuritaire.

- Dtail du droulement des visites (permettant, entre autres, de prvoir le personnel ncessaire la visite).

Les entreprises devaient donc possder une ou des machines pour lesquelles certaines interventions dans des zones dangereuses sont ncessaires. Ces situations devaient reflter le contexte dcrit larticle 186 du RSST selon lequel les interventions en zone dangereuse taient ncessaires pendant le fonctionnement de la machine. Les interventions pour des besoins de production ntaient pas concernes. Conformment aux prescriptions de larticle 186, les intervenants pouvaient utiliser des dispositifs de commande prescrits par le Rglement (ex. : dispositifs ncessitant une action maintenue, dispositifs de commande de marche par -coups, etc.).


2) laboration de loutil de collecte de donnes : Une grille de collecte de donnes, dont la version finale est prsente lAnnexe C, a t labore pour recueillir des informations pertinentes et comparables lors des visites en entreprises. Ces informations concernent principalement les conditions dcrites dans larticle 186 du RSST, ainsi que dautres points identifis grce la revue de littrature. Deux visites prliminaires ont permis dajuster une version initiale et den valider les modifications. La grille est compose des points suivants :

- Partie A Prise de contact et caractrisation des tches (en salle de runion) : o Identifier lusine et les interlocuteurs, o Identifier les interventions ncessitant le fonctionnement de la machine avec

des phnomnes dangereux accessibles, o Caractriser les motifs et besoins de ces interventions, o Noter lhistorique des accidents et incidents sur la machine, et voir sils sont

en lien avec un mode de fonctionnement nergie rduite. - Partie B tude du mode V/E rduits (en salle de runion) :

o Identifier les niveaux de vitesses et/ou efforts utiliss par dfaut ou rgls sur la machine,

o Identifier les besoins des entreprises (pourquoi un tel mode a t ajout, situation par rapport aux normes et la rglementation),

o Comprendre les choix de rglage et les contraintes encadrant ces choix (choix bass sur la littrature, sur lexprience, en tenant compte du temps et des cots, etc.).

- Partie C Identification de la machine/zone dangereuse tudie et observation dune intervention en mode V/E rduits (en usine) :

o Reprer tous les moyens de rduction du risque en place et ceux qui ont t neutraliss,

o Observer et caractriser les conditions dintervention (organisation spatiale de la zone, EPI utiliss, type daccs la zone dangereuse, dispositif de commande utilis, visibilit de la zone dangereuse, etc.),

o Identifier les risques. - Partie D Essais (en usine) :

o Effectuer des essais pour remplir cette partie de la grille, o Dterminer, par des essais fonctionnels, les effets des diffrents dispositifs de

protection en place, o Effectuer, si possible, des mesures de vitesse, deffort, de temprature, etc., o tudier des points particuliers certaines machines (identifis dans la

littrature).


- Partie E Technologie utilise (en usine) : o Identifier les moyens techniques utiliss pour rduire et maintenir les vitesses,

efforts, nergies un niveau jug scuritaire une fois que le mode V/E rduit(s) a t slectionn (ex : par limitation de la puissance ou rglage dans le programme de la machine, catgorie du systme de commande),

o Identifier les moyens de vrification mis en place (prsence ou non, type dindicateur).

3) Collecte des informations en entreprise : En tout, quinze situations dintervention sur autant de machines ont t tudies dans neuf entreprises pour la collecte des informations. LAnnexe C dcrit le droulement type dune visite en entreprise, qui durait une demi-journe. La grille de collecte de donne constituait le guide central des visites. Un responsable SST accompagnait lquipe de recherche (1 ou 2 membres) et rpondait aux questions. Lorsque ncessaire, il faisait appel un ingnieur, un technicien de maintenance ou un oprateur pour les parties A et B. Pour les parties C, D et E, un oprateur ou un technicien de maintenance tait ncessaire pour effectuer lintervention observer et pour faire les essais de fonctionnement des dispositifs de protection lorsque possible. Lquipe de recherche posait des questions avant ou aprs lintervention afin de ne pas dconcentrer le travailleur. Elle pouvait, lorsquautorise, prendre des photos et des enregistrements vido complmentaires aux informations notes dans la grille de collecte de donnes.

4) Compilation et analyse des donnes recueillies : la suite des visites, les donnes recueillies ont t compiles dans un tableau Excel, et organises par thme (voir les sections de la grille de collecte de donnes) afin de vrifier que toutes les donnes pertinentes aient bien t recueillies et pour faciliter lanalyse qualitative. Ce travail a permis de recenser des informations caractrisant les interventions assujetties larticle 186 du RSST et la faon dont elles sont conduites.


RSULTATS 4

4.1 Rsultats issus de la littrature

4.1.1 Rglementations qubcoise, canadienne et internationale

Larticle 182 du RSST rsume lesprit du rglement et prescrit de rendre toutes les zones dangereuses dune machine inaccessibles dfaut de quoi, au moins un moyen de protection doit tre install de faon rendre cette zone scuritaire pour le travailleur. Larticle 186 propose une alternative pour les situations lors desquelles certaines interventions, qui ne sont pas considres comme faisant partie des oprations courantes, doivent tre ralises alors que la machine est en mouvement. Cet article semble sinspirer des prescriptions normatives europennes publies avant ladoption du rglement qubcois en 2001 et dans lesquelles ces recommandations taient prsentes dans le contexte de lamlioration de la scurit des travailleurs en prvoyant les ralits du travail et en adaptant les systmes de commande des machines en consquence [5]. Lapproche de larticle 186 est conforme la normalisation actuelle et est prsente dans la norme ISO 12100 [6] dont la dernire version a t publie en 2010 :

6.2.11.9 Mode de commande prvu pour le rglage, l'apprentissage, le changement de processus de fabrication, la recherche de dfauts, le nettoyage ou la maintenance. Lorsque, pour le rglage, l'apprentissage, le changement de processus de fabrication, la recherche de dfauts, le nettoyage ou la maintenance de la machine, il est ncessaire de dplacer ou de retirer un protecteur et/ou de neutraliser un dispositif de protection, et que pour effectuer ces oprations il est ncessaire que la machine ou une partie de la machine puisse tre mise en marche, il faut assurer la scurit de l'oprateur en utilisant un mode de commande spcifique qui, simultanment,

a) rend inoprants tous les autres modes de commande, b) n'autorise le fonctionnement des lments dangereux que par actionnement continu

d'un dispositif de validation, d'un dispositif de commande bimanuelle ou d'un dispositif de commande ncessitant une action maintenue,

c) n'autorise le fonctionnement des lments dangereux que dans des conditions de risque rduit ( vitesse rduite, puissance/effort rduit(e), pas pas, par exemple au moyen d'un dispositif de commande de marche par -coups), et

d) empche le dclenchement de fonctions dangereuses par une action volontaire ou involontaire sur les capteurs de la machine.

NOTE Pour certaines machines spciales, d'autres mesures de prvention peuvent tre appropries.

Ce mode de commande doit tre associ une ou plusieurs des mesures suivantes: - restriction aussi pousse que possible de l'accs la zone dangereuse; - commande d'arrt d'urgence porte immdiate de l'oprateur; - dispositif de commande portatif (pendant d'apprentissage) et/ou commandes locales

(permettant la surveillance des lments commands). Voir la CEI 60204-1.


Lessence de ces recommandations est galement perceptible dans de nombreux documents normatifs ou lgaux utiliss en Europe. titre dexemple, le Code du travail en France, directement inspir de la norme EN 292-2/A1 :1995 [5] elle-mme lorigine de la norme ISO 12100 [6], aborde dune manire semblable le sujet, notamment dans la section 1.2.5 portant sur le slecteur de mode de marche. Cette section stipule que :

Le mode de commande slectionn doit avoir priorit sur tous les autres systmes de commande, l'exception de la commande d'arrt d'urgence. Si la machine a t conue et construite pour permettre son utilisation selon plusieurs modes de commande ou de fonctionnement prsentant des niveaux de scurit diffrents, tels que les modes de fonctionnement permettant le rglage, l'entretien, l'inspection, elle doit tre munie d'un slecteur de mode de marche verrouillable dans chaque position. Chaque position du slecteur ne doit correspondre qu' un seul mode de commande ou de fonctionnement. Le slecteur peut tre remplac par d'autres moyens de slection permettant de limiter l'utilisation de certaines fonctions de la machine certaines catgories d'oprateurs, tels que codes d'accs certaines fonctions de commandes numriques. Si, pour certaines oprations, la machine doit pouvoir fonctionner avec ses dispositifs de protection neutraliss, le slecteur de mode de marche doit simultanment : - exclure le mode de commande automatique; - n'autoriser la commande des mouvements que par des organes de service ncessitant

une action maintenue; - n'autoriser le fonctionnement des lments mobiles dangereux que dans des conditions

limitant le danger telles que marche vitesse rduite, effort rduit, par -coups, ou autre disposition adquate, et en vitant tout risque dcoulant d'un enchanement de squences;

- interdire tout mouvement susceptible de prsenter un danger que pourrait dclencher une action volontaire ou involontaire sur les capteurs internes de la machine. En outre, au poste de rglage, l'oprateur doit avoir la matrise du fonctionnement des lments sur lesquels il agit.

Cette technique de rduction des risques lis aux machines se retrouve galement dans la Directive Machine [7] europenne notamment dans le paragraphe 1.2.5 sur la slection des modes de commande ou de fonctionnement des machines qui stipule que :

..Si, pour certaines oprations, la machine doit pouvoir fonctionner alors qu'un protecteur a t dplac ou retir et/ou qu'un dispositif de protection a t neutralis, le slecteur de mode de commande ou de fonctionnement doit simultanment: - dsactiver tous les autres modes de commande ou de fonctionnement, - n'autoriser la mise en uvre des fonctions dangereuses que par des organes de service

ncessitant une action maintenue, - n'autoriser la mise en uvre des fonctions dangereuses que dans des conditions de

risque rduit tout en vitant tout danger dcoulant d'un enchanement de squences, - empcher toute mise en uvre des fonctions dangereuses par une action volontaire ou

involontaire sur les capteurs de la machine.

linstar de la normalisation europenne et de la rglementation franaise, la rglementation qubcoise rend donc obligatoire la modification des conditions dintervention dans une zone


dangereuse pendant le fonctionnement, de faon rduire le risque. Cependant, la directive machines europenne reste trs vague quant aux moyens permettant doffrir des conditions de risque rduit . En revanche, larticle 186 du RSST et le Code du travail franais voquent des concepts plus prcis : la marche vitesse rduite, effort rduit, ou par -coups. Selon le RSST, on considre que la scurit des travailleurs ayant raliser des tches lies lopration est assure par lapplication de larticle 182. Les exemples de types dintervention qui sont prsents larticle 186, tels que le rglage, le dblocage ou la maintenance, montrent que les tches qui sont normalement ralises des fins de production, en sont exclues. Larticle 186 du RSST vise donc rendre plus scuritaires les tches qui sortent du contexte normal de lutilisation de la machine lorsquelle est en mode production. La lecture de la rglementation europenne montre au contraire que quelle que soit la tche, si elle exige laccs une zone dangereuse avec des lments en mouvement, alors la machine doit tre conforme aux obligations prcdemment cites.

4.1.1.1 Rduction du risque

Les normes de type A, dfinissant les notions fondamentales et les principes gnraux de conception et dutilisation des machines et des composants, reprennent galement la notion dintervention dans des conditions de risque rduit ( vitesse rduite, puissance/effort rduit(e), pas pas, par exemple au moyen d'un dispositif de commande de marche par -coups) [6]. La norme ISO/TR 14121-2 recommande notamment la rduction de l'nergie (par exemple force plus faible, pression hydraulique ou pneumatique plus faible, hauteur de travail rduite, une vitesse rduite) [8] comme moyen de rduction du risque par conception en affirmant que sil nest pas possible dliminer le risque par conception, il convient de le rduire.

Un des aspects importants des mthodes de rduction du risque proposes par ces prescriptions mise sur une diminution des niveaux dnergie, mais aucun des rglements cits prcdemment ne donne de valeurs prcises quant aux limites dnergie permettant dassurer la scurit des travailleurs.

Malgr le fait que le terme condition de scurit accrue , voire le concept de vitesse et deffort rduit, reste peu prcis, il semble que larticle 186 du RSST vise le mme objectif de rduction du risque que celui de larticle 182. On prsume que le risque doit tre abaiss un niveau aussi faible que possible, comparable celui qui serait atteint par une application rigoureuse des prescriptions de larticle 182. Selon cette interprtation, le retrait ou le dplacement du protecteur, ou la neutralisation du dispositif de protection doivent donc tre compenss par les mesures exiges larticle 186 afin datteindre un niveau de risque comparable celui vis larticle 182.

4.1.1.2 Mode de fonctionnement et vitement du dommage

Utilise seule comme principe de rduction du risque, la limitation des nergies ou des dplacements dlments jugs dangereux noffre cependant pas toujours un niveau de protection absolu. Ce principe doit, en effet, tre accompagn de mesures complmentaires qui permettront soit de limiter lexposition au phnomne dangereux, soit daugmenter la possibilit pour le travailleur dviter le dommage ventuel rsultant dun contact avec le mme phnomne dangereux. La machine doit donc tre conue pour permettre ce mode de fonctionnement, que lon appellera mode vitesse et/ou effort rduits dans la suite du rapport. Selon les


recommandations normatives et rglementaires prsentes plus haut, ce mode de fonctionnement, lorsquil est slectionn, devra dsactiver tout autre mode de fonctionnement de la machine. En dautres termes, il doit tre prioritaire sur toute autre commande, lexception des dispositifs darrt durgence qui, eux, doivent videmment rester fonctionnels en tout temps.

En outre, la mise en mouvement de la machine doit tre obligatoirement provoque laide dune commande ncessitant une action maintenue par le travailleur. Les trois lments principaux que le mode de fonctionnement vitesse et/ou effort rduits doit respecter selon les rglementations susmentionnes sont rsums au tableau 2.

Tableau 2 Rcapitulatif des exigences des rglementations pour les modes vitesse et/ou effort rduits .

- Mode prioritaire sur toute autre commande except les arrts durgence; - Ncessit dutiliser une commande action maintenue; - Ne doit permettre le fonctionnement des lments dangereux que dans des conditions

de scurit accrues (ex. : vitesse rduite, effort rduit); - Toute action volontaire ou involontaire sur des capteurs de la machine ne doit pas

provoquer de mise en mouvement dlments dangereux.

Seul larticle 186 du RSST na pas la 4e exigence sur laction volontaire ou non sur des capteurs de la machine.

4.1.2 Vitesse rduite

Le tableau 3 prsente toutes les valeurs de vitesse rduite issues de la littrature, exprimes en millimtres par seconde (mm/s), par ordre croissant, avec les rfrences des documents desquels ces valeurs sont tires.


Tableau 3 Valeurs de vitesse rduite de la littrature, classes par ordre croissant, avec indication des rfrences.

SECTEUR MACHINE - LMENT DE LA MACHINE (si prcis) PRESCRIPTION

DE VITESSE* (mm/s)

SOURCE

Imprimerie Presse imprimer 8 [9]

Imprimerie Machine dimpression feuilles de vernissage (sauf machines srigraphier) 8 [10]

Imprimerie Machine dimpression et de transformation du papier Gaufreuse 8 [11]

Imprimerie Onduleuse colleuse double face Plieuse colleuses Machine en ligne margeur Presse platine alimentation automatique Margeur

8 [12]

Imprimerie Gaufreuse 8 [13]

Manufacturier Presse plieuse hydraulique 10 [14]

Manufacturier Presse 10 [15]




Industrie textile Machine tisser 10 [19]

Manufacturier Systme de fabrication intgr 10 [20]

Manufacturier Presse injection de plastique 10 [21]


Imprimerie Systme de reliure et de finition3 (Binding and

finishing system) 17 [13]

Imprimerie Machine dimpression et de transformation du papier Prescriptions communes 17 [22]

Robots industriels Robot 17 [23]

Ptes et papier Bobineuse 17 [24]

3 Traduction libre



DE VITESSE* (mm/s)

SOURCE

Fabrication Presse injection de plastique 25 [25]

Manufacturier Presse injection de plastique 30 [21]


Industrie textile

Gnral lments avec des rouleaux (angles rentrants) Enrouleur

33 [26]

Manufacturier Centre dusinage grande vitesse 33 [27]

Imprimerie Drouleur et enrouleur 33 [22]

Gnral Systme de fabrication intgr 33 [20]

Manufacturier Centre dusinage 33 [28]


Imprimerie Massicot 50 [29]

Imprimerie Presse imprimer (rotatives) et machines de vernissage 50 [10]

Imprimerie Massicot droit Bute arrire 50 [30]

Imprimerie Machine de transformation du papier Unit de pliage longitudinale 50 [11]

Manufacturier Centre dusinage grande vitesse 67 [27]

Ptes et papier Coupeuse Unit de droulage 80 [31]


Imprimerie Gaufreuse Rouleaux, contre rouleaux, rouleaux laminer 83 [13]

Imprimerie Machine dimpression et de transformation du papier Prescriptions communes Enrouleur et drouleur

83 [22]

Imprimerie Presse imprimer ( feuilles de vernissage) 83 [10]

Imprimerie Drouleur rotatif horizontal de bobine Rouleaux contre colleurs

83 [11]

Imprimerie Onduleuse Prchauffeur 83 [12]




DE VITESSE* (mm/s)

SOURCE

Imprimerie Machine fabriquer des enveloppes et des pochettes Groupe imprimant 100 [11]

Imprimerie Onduleuse simple face 100 [12]

Imprimerie Presse imprimer (rotatives) et machines de vernissage 133 [10]





Industrie textile Industrie textile tireuse barrettes 167 [33]

Imprimerie Machine relier par collage 167 [11]



Ptes et papier Calandre 200 [36]


Gnral Gnral 250 [38]


Manufacturier Systme de fabrication intgr 250 [20]

Industrie textile Transport arien des matriaux traits 250 [26]

Gnral Gnral 250 [8]

Imprimerie Onduleuse Raccordeur 250 [12]

Ptes et papier

Machine de fabrication et de finition du papier Prescriptions gnrales 250 [40]

4 Traduction libre



DE VITESSE* (mm/s)

SOURCE

Ptes et papier Coupeuse 300 [31]


Mines Boulonneuse de toit 330 [41]


Imprimerie Ligne de production de livres couverture rigide 330 [11]

Imprimerie Onduleuse Empileur 1500 [12] * Les vitesses prescrites sont des vitesses linaires (vitesse dun objet en translation ou vitesse priphrique dun objet en rotation)

La figure 2 montre la rpartition des secteurs industriels (ou types de machine) en fonction du nombre de rfrences au mode vitesse et/ou effort rduits (en des termes qualitatifs comme en valeurs prcises ; une mme valeur peut-tre compte plusieurs fois dans un mme document). Les robots et les machines-outils pouvant tre utiliss dans plusieurs secteurs sont considrs indpendamment.

Figure 2 Secteurs industriels/types de machine rpartis en fonction du nombre de

valeurs/rfrences au mode V/E rduits.

On remarque que le secteur de limpression et de la transformation du papier est de loin celui qui est le plus riche en recommandations (65 sur 118, soit 55 %). En effet, ce secteur comprend une multitude de machines diffrentes (presses feuilles, presses rotatives, massicots, enrouleurs, drouleurs, etc.) sur lesquelles les interventions sont frquentes. Le domaine manufacturier, ainsi


que celui des machines-outils et des robots sont galement relativement bien documents (respectivement 16 et 13 sur 118, soit 14 % et 11 %). En considrant les machines et non le secteur au sens strict du terme, les robots sont les machines pour lesquelles on recense le plus dinformations sur le fonctionnement vitesse rduite.

4.1.3 Effort rduit

Le tableau 4 prsente toutes les valeurs deffort rduit issues de la littrature, exprimes en Newton (N), par ordre croissant, avec les rfrences des documents desquels ces valeurs sont tires.

Tableau 4 Valeurs de force/effort de la littrature avec indication des rfrences.

DOMAINE MACHINE - LMENT DE LA MACHINE PHNOMNE DANGEREUX

PRESCRIPTION DEFFORT (N) SOURCE*

Imprimerie Presse platine alimentation manuelle 20 [12]



finishing system) Protecteurs mobiles 50 [13]

Imprimerie Presse imprimer Protecteurs mobiles motoriss 50 [10]

Imprimerie

Brocheuse fil mtallique, riveteuse, machine poser les illets et machine agrafer (alimentation manuelle) Encarteuse piqueteuse Machine fabriquer les enveloppes Table de recette avec disques de sparation

50 [11]

Imprimerie Plieuse-colleuse Courroie de traction 70 [12]

Gnral Gnral 75 [41]

Gnral Gnral 75 [42]

Imprimerie Plieuse-colleuse Zone de pressage 100 [12]

Btiment Ascenseur Porte 135 [44]






5 Traduction libre



PRESCRIPTION DEFFORT (N) SOURCE*

Gnral Gnral Protecteurs mobiles 150 [45]

Imprimerie Presse imprimer Protecteurs mobiles motoriss Machine de srigraphie

150 [10]

Imprimerie Machine imprimer et dcouper des rpertoires 150 [30]

Imprimerie Onduleuse Colleuse double face 150 [12]

Btiment Ascenseur Portes coulissant horizontalement et manuvre automatique 150 [46]

Ptes et papier

Machine de fabrication et de finition du papier Prescriptions contre les risques dcrasement 150 [40]

Imprimerie Machine de contre-collage par colle 200 [11]


finishing system) Compteur-empileur 200 [13]


Imprimerie Onduleuse Raccordeurs Machine en ligne - Margeur

300 [12]

Imprimerie Systme de reliure et de finition (Binding and finishing system) 300 [29]

Imprimerie Massicot droit 300 [47]


Imprimerie Machine srigraphier 300 [10]

Imprimerie Massicot droit Presse papier 300 [30]

Imprimerie Systme de reliure et de finition (Binding and finishing system) 500 [29]

Imprimerie Massicot droit 500 [47]

Imprimerie Massicot droit Presse papier Massicot droit Dispositifs dalimentation et de recette intgrs

500 [30]

Imprimerie Plieuse-colleuse Zone de pressage 500 [12] * Des sources portant parfois sur plusieurs machines ou variantes de machine, certaines peuvent recommander plusieurs reprises la mme valeur.

6 Traduction libre


4.1.4 nergie cintique rduite

Le tableau 5 prsente les valeurs dnergie cintique issues de la littrature, exprimes en joules (J), par ordre croissant, avec les rfrences des documents desquels ces valeurs sont tires.

Tableau 5 Valeurs dnergie cintique de la littrature avec indication des rfrences.

DOMAINE MACHINE - LMENT DE LA MACHINE PHNOMNE DANGEREUX PRESCRIPTION DNERGIE (J) SOURCE*

Btiment Ascenseurs porte 3,5 [44]

Gnral Gnral 4 [42]

Gnral Gnral 4 [43]


Btiment Ascenseur Porte 4 [46]

Gnral Gnral 10 [42]

Gnral Gnral 10 [43]


Btiment Ascenseur Porte 10 [46] * Des sources portant parfois sur plusieurs machines ou variantes de machine, certaines peuvent recommander plusieurs reprises la mme valeur.

4.1.5 Pression rduite

Le tableau 6 prsente toutes les valeurs de pression issues de la littrature, exprimes en Newton par centimtre carr (N/cm), par ordre croissant, avec les rfrences des documents desquels ces valeurs sont tires.


Tableau 6 Valeurs de pression de la littrature avec indication des rfrences.


PRESCRIPTION DE PRESSION (N/CM) SOURCE*

Gnral Gnral Machine demballage

10 [52] [53]


20 [52] [53]

Emballage Cercleuse 25 [48]

Emballage Machine de groupe et demballage secondaire 25 [59]


25 [52] [53]


30 ; 35 ; 45 [52] [53]

Gnral Gnral 50 [42]

Machine de groupe et demballage secondaire 50 [59]


50 [52] [53]


60 ; 70 ; 75 ; 80 [52] [53]

* Des sources portant parfois sur plusieurs machines ou variantes de machine, certaines peuvent recommander plusieurs reprises la mme valeur.

4.1.6 nergie thermique rduite

La temprature dun lment de machine peut videmment tre lorigine de blessures graves pour les travailleurs. Au mme titre que les autres formes dnergie dont il a t question jusqu prsent, la rduction de la temprature des lments jugs dangereux peut tre considre comme un moyen utile de rduction du risque.

La norme ISO 13732-1 [49] donne les valeurs seuils de temprature pouvant causer des brlures lorsque la peau de l'tre humain entre en contact avec une surface solide chaude pour des dures de contact de 0,5 seconde ou plus.

Comme le montre lexemple du graphique la figure 3, les valeurs de temprature et de temps dexposition sont dfinies et peuvent servir dterminer de faon prcise les risques auxquels les travailleurs peuvent tre exposs. Bien quaucun exemple nait t recens dans la littrature dans le cadre de ce projet, il est possible de penser que la rduction de la temprature peut aisment tre utilise comme moyen de rduction du risque dans le contexte de lapplication de larticle 186 du RSST et des informations contenues dans la norme ISO 13732-1.


Figure 3 Figure extraite de la norme ISO 13732-17 sur les valeurs seuils de temprature

pouvant causer des brlures.

4.1.7 tudes spcifiques pour dterminer les valeurs dnergie rduite

4.1.7.1 Dtermination dune vitesse rduite scuritaire pour les robots

Les rsultats de deux tudes (Beauchamp et coll. [34], Kuivanen et coll. [50]) visant dterminer une vitesse rduite scuritaire pour les robots ont t recenss dans la littrature scientifique.

Ces deux tudes prsentent un protocole semblable : le sujet se trouve dans lenceinte du robot et effectue une tche pour simuler un travail. Le robot excute un programme avec des erreurs programmes pouvant survenir de faon alatoire. Le temps de raction du sujet la dtection de lanomalie ou limpact simul est alors mesur en fonction de plusieurs paramtres : luminosit, contraste des couleurs du robot et de larrire-plan pour Beauchamp et coll., vitesse du robot et position du sujet par rapport au robot au moment de lanomalie pour Beauchamp et coll. et pour Kuivanen et coll.

7 Les extraits de la norme ISO 13732-1 : 2008 "Ergonomie des ambiances thermiques : mthodes dvaluation de la rponse humaine au contact avec des surfaces. Partie 1, surfaces chaudes", sont reproduits avec laccord dAFNOR. Seul le texte original et complet de la norme telle que diffuse par AFNOR ditions accessible via le site internet www.boutique.afnor.org a valeur normative.


Beauchamp et coll. ont conclu que la vitesse de 250 mm/s recommande dans les normes nest valable que si le travailleur utilise un pendant de programmation quip dune poigne de validation (mouvements du robot stopps si relche). Cependant, lpoque de la rdaction de larticle dcrivant cette tude (1991), peu de pendants de programmation taient quips de telles poignes. Les auteurs recommandaient donc une vitesse rduite de 170 mm/s, en se basant sur leurs rsultats.

Quant Kuivanen et coll., leurs rsultats montrent que le nombre de collisions augmente significativement partir de vitesses suprieures 150 mm/s. Daprs le mode opratoire, loprateur na pas le contrle du robot en permanence (nutilisant pas de pendant de programmation). Ils concluent donc galement quil faudrait revoir la baisse la recommandation de 250 mm/s et baser la nouvelle recommandation sur des tudes tenant compte de la capacit dun humain dtecter et viter une collision avec un robot.

Une seule tude servant dterminer un modle mathmatique de collision, qui permettrait de limiter le recours des tudes exprimentales longues et coteuses, a t recense [51]. Dans cette tude de Park et coll., les donnes issues des simulations dimpact avec un robot au niveau de la tte et de la poitrine ont t compares des donnes exprimentales (obtenues avec un mannequin, ou un cadavre dans le cas dun choc au nez). La surface de contact utilise tait contondante. La variable restante qui entre en jeu dans la dtermination dune vitesse scuritaire tait alors la masse de lensemble bras de robot et charge. Bien que lobjectif de larticle soit diffrent, on peut tout de mme en retenir que la vitesse maximale scuritaire serait diffrente dun robot lautre, en fonction de sa masse. Park et coll. concluent que le modle mathmatique est relativement fiable et peut tre utilis pour tudier des mcanismes de scurit passive (cest--dire ne ncessitant pas dintervention humaine, comme pour un coussin gonflable dune voiture, contrairement un bouton darrt durgence par exemple), ou pour des systmes de commande relatifs la scurit. De plus, Park et coll. constatent que des dommages importants comme une fracture du nez ou de la thyrode et du cartilage cricode, pourraient survenir avec la plupart des robots industriels (sauf si la masse du bras et de la charge est infrieure 4 kg).

4.1.7.2 Dtermination des forces et pressions surfaciques admissibles par le corps humain

LInstitut fr Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) a effectu une tude exprimentale qui a permis destimer les valeurs limites de rsistance aux efforts des diffrentes parties du corps humain [52]. Les mesures ont t effectues sur un mannequin prsentant des proprits de rsistance et de dformation proches de celles du corps humain. Les critres utiliss pour dterminer sil y aurait eu blessure sur un corps humain correspondent la dformation subie par le mannequin au moment de limpact. Les rsultats de ltude sont repris dans lannexe B de la norme NF EN 415-10 [53] et prsents au tableau 7.


Tableau 7 Tableau extrait de la norme NF EN 415-108 sur les forces dcrasement, forces de choc et pressions surfaciques statique limites admissibles par le corps humain.

Partie du corps Dtail de la partie du corps Force

dcrasement Force

du choc Pression statique la

surface du corps [N] [N] [N/cm2]

1. Tte et cou

1.1 Crne/front 130 175 30

1.2 Visage 65 90 20

1.3 Cou (parties latrales/nuque) 145 190 50

1.4 Cou (partie avant/larynx) 35 35 10

2. Tronc

2.1 Dos/paules 210 250 70

2.2 Cage thoracique 140 210 45

2.3 Ventre 110 160 35

2.4 Bassin 180 250 75

2.5 Fesses 210 250 80

3. Membres suprieurs

3.1 Bras/articulation du coude 150 190 50

3.2 Avant-bras/articulation du poignet 160 220 50

3.3 Main/doigt 135 180 60

4. Membres infrieurs

4.1 Cuisse/genou 220 250 80

4.2 Partie infrieure de la jambe 140 170 45

4.3 Pieds/orteils/articulations 125 160 45

Les rsultats montrent que les limites admissibles sont diffrentes selon la rgion du corps humain concerne et que les forces de choc (dynamique) admissibles sont toujours plus leves ou gales aux forces dcrasement (statiques).

4.1.8 Moyens complmentaires de rduction du risque

En plus de prsenter des recommandations sur les niveaux de vitesse et deffort pour rduire le risque lors dinterventions dans des zones dangereuses dune machine pendant son fonctionnent, la littrature propose des mesures ou moyens de protections complmentaires associs aux vitesses et efforts rduits.

8 Les extraits de la norme NF EN 415-10 : 2014 "Scurit des machines d'emballage. Partie 10, prescriptions gnrales", sont reproduits avec laccord dAFNOR. Seul le texte original et complet de la norme telle que diffuse par AFNOR ditions accessible via le site internet www.boutique.afnor.org a valeur normative.


La liste suivante prsente les moyens de protection complmentaires les plus frquemment recenss dans la littrature :

- Commande par action maintenue ; - Arrt durgence proximit ; - Dispositif douverture automatique (ou dinversement du mouvement) ; - Dbattement de scurit ; - Dispositif de validation ; - cartement minimum entre un lment fixe (ex. : bti) et un lment mobile ; - Signal sonore ; - Slecteur de mode de fonctionnement ; - Formation ; - Disposition de la commande de sorte que la zone dangereuse soit visible par la personne

qui actionne la commande.

Les moyens de protection associs au mode vitesse/effort rduits sont de diffrentes natures et leur efficacit est variable. Les commandes manuelles ou les commandes par action maintenue sont les moyens de protection les plus courants et sont gnralement recommandes pour la mise en marche de la machine tout en permettant au travailleur de garder la matrise des lments dangereux en tout temps lorsquil se trouve en zone dangereuse. De plus, dans tous les cas, et en particulier lorsquil y a plusieurs travailleurs intervenant simultanment dans la zone dangereuse, il est recommand que la commande soit situe de sorte que les zones dangereuses associes soient visibles par la personne qui active le mouvement [10]. Le travailleur aux commandes peut alors communiquer aisment avec ses collgues, mais galement stopper les mouvements ds quun problme survient, ce qui devrait provoquer larrt de la machine. Lutilisation dune commande par action maintenue est dailleurs une des exigences de larticle 186 du RSST du Qubec.

Dans le mme ordre dides, certaines normes prsentent des recommandations sur le niveau de fiabilit du systme de commande des dispositifs complmentaires tels que les commandes par action maintenue. titre dexemple, la norme ANSI B65.1 :2011 [32] donne les indications suivantes au sujet des commandes par action maintenue :

Guard circuitry for the hold-to-run condition shall satisfy the requirements of PLr d of ISO 13849-1 or SIL 2 of IEC 62061.

Les recommandations proposes dans la littrature sur le niveau de fiabilit des systmes de commande sont rassembles au tableau 8.


Tableau 8 Recommandations sur le niveau de fiabilit des systmes de commande du mode de fonctionnement nergie rduite.

NORME RECOMMANDATION(S) SUR LE NIVEAU DE FIABILIT EN 1010-5:2005 Catgorie 1 de lEN 954-1:1996 ANSI B65.1:2005 et B65.2:2005 Catgorie 3 de lISO 13849-1:1999

ANSI B65.1:2011 PLr d de lISO 13849-1 :1999 ou SIL 2 de lIEC 62061 NF EN 1010-4:2004 Catgorie b de lEN 954:1996 ISO 11111-6:2009 Catgorie 3 ou 4 de lISO 13849-1:1999 NF EN 12417+A2:2009 Catgorie 3 de lEN 954:1996 NF EN 1034-5+A1:2010 Catgorie 1 de lEN 954:1996

noter que les catgories de lEN 954-1:1996 [54] sont les mmes que celles de lISO 13849-1:1999 [55].

4.2 Rsultats issus des visites en entreprises

Le second objectif de ltude a consist effectuer des visites dans diffrents types dentreprise afin de :

- Comprendre et caractriser le contexte entourant les interventions en mode nergie rduite;

- Noter et mesurer, si possible, les valeurs des nergies rduites utilises; - Comprendre les choix effectus et identifier les rfrences utilises par les entreprises; - Dterminer les facteurs influenant le choix des valeurs, cest--dire les raisons

expliquant lutilisation de ces valeurs.

Les visites ralises en usine ont permis dobserver lapplication de larticle 186 dans des contextes rels. Un total de neuf visites a t effectu, au cours desquelles quinze machines ont t observes dans secteurs diffrents, tel que dcrit dans le tableau 9 et le tableau 10. Le tableau 9 rsume le cadre des visites en prsentant les types de machine observs et les secteurs industriels.


Tableau 9 Machines observes lors des visites et leur secteur industriel.

VISITE MACHINE(S) SECTEUR INDUSTRIEL A 1 centre dusinage horizontal Fabrication B 1 bobineuse Ptes et papier C 1 presse imprimer Imprimerie D 1 presse imprimer, 2 machines de transformation du carton

(extrudeuses), 1 machine de rcupration du papier (drouleur/enrouleur)

Agroalimentaire

E 1 presse imprimer Imprimerie F 3 robots 6 axes (2 palettiseurs, 1 ensacheur) et 1 robot

parallle (trieur) Horticulture et agroalimentaire

G 1 robot 6 axes Agroalimentaire H 1 robot 6 axes Agroalimentaire I 1 presse imprimer Imprimerie

Le tableau 10 prsente les principales conditions dintervention observes lors des visites. Lorsquil ntait pas possible dobserver directement des interventions en mode vitesse ou effort rduits, linformation a t tire des rponses aux questions poses aux intervenants qui appuyaient leurs propos en montrant, notamment, les diffrentes commandes utilises. Il sera alors question de simulation, plutt que dobservation. Les colonnes du tableau 10 dcrivent (i) les machines concernes, (ii) les phnomnes dangereux prsents dans la zone dintervention et contre lesquels il faut se protger, (iii) la commande utilise, (iv) la neutralisation ou non dun protecteur ou dun dispositif de scurit, (v) les valeurs des vitesses, (vi) les moyens de protection complmentaires et (vii) si le mode vitesse/effort rduits est install dorigine (par le fabricant) ou si lentreprise la install par la suite.


Tableau 10 Conditions dintervention observes lors des visites en entreprise.

MACHINE PHNOMNE DANGEREUX COMMANDE UTILISE

NEUTRA-LISATION ?

VALEUR DE VITESSE

PROTECTION(S) COMPLMENTAIRE(S)

MODE D'ORIGINE

?

Centre d'usinage horizontal

Coincement / crasement / cisaillement

Tlcommande filaire avec une roulette (un cran = avance d'un pas, si on tourne en continu avance continue)

Oui

VX = 27 mm/s (1,63 m/min) VY = 86 mm/s (5,15 m/min) VZ = 70 mm/s (4,17 m/min)

- Arrt d'urgence sur tlcommande

- Avance par -coups Oui

Bobineuse

Couteaux Angles rentrants Rotation de la bobine mre (risque en cas de bris du papier haute vitesse)

Panneau de commande (avance continue) Oui

V1 = 333 mm/s (20 m/min) V2 = 2533 mm/s (152 m/min) Selon opration effectue

- Protecteur dangle rentrant faisant office de guide pour la bande de papier

- Ajout de protecteurs fixes et de portes avec dispositif dinterverrouillage9 lavant et larrire

Oui pour V1 Non pour

V2

Presse imprimer

Angles rentrants Zone de coincement / crasement

Pdale (rotation) Panneau de commande local (translation)

Non Rotation = 33 mm/s (2 m/min) Translation = 47 mm/s (2,8 m/min)

- Protecteur d'angle rentrant - Arrt d'urgence (non

accessible depuis ZD) - Commande action

maintenue

Oui

9 Ce terme est utilis au sens de la norme ISO 12100:2010 [6] dans lensemble du document, soit : protecteur associ un dispositif de verrouillage et un dispositif de blocage, de manire assurer, avec le systme de commande de la machine, que :

- les fonctions dangereuses de la machine couvertes par le protecteur ne peuvent pas s'accomplir tant que le protecteur n'est pas ferm et bloqu, - le protecteur reste bloqu en position de fermeture jusqu' ce que le risque d aux fonctions dangereuses de la machine couvertes par le protecteur ait

disparu, et - quand le protecteur est bloqu en position de fermeture, les fonctions dangereuses couvertes par le protecteur peuvent s'accomplir. La fermeture et le

blocage du protecteur ne dclenchent pas par eux-mmes les fonctions dangereuses de la machine



NEUTRA-LISATION ?

VALEUR DE VITESSE


MODE D'ORIGINE

?

Presse imprimer

Angles rentrants Coincement (rouleau presseur)


167 mm/s (10 m/min) Ou vitesse de production Selon lopration effectue

- Des arrts durgence, - Des protecteurs mobiles avec

dispositif dinterverrouillage, - Protecteur fixe dangle

rentrant, - Poigne de validation

(Manette sans fil) - Avertisseurs sonores

Non

Extrudeuse Angles rentrants Panneau de commande (avance continue) Oui

167 mm/s (10 m/min) 1667 mm/s (100 m/min) Selon opration effectue

- Arrts d'urgence - Protecteurs mobiles avec

dispositif dinterverrouillage, - Protecteur fixe dangle

rentrant, - Poigne de validation

(Manette sans fil)

Non

Extrudeuse Angles rentrants Panneau de commande (avance continue) Oui

2500 mm/s (150 m/min) (nettoyage) 133 mm/s (8 m/min) (risque d'crasement d un rouleau presseur et AR non protgs)

- Boutons et cbles d'arrt d'urgence

- Quelques protecteurs d'angle rentrant

- Des protecteurs mobiles avec dispositif dinterverrouillage

Non

Drouleur / enrouleur

Angles rentrants Coincement (table basculante)


133 mm/s (8 m/min)

- Arrt d'urgence - Protecteur mobile avec

dispositif dinterverrouillage - Dtecteur surfacique

balayage

Non



NEUTRA-LISATION ?

VALEUR DE VITESSE


MODE D'ORIGINE

?

Presse imprimer

Angles rentrants

Panneau de commande local (action maintenue) Tlcommande (dans le tunnel, action maintenue)

Oui 83 mm/s (5 m/min)

- Protecteur d'angle rentrant - Arrt d'urgence - Toutes les autres commandes

sont dsactives

Oui

Robot 6 axes

Mouvement du bras-Choc Coincement

Tlcommande filaire (action maintenue et bouton de validation)

Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Arrt d'urgence - Systme de transfert de cl

(convoyeurs arrts) Oui

Robot 6 axes



Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Arrt d'urgence - Systme de transfert de cl

(convoyeurs arrts) Oui

Robot 6 axes



Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Arrt d'urgence - Barrage immatriel Oui

Robot parallle



Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Protecteur avec dispositif de

verrouillage - Arrt d'urgence

Oui

Robot 6 axes



Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Protecteur avec dispositif

dinterverrouillage - Arrt d'urgence

Oui

Robot 6 axes



Oui max 250 mm/s (15 m/min) - Protecteur avec dispositif de

verrouillage (2 pour l'enceinte)

Oui

Presse imprimer

Angles rentrants

Panneau de commande (avance continue) Non

Vitesse de phasage = 38 76 mm/s (de 2,27 4,55 m/min) Marche lente = 167 (10 20 m/min) Selon le format du papier

- Arrt d'urgence Oui


4.2.1 Caractrisation des interventions recenses ncessitant le mode V/E rduits

Au cours des visites, les principales interventions ncessitant le fonctionnement dlments dangereux accessibles ont t recenses. Les donnes recueillies ce sujet sont rassembles au tableau 11.

Les colonnes du tableau indiquent : (i) la machine concerne, (ii) la nature de lintervention, (iii) la dure approximative de lintervention, (iv) une indication si lintervention est ralise en vitesse rduite ou en vitesse de production, et (v) les rponses obtenues des entreprises pour expliquer leur choix ou la situation.

Quatre interventions sont effectues vitesse de production (non rduite) pour lesquelles deux cas de figure se prsentent: le premier concerne des interventions qui pourraient tre effectues larrt, mais qui ne le sont pas, pour des considrations de temps et de perte de papier. Le second comprend des interventions dajustement pour lesquelles il nest pas jug possible dutiliser des vitesses plus faibles, sans quoi les ajustements ne seraient pas adquats. La plupart des interventions ncessitant le fonctionnement dlments dangereux sont effectues des vitesses rduites.


Tableau 11 Interventions recenses ncessitant le mode V/E rduits.

MACHINE INTERVENTION DURE APPROXIMATIVE

VITESSE RDUITE (VR) OU DE PRODUCTION (VP)

JUSTIFICATION DONNE POUR LE FONCTIONNEMENT DES LMENTS DANGEREUX

Centre dusinage horizontal

Vrification des rfrences 1 h VR

Ncessit de placer loutil des positions prcises pour les mesures, pendant quon contrle et lit les mesures sur loutillage

Jeux fonctionnels 30 min 12 h VR Mesures (installation et calibrage du matriel de mesure)

30 min 3 h VR

Bobineuse Enfilage du papier 10 min VR Si les rouleaux ne tournent pas, il est impossible de faire passer la bande de papier Contrle qualit du papier 2 min VR

Contrle par transparence dune certaine longueur de la bande de papier

Extrudeuse Enfilage manuel du papier 30 min VR

Si les rouleaux ne tournent pas, il est impossible de faire passer la bande de papier

Dbloquer les couteaux, replacer la cannelle 3-4 min VP

Pour ne pas perdre trop de temps pour une opration trs brve

Ajustement de lapprt 5 min VR ou VP Pour que lapprt ne colle pas Ajustements divers 2 4 min VP Les ajustements ne sont pas bons sils sont effectus une autre vitesse que celle de production Nettoyage de rouleaux 15 min VR Pour avoir accs toute la surface du rouleau

Drouleur / enrouleur

Enfilage manuel du papier 10 min VR


Reprage des dfauts 30-45 min VR Besoin dobserver la bande de papier pendant quelle est droule pour reprer les dfauts dans le papier Presse imprimer

Enfilage manuel du papier 30 min 1 h VR


Nettoyage de rouleaux 15 min VR Pour avoir accs toute la surface du rouleau Nettoyage de rouleaux Quelques secondes VP

Pour ne pas perdre trop de temps pour une opration trs brve

Ajustements lis au format 1-2 min VR Pour vrifier les ajustements


MACHINE INTERVENTION DURE APPROXIMATIVE

VITESSE RDUITE (VR) OU DE PRODUCTION (VP)

JUSTIFICATION DONNE POUR LE FONCTIONNEMENT DES LMENTS DANGEREUX

Maintenance des rouleaux distributeurs Jusqu 2 h VR

Pour vrifier lpaisseur et la rpartition dencre entre deux rouleaux

Dblocage 30 min 1h30 VR Mouvement ncessaire pour dbloquer Changement de blanchet 30 min VR Pour enrouler le blanchet autour du rouleau Rglage de lil magique

Jusqu quelques heures VR

Vrification des camras qui lisent le papier qui dfile


4.2.2 Accs aux zones dangereuses et protections complmentaires

Larticle 186 prescrit les solutions appliquer dans les cas o les travailleurs doivent accder la zone dangereuse dune machine pendant quelle est en marche. Les observations montrent que lapplication de ces prescriptions nest pas toujours conforme au rglement.

4.2.2.1 Laccs aux zones dangereuses et la neutralisation des dispositifs de protection

Une des premires caractristiques de lapplication de larticle 186 est laccs aux zones dangereuses de la machine. Une zone est notamment qualifie comme tant dangereuse si les lments dangereux sont accessibles. Larticle 186 spcifie donc que pour accder ces zones, le travailleur doit ncessairement dplacer ou retirer un protecteur, ou neutraliser un dispositif de protection. Le tableau 12 prsente les moyens utiliss pour accder aux diffrentes zones dangereuses observes pendant les visites.

Tableau 12 Moyens daccs utiliss lors des interventions observes ou simules.

MOYEN DACCS

NOMBRE / NBRE TOTAL DE

MOYENS DACCS

A Travail proche du phnomne dangereux, sans retirer de protecteur fixe ou mobile 2 / 17

B Ouverture dun protecteur sans dispositif de protection 1 / 17

C Ouverture dun protecteur avec dispositif de verrouillage 3 / 17

D Ouverture dun protecteur avec dispositif dinterverrouillage 6 / 17

E Ouverture dun protecteur avec systme de transfert de cl 2 / 17

F Dsactivation dun dispositif optolectronique 2 / 17

G Sortie des lments dangereux hors de la machine (voir figure 4 ) 1 /17

Certaines machines, comme les presses imprimer, ont diffrents moyens daccs plusieurs zones dangereuses. Pour ces machines, la majorit des accs sont restreints par des protecteurs mobiles, mais aux extrmits, l o il est ncessaire de passer des bobines de papier, un barrage immatriel est souvent plus commode pour tre en mesure de couvrir une grande distance. Dans un cas (B), le dispositif de verrouillage dun protecteur mobile a t retir pour des raisons indpendantes du mode de fonctionnement vitesse rduite. Cette modification a un impact direct sur la scurit des intervenants qui lutilisent en rendant la zone dangereuse accessible.

Par ailleurs, sur les dix-sept moyens daccs recenss, treize dentre eux impliquent la neutralisation dun dispositif de protection. On parle de neutralisation au regard de la dfinition des dispositifs de protection dont un des rles principaux est dempcher la mise en mouvement des lments dangereux lorsquils sont activs. Il sagissait ici de neutralisations contrles ,


par opposition une neutralisation dun dispositif de protection dont on annihile purement et simplement leffet, sans prendre dautre disposition. Ici, les dispositifs de protection autorisaient le fonctionnement des lments dangereux non seulement lorsquun mode de fonctionnement particulier tait slectionn (conformment larticle 186), mais galement condition que les vitesses ne dpassent pas la limite maximale juge scuritaire.

Pour lopration de changement de plaque et de nettoyage de blanchet, une des presses observes propose un choix particulier. En effet, les deux rouleaux concerns sont sur une cassette qui peut tre sortie et rentre dans lunit dimpression (figure 4). Les lments constituant le phnomne dangereux sont ainsi dplacs hors de la machine et forment une nouvelle zone dangereuse, mais dont lenvironnement est davantage matris.

Figure 4 De gauche droite : cassette sortie, partiellement rentre et totalement rentre

de lunit dimpression.

4.2.3 Les modes et types de commande utiliss

4.2.3.1 Marche continue des lments dangereux

Le tableau 10, prsent la section 4.2, indique le type de commande utilis pour le fonctionnement

Étude sur la sécurité des machines lors des interventions en mode ...

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