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Les vibrations mécaniques : Définitions
Les vibrations ??
Des mouvements rapides de va-et-vient exécutés par l’ensemble
des molécules d’un corps autour d’une position d’équilibre.
Particularités ?
Mouvements qui s’exercent dans différentes directions,
Généralement imperceptibles à l’œil du fait de leur rapidité et
de leur faible déplacement.
Dès qu’un opérateur est en contact avec un objet vibrant, des
vibrations lui sont transmises.
2
3
Vibrations aux postes de travail
Principales sources de vibration aux postes de travail??
Autrefois :
Maintenant :
Fixer des limites
Connaître les réactions physiques,
physiologiquespsychologiques
Relation dose / effet
Prévention technique et médicale
les chevaux
les machines
Vibrations Effets pathologiques
4
Relation vibration-force
vibration accélération a
homme masse M
principe fondamentaldynamique(Newton)
Force = M a
5
La fréquence [Hz] :
C’est, en une seconde, le nombre de fois où le corps vibrant se
déplace dans une direction et revient en position initiale
L’amplitude [m] :
Déplacement maximum d’un corps à partir de la position au repos.
L’accélération [m.s-2] :
Grandeur traduisant la variation ± rapide de la vitesse
la valeur efficace de l'accélération rend le mieux compte des vibrations car
elle est liée à l'énergie vibratoire et, par conséquent, au risque de lésions
dues à la vibration. 5
Caractéristiques d’une vibration
66
Caractéristiques d’une vibration
7
1. Vibrations périodiques :
Vibrations le plus souvent rencontrées dans la réalité
Mouvements qui se répètent au bout d’une période T.
Exemple : les pneumatiques d'un véhicule routier lorsqu'ils
sont mal équilibrés
7
Classes des vibrations (1/3)
8
2. Vibrations aléatoires :
Assez fréquentes
Se caractérisent par la superposition d'un grand nombre de
fréquences dans un large domaine de fréquences
Exemple : les vibrations apparaissant dans un véhicule qui se
déplace sur une chaussée déformée
N. FOURATI ‐ ENNOURI 8
Classes des vibrations (2/3)
9
3. Vibrations transitoires et chocs:
Elles sont de courte durée et d'apparition soudaine.
Exemple : le mouvement produit par le passage d'un véhicule
sur un nid de poule.
N. FOURATI ‐ ENNOURI 9
Classes des vibrations (3/3)
10
Propagation d’une vibration
Transversale : déformation perpendiculaire à la direction de la perturbation
Longitudinale : déformation parallèle à la direction de la perturbation
11
a = amplitude de l’onde [m]
T = période temporelle [s]
λ = longueur d’onde = période spatiale [m]
ω = 2 π f = pulsation en [rad s−1]
φ = Phase
f = 1/T = fréquence [Hz] ou [s−1]
v = λ/T = vitesse [m. s−1]
Expression d’une vibration sinusoïdale
( )t xu(x, t) a sin 2 2 a sin tT
⎛ ⎞= π ± π = ω ± φ⎜ ⎟λ⎝ ⎠
12
Exercice n°1
13
Pulsation propre masse – ressort :
Tout oscillateur a une fréquence propre :
mk
=0ω
mkf ×=
π21
0
Vibration libre d’un ressort de raideur k (1/2)
Equation du mouvement : 2
2d x K+ x = 0
md t
xP
T
14
Elongation, vitesse, accélération
Elongation x(t) = xo sin (ω0t – φ)
Vitesse v(t) = ω xo cos (ω0t – φ)
Accélération a(t) = − ω² xo sin (ω0t – φ) = − ω0² x
15
Vibration forcée sans amortissement - Résonance
T = 100% aux très basses fréquences
T >> 100 % (amplification) autour de la fréquence de résonance f0T < 100% aux fréquences supérieures à 1,4 f0.
Vibrations forcées
Résonance
Amplitude qd ω ω0
Vibrations transmisesTransmissibilité T [%] = Vibrations de la source
16
Vibration forcée et amortissement
http://www.sobane.be/fr/manubrachiale/pdf/fiches_man.pdf
Un amortisseur rigidifie les suspensions lors des mouvements rapides
La transmissibilité T diminue au fur et à mesure que
l’amortissement augmente
17
« Mécanique » du corps humain
Du point de vue mécanique, chaque organe
est assimilable à une masse suspendue à un
ressort, et chacun amortit différemment
la vibration selon son degré de raideur.
18
Modèle biomécanique du corps humain
http://www.deparisnet.be/Vibrations/sobanect/fiches_cor_ana.pdf
19
Les vibrations
La survenue et la gravité des pathologies dépend :
de la dose de vibrations reçue, quotidienne et cumulée au
cours de l’exercice professionnel,
du type de vibrations.
Rappel : Chaque vibration est caractérisée par :
sa fréquence,
son amplitude,
son accélération
19
20
Directions des vibrations
Les vibrations se transmettent au corps selon 3 axes:
Z : axe vertical pied-tête (sujet debout) ou siège-tête (sujet
assis)
X: axe antéro-postérieur
Y: axe droite-gauche.
Ces axes existent au niveau des mains, selon les différentes
positions de la main.
20
21
Sources de vibrations et populations exposées1. Vibrations transmises au système main - bras
Populations exposées : les utilisateurs de nombreuses machines
portatives rotatives ou percutantes
Secteurs d’activités :
Agriculture, industrie forestière et industrie du bois
(motofaucheuses, tronçonneuses, débroussailleuses, meuleuses)
Les mines, le bâtiment et les travaux publics (brise-béton,
perceuses, burineurs, vibrateurs)
la fonderie et la métallurgie (polisseuses, , riveurs, clefs à chocs,
pistolets à aiguilles)21
22
Sources de vibrations et populations exposées2. Vibrations transmises à l’ensemble du corps
Elles sont surtout présentes sur les véhicules de transport
Les vibrations des véhicules sont transmises par les sièges au corps
des conducteurs
Populations exposées : les conducteurs de véhicules (tracteurs,
automobiles, bus, camions) ; les opérateurs d’engins vibrants
(excavateur, grue, marteau piqueur) ; et les pilotes (plus
particulièrement les pilotes d’hélicoptères)
22
23
Vibrations transmises à l’ensemble du corpsa. Les conducteurs
Ce sont les vibrations transmises par le siège et de fréquences
inférieures à 20 Hz qui prédominent
Secteur le plus concerné par les effets nocifs des vibrations sur
l’organisme : l’agriculture
Les vibrations subies par les conducteurs d’engins agricoles
présentent des pics d’accélération élevée
Les agriculteurs commencent à travailler très jeunes Ils sont
souvent touchés par des problèmes de dos.
23
24
Vibrations transmises à l’ensemble du corpsb. Les pilotes
Domaine : l’aviation militaire
Plus particulièrement : les pilotes d’hélicoptères.
Ils sont soumis à des vibrations de basses fréquences
Source : au niveau du moteur + les pales rotor
Vibrations transmises par l’intermédiaire du siège et se
manifestent dans les 3 directions de l’espace.
24
25
Pathologies liées aux vibrations 2 < f < 25 Hz
Populations : chauffeurs, conducteurs d’engin et personnels navigantPathologies ostéo-articulaires rachidiennes (lombalgies, sciatiques, hernies discales), mal des transports, troubles de la vision, gêne respiratoire
25 < f < 50 Hz Outils impliqués : marteaux piqueursPathologies osseuses et articulaires
50 < f < 300 Hz Outils impliqués : machines rotativesPathologies : atteintes vasculaires et nerveuses ; syndrome de Raynaud
Au-delà de 300 Hz Outils impliqués : petits outils tournant à hautes vitessesŒdèmes et troubles de la sensibilité. 25
26
Les réponses biologiques temporaires
Certaines fréquences et amplitudes de vibration agissent comme un stimulus sur certains organes récepteurs, et parfois directement sur le système nerveux.
L’imposition de vibrations à l’organisme peut provoquer :
la modification de réflexes,
des modifications du fonctionnement métabolique et hormonal (assimilation des nutriments, activité musculaire,..).
L’excitation des centres nerveux du cerveau peut entraîner :
des réactions émotionnelles telles que la peur, l’angoisse, la dépression et l’anxiété
Remarque : 2 à 4 heures après la fin du travail, des sujets peuvent faire état d’un sentiment de peur, suivi, quelques heures après, d’une sorte de dépression indiquant une altération du métabolisme et des sécrétions hormonales pendant et après l’exposition. 26
27
« Mécanique » du corps humain
Rappel : du point de vue mécanique, chaque organe est
assimilable à une masse suspendue à un ressort, et chacun
amortit différemment la vibration selon son degré de raideur.
Augmentation des risques de souffrance des organes :
augmentation de la durée d’exposition
+
augmentation des niveaux d’amplitude
Une fois qu’une personne commence à souffrir, l’exposition
aux vibrations ne peut que s’accentuer.
28
Seuil d’action et limite d’exposition : aspect juridique
25 juin 2002 directive européenne 2002/44/CE
4 juillet 2005 décret n° 2005-746
29
Vibrations : définitions selon le décret 2005-746
Vibration transmise au système main‐bras : vibration mécanique qui, lorsqu’elle est transmise au système main‐bras chez l’homme, entraîne des risques pour la santé et la sécurité des travailleurs, notamment des troubles vasculaires, des lésions ostéo‐articulaires ou des troubles neurologiques ou musculaires.
Vibration transmise à l’ensemble du corps : vibration mécanique qui, lorsqu’elle est transmise à l’ensemble du corps, entraîne des risques pour la santé et la sécurité des travailleurs, notamment des lombalgies et des microtraumatismes de la colonne vertébrale.
29
30
Valeurs limites d’exposition et valeurs d’exposition déclenchant l’action pour les vibrations transmises
au système main - bras
La valeur d’exposition journalière normalisée à une
période de référence de 8 heures déclenchant l’action est
fixée à 2,5 m.s‐2.
La valeur limite d’exposition journalière normalisée à une
période de référence de 8 heures est fixée à
5 m.s‐2.
30
31
Valeurs limites d’exposition et valeurs d’exposition déclenchant l’action pour les vibrations transmises
à l’ensemble du corps
La valeur d’exposition journalière normalisée àune période de référence de 8 heures déclenchant l’action est fixée à 0,5 m.s-2.
La valeur limite d’exposition journalière normalisée à une période de référence de 8 heures est fixée à1,15 m.s-2.
31
32
Dérogations selon la directive européenne 2002/44/CE (1/2)
1. Pour les secteurs de la navigation maritime et aérienne,
les états membres de la CE peuvent, dans des circonstances
dûment justifiées, déroger à cette directive, en ce qui
concerne les vibrations transmises à l’ensemble du corps,
lorsque, compte tenu de l’état de la technique et des
caractéristiques spécifiques des lieux de travail, il n’est pas
possible de respecter la valeur limite d’exposition malgré la
mise en œuvre de mesures techniques et/ou
organisationnelles.32
33
2. Dans le cas où l’exposition d’un travailleur à des vibrations
mécaniques est, en règle générale, inférieure aux valeurs
d’exposition, mais varie sensiblement d’un moment à l’autre
et peut, occasionnellement, être supérieure à la valeur
limite d’exposition.
Toutefois, la valeur moyenne de l’exposition calculée sur
une durée de 40 heures doit demeurer inférieure à la
valeur limite d’exposition.
33
Dérogations selon la directive européenne 2002/44/CE (2/2)
34
Ces dérogations …
Sont assorties de conditions garantissant, compte tenu des circonstances particulières, que les risques qui en résultent soient réduits au minimum et que les travailleurs concernés bénéficient d’une surveillance renforcée de leur santé. Font l’objet d’un réexamen tous les quatre ans et sont révoquées aussitôt que les circonstances qui les ont justifiées disparaissent.
34
35
Calcul des accélérations: aspect juridique
Arrêté du 6 juillet 2005
36
avec
Cx, Cy, Cz coefficients de pondération tenant compte de la fréquence
awx, awy, awz valeurs efficaces de l’accélérationsuivant ox, oy, oz
Accélération équivalente pondérée en fréquence Système main - bras
maxeff
aa = 2
2 2 2eq x wx y wy z wza = C a + C a + C a
Les mesures doivent être faites à l'interface entre
la machine et la main (poignée par exemple).
37
Valeur d’exposition journalière : Système main – bras
( ) 2i
i
1A 8 = a tiT ∑
ai = valeur de l’accélération pour la machine (tache) i [m.s-2]
ti = temps d’exposition aux vibrations pour la machine (tache) i [h]
T = Durée de référence de 8h
38
Exemple de calcul d’accélération équivalente Système main – bras
N° Machines a(m.s‐2) Temps (h)
1 3 2
2 0.5 5
3 4 1
( ) ( ) ( )2 2 2 2eq
1a (8h) 3 2 0.5 5 4 1 2.1 m.s8
−⎡ ⎤= × + × + × ≈⎣ ⎦
N° Machines a(m.s‐2) Temps (h)
1 3 6
2 10 0.5
3 4 1.5
( ) ( ) ( )2 2 2 2eq
1a (8h) 3 6 10 0.5 4 1.5 4 m.s8
−⎡ ⎤= × + × + × ≈⎣ ⎦
2eqa (8h) 4.3 m.s−≈
N° machine a(m.s‐2) Temps (h)
1 4 2
2 5 1
3 2 1
4 4.5 2.5
5 6 0.5
6 4 1
3939
Accélération équivalente pondérée en fréquence Système : ensemble du corps
Le mesurage doit se faire au plus près du point
de transmission des vibrations au corps humain.
40
Temps d’exposition
La durée réelle quotidienne prend en compte uniquement les
périodes pendant lesquelles l’opérateur est soumis aux
vibrations et exclut les phases non vibrantes.
40
41
Evaluation de l'exposition journalière des employés aux vibrations
Il faut s’assurer que :
1. Les informations sur les machines fournies par le fabricant respectent les normes en vigueur,
2. Les conditions de travail sont identiques ou similaires àcelles utilisées par le fabricant (contactez ce dernier en cas de doute),
3. L'équipement utilisé par l'employé est en bon état de marche et conforme aux recommandations du fabricant,
4. Les machines et leurs accessoires sont similaires à ceux utilisés par le fabricant lors du test de vibration.
41
42
Ordres de grandeur
N. FOURATI ‐ ENNOURI 42
43
Normes relatives aux mesurages
44
La norme ISO 5349 : Mesurage et évaluation de l'exposition des individus aux vibrations transmises par la main
44
Partie 1: Exigences générales Elle définit une pondération fréquentielle et des filtres limiteurs de bande afin de
permettre une comparaison uniforme des mesurages. Valeurs obtenues Permettre de prévoir les effets des vibrations transmises par la
main pour 8 (Hz) < f < 1000 (Hz). Applicable aux vibrations périodiques, aléatoires et transitoires.
Partie 2: Guide pratique pour le mesurage sur le lieu de travailElle décrit les précautions à prendre pour :•effectuer des mesurages représentatifs de vibrations•déterminer la durée d'exposition quotidienne pour chaque opération But Calcul de la valeur totale de vibration équivalente pour une période de 8 hElle s'applique à toutes les situations où des personnes sont exposées à des
vibrations transmises au système main-bras par des machines tenues ou guidées à la main, des pièces travaillées vibrantes ou des organes de commande de machines mobiles ou fixes.
45
La norme ISO 2631Vibrations et chocs mécaniques - Evaluation de l'exposition des
individus à des vibrations globales du corps
45
Elle définit des méthodes pour quantifier les vibrations globales du
corps par rapport :
• À la santé humaine
• Au confort,
• À la probabilité de la perception des vibrations et à l'incidence du
mal des transports.
Elle explique comment aboutir aux diverses valeurs d'exposition,
mais ne liste pas les valeurs limites (directive 2002/44/CE).
46
La norme ISO 10326Vibrations mécaniques - Méthodes en laboratoire pour
l'évaluation des vibrations du siège d’un véhicule
46
Elle établit les moyens de mesure du comportement vibratoire des
sièges.
Elle définit les :
• caractéristiques,
• dimensions
• et propriétés de dureté
auxquelles doivent répondre les interfaces semi-rigides à placer sur le
siège pour les mesures de vibration transmises à l'ensemble du corps.
47
La norme ISO 8041
Réponse des individus aux vibrations - Appareillage de mesure
Elle s'adresse plus particulièrement aux fabricants d'appareils de
mesure
Elle établit les :
• caractéristiques
• performances minimales
auxquelles doivent répondre les appareils de mesure qui permettent
d'évaluer la réponse des individus aux vibrations.
47
48
Mesures et évaluations des vibrations
49
Mesures au "point d’entrée" dans le corps
Mesures et évaluations des vibrations
Chaine de mesure
50
Les accéléromètres
Un accéléromètre est un capteur qui, fixé à un mobile, permet de
mesurer l'accélération de ce dernier.
Bien que l'accélération soit définie en m.s-2 (SI), la majorité des
documentations sur ces capteurs expriment l'accélération en « g »
(accélération de la gravité standard au niveau de la mer pour une
latitude de 45°, g = 9,80665 m.s-2).
Le mode de fixation de l'accéléromètre sur la surface vibrante est l'un
des facteurs les plus importants pour l'obtention de résultats précis.
Tous les amplificateurs utilisés dans la chaîne de mesure doivent avoir
un faible bruit.
51
Critères de choix d’un accéléromètre :
la bande passante
la précision
la sensibilité
la gamme de température d'utilisation
la masse du capteur
le nombre d'axe (1 à 3 axes)
la construction mécanique
l'électronique intégrée
le prix (de 6 euros jusqu'à 3000 euros)
52
Principaux types d’accéléromètres utilisés pour la mesure de l’accélération vibratoire (1/3)
1. A jauges de contrainte
Avantages :
• résolution continue ;
• utilisation sous alimentation alternative ou continue
• faible encombrement (masse de 0,5 à 50 g) ;
• domaine de mesure : de 50 m·s–2 à 50 000 m·s–2 ;
• sensibilité : typiquement 0,1 % de la pleine échelle.
Inconvénients :
• performances globales moyennes (précision d’environ 0,5 %) ;
• faible niveau de sortie (sauf avec amplificateur incorporé).
53
2. Accéléromètres piézorésistifsPrincipe
Une variante plus actuelle de l’accéléromètre à jauges de contrainte métalliques. Celles-ci sont remplacées par des résistances de silicium polycristallin ou monocristallin.
Avantages :• faible coût ;• résolution continue ;• très faible encombrement (typiquement masse de 0,5 à 5 g) ;• forte sensibilité du pont de jauges (de 10 à 100 fois supérieure à celle des jauges résistives métalliques) ;•—domaine de mesure : de 10 à 50 000 m·s–2.
Inconvénients :• performances globales moyennes (précision d’environ 0,5 %) ;• sensibilité en température assez élevée
Principaux types d’accéléromètres utilisés pour la mesure de l’accélération vibratoire (2/3)
54
3. Accéléromètres piézoélectriquesPrincipe
Une masse sismique soumise à l’accélération à mesurer exerce des efforts de compression ou de cisaillement sur le matériau piézoélectrique. Le signal électrique fourni est proportionnel à l’accélération
Avantages :• 0,2 < f < 50 000 Hz, •10–4 < a < 104 (m ·s-2)• pas d’alimentation en général (sauf version àélectronique incorporée) • petites dimensions possibles • solidité et fiabilité.
Inconvénients :• précision moyenne (1 à 2 %) ;• sensibilité thermique assez élevée
Principaux types d’accéléromètres utilisés pour la mesure de l’accélération vibratoire (3/3)
55
Vibrations Main - Bras
55
56
Mesures à prendre en cas de dépassement de la valeur d’exposition journalière A(8) = 2.5 m.s-2
Mesures d’ordre technique :
Réduction à la source
Réduction de la transmission des vibration
Limitation de la durée et de l’intensité de l’exposition,
Maintenance des machines et des équipements auxiliaires (sièges, poignées)
Organisation de périodes de repos,
Formation et information des employés pour une utilisation correcte et sûre des équipements de travail
Mise en place d'un programme de surveillance médicale.56
57
Mesures de protection d’ordre technique : réduction à la source
Remplacement des machines portatives très vibrantes par :
des machines de même principe de fonctionnement, mais traitées contre les vibrations à la source;
des machines dont le principe de fonctionnement
engendre peu ou n'engendre pas de vibrations (exemple :
substitution d’une technique basée sur la percussion par une
technique utilisant la rotation).
57
58
Exemples de mesures de protection permettant la réduction à la source
58
Utilisation de machines pneumatiques pour le rivetage d’un châssis
Remplacement des perceuses à percussionpar des perforateurs
Utilisation de riveurs pneumatiquestraités contre les vibrations
Nouveaux brises bétons 5 < Ivib < 7 Au lieu de 12 < Ivib < 22
59
Réduction de la transmission des vibrationsa. Systèmes de chauffage aux poignées
59
Le froid produit une réduction anormale de la circulation
sanguine, ce qui donne à la peau un aspect pâle, cireux ou bleuté
observable dans les doigts blanchiment des doigts.
Le phénomène (maladie ou syndrome) de Raynaud est un
trouble de la circulation sanguine au niveau des doigts et des
orteils qui est aggravé par le froid.
Autre cause du phénomène de Raynaud : vibrations mains-
bras
60
Réduction de la transmission des vibrations
60
b. Recouvrement de la poignée avec un matériau résilient
Avantage : Empêche le contact (avec les poignées froides)
qui favorise les pathologies vasculaires
Inconvénients :
• Il n’atténue que les vibrations supérieures à 200 Hz
• Si f < 200 Hz il faut utiliser de grandes épaisseurs
Problème : incompatible avec la tenue en main de l’outil
de travail
6161
c. Utilisation des poignées anti-vibrations
Avantage : efficaces pour un certain types de machines, tel
que les meuleuses (réduction de 30 à 80 % des vibrations)
Inconvénient : inefficaces voire néfastes pour les machines
à percussion et perforatrices
Réduction de la transmission des vibrations
6262
Cas concret : lutte contre les vibrations des meuleuses
http://www.sobane.be/fr/manubrachiale/pdf/fiches_man.pdf
63
Classe de risque – Points d’exposition
Généralement, seule la classe de risque est importante pour
l'employeur, car elle indique les mesures à prendre.
Afin d'éviter tout calcul compliqué, se référer au
tableau 1 qui permet :
• d'identifier les points d'exposition aux vibrations (PE) sur la
base de 1) la durée d'exposition et 2) de la valeur totale de
vibration équivalente
• de déterminer la classe d'exposition à laquelle appartient la
machine.
63
64
Méthode d’évaluation par les points d’exposition(système main – bras)
Le nombre de points d’exposition PE est défini par :
T (mesuré en heures)
• Exposition journalière déclenchant l’action de prévention :(aeq = 2,5 m/s2) PE = 100 points
• Exposition journalière limite (aeq = 5 m/s2) PE = 400 points
2eqa TPE 100
2,5 8⎛ ⎞ ⎛ ⎞= × ×⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠⎝ ⎠
65
Classes de risques
65
2
2
2
PE 100 A(8) 2.5m.s Classe1100 PE 400 2.5 A(8) 5m.s Classe 2PE 400 A(8) 5m.s Classe3
−
−
−
≤ ≤
< ≤ ≤ ≤
> >
a. Les points d'exposition PE sont inférieurs à 100 l'employeur ne doit prendre aucune mesure spécifique.b. Les points d'exposition sont compris entre 100 et 400 l'équipement peut être utilisé à condition que les mesures décrites précédemment soient appliquées.c. Les points d'exposition sont supérieurs à 400 : l'utilisation de l'équipement n'est autorisée qu'aux conditions suivantes : la durée d'exposition est réduite ou des mesures de prévention supplémentaires sont mises en place.
66
Tableau 1 : Points d’exposition (système : main – bras)
66
Blanc Classe 1Gris clair Classe 2Gris foncé Classe 3
67
Durée d’exposition décimale
67
Si la durée d'exposition est un nombre décimal, les points d'exposition exacts peuvent être déterminés en ajoutant les fractions de la durée d'exposition.
Exemple Déterminer PE, pour une valeur totale de vibration équivalente de 7,5 m/s2 et T = 3.7h.
3 h PE = 3380,5 h PE = 560,2 h PE = 23
SOMME : 3,7 h PE = 417 la valeur limite journalière est dépassée.
68
Durée d’exposition inconnue
68
Le tableau 1 peut être utilisé pour déterminer une durée d'exposition autorisée.
Exemple : Trouver la durée d’exposition pour une machine ayant une valeur totale de vibration équivalente de 7,5 m/s² et PE = 394
SolutionPE = 338 La durée d'exposition est de 3 heures.PE = 56 La durée d'exposition est de 0,5 heure.
La durée d'exposition autorisée est de 3,5 heures.
Remarque : 100 < PE = 394 < 400 Appareil de classe 2
69
Utilisation de plusieurs machines différentes au cours d'une journée de travail
69
Si plusieurs machines différentes sont utilisées
consécutivement au cours d'une journée de travail, la
classe de risque est déterminée en ajoutant les points
d'exposition de chaque outil. La somme doit ensuite
être comparée à la classe d'exposition aux vibrations.
70
Exemple 1 : 4 machines différentes sont utilisées au cours d'une journée de travail
70
ahv,eq t Outil 1 12,0 m/s² 6 minOutil 2 8,0 m/s² 12 minOutil 3 6,0 m/s² 12 minOutil 4 5,0 m/s² 30 min
Somme des PE : 94Résultat : le nombre total de points d'exposition aux vibrations ne dépasse pas 100. La valeur de vibration journalière déclenchant l'action de 2,5 m/s² est donc respectée.Aucune mesure supplémentaire n'est requise.
PE29261425
71
Exemple 2 : 4 machines différentes sont utilisées au cours d'une journée de travail
71
ahv,eq t Outil 1 6,0 m/s² 6 minOutil 2 8,0 m/s² 12 minOutil 3 3,5 m/s² 60 minOutil 4 13,0 m/s² 30 min
Somme des PE : 227Résultat : le nombre total de points d'exposition aux vibrations est supérieur à 100. La valeur de vibration journalière déclenchant l'action de 2,5 m/s² est donc dépassée. Des mesures de réduction de l'exposition aux vibrations sont nécessaires.
PE72625169
72
Exemple 3 : 3 machines différentes sont utilisées au cours d'une journée de travail
72
ahv,eq t Outil 1 12,0 m/s² 60 minOutil 2 8,0 m/s² 120 minOutil 3 11,0 m/s² 30 min
Somme des PE : 665Résultat : le nombre total de points d'exposition est supérieur à 400. La valeur limite de vibration journalière est donc dépassée.Les outils ne peuvent pas être utilisés dans ces conditions..
PE288256121
73
Conversion des points d'exposition PE en valeurs d'exposition journalière aux vibrations A(8)
73
74
Exemple de calculateur de A(8)
74
75
Vibrations transmises à l’ensemble du corps
75
76
Evaluation de l’exposition
1. Evaluation de l’accélération équivalente (aeq) dans
les conditions réelles d’emploi
2. Evaluation en heures de la durée réelle d’exposition
aux vibrations (T)
3. Calcul du nombre de points d’exposition (PE)
76
77
Evaluation de l’accélération équivalente
Retenir la valeur moyenne donnée par le tableau 2 des PE pour la famille d’engins correspondante.
Si le véhicule travaille dans des conditions dégradées, ajouter une variable de condition d’emploi aggravante égale à0,25 m/s2 (L’engin évolue sur des pistes mal entretenues, siège non conforme à l’engin, siège dégradé, conducteur non spécifiquement formé à l’engin utilisé; …)
Inversement on retire de la valeur moyenne 0,25 m/s2 sans jamais descendre en dessous de 0,15 m/s2 si l’engin est employé dans d’excellentes conditions (surfaces de roulement lisses, siège adapté et en bon état, conducteur formé sur la machine …).
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Méthode d’évaluation par les points d’exposition
Le nombre de points d’exposition PE d’un conducteur soumis àl’accélération équivalente aeq pendant le temps de travail de l’engin T (mesuré en heures) est défini par :
• Exposition journalière déclenchant l’action de prévention :(aeq = 0,5 m/s2) PE = 100 points
• Exposition journalière limite (aeq = 1,15 m/s2) PE = 529 points
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛×⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛×=
8T
5,0a
100PE2
eq
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Evaluation de l’exposition journalière
1. Comparer la somme des PE à :100 points : exposition journalière déclenchant l’action de prévention (0,5 m.s-2)529 points : exposition journalière limite
2. La méthode des PE peut également être utilisée lorsque le conducteur effectue sur le même engin des opérations bien identifiées par le constructeur qui a fourni les valeurs d’accélération (aeqx, aeqy et aeqz), pour chacune de ces opérations. Dans ce cas à chacune de ces opérations doit êtreassociée une durée journalière T. Le nombre de points PEtot est calculé dans chacun des axes x, y ou z. Est retenu l’axe avec le nombre maximal.
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Points d’exposition (PE) (système : l’ensemble du corps)
N. FOURATI ‐ ENNOURI 80
Acc
élér
atio
n éq
uiva
lent
e a eq
[m.s-2
]
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Exemple 1
Geoffroy manipule des gravas avec une pelle sur pneus (aeq = 0.65 m.s-2) sur une aire qu’il a pris le temps de soigneusement préparer. Il a réglé à son poids la suspension de son siège récemment remplacé.Il se ménage des pauses au cours de la journée et sa pelle sur pneus travaille au total 7 heures en moyenne. Calculer le nombrede points d’exposition. RéponseLes conditions d’emploi permettent de diminuer l’accélération équivalente moyenne 0,65 m/s2 de 0,25 m/s2.aeq est donc égal à 0,4 m/s2. T = 7 heures. L’exposition journalière de Geoffroy est donc PE = 56 points, soit moins de 100 points.
81
82
Exemple 2
Richard charge 6 heures par jour des blocs de plus de 1 m avec une chargeuse sur pneus. L’aire de travail est dégradée.L’accélération équivalente moyenne aeq= 0,90 m/s2. T = 6h. Calculer l’exposition journalière de Richard.SolutionLes conditions d’emploi conduisent à augmenter l’accélération équivalente moyenne 0,90 m/s2 de 0,25 m/s2, aeq est donc égal à1,15 m/s2 PE = 397 points, soit entre 100 et 529 points Une action de prévention doit être déclenchée.Et si on améliore l’aire de travail ??aeq revient à (0,90-0.25) = 0.65 m/s2 et l’exposition de Richard à126 points.
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Exemple 3
Hugues travaille sur une décapeuse automotrice pendant 4 heures. Il conduit l’après-midi un tombereau rigide pendant 3 heures. Les sièges sont d’origine. Commentez cette situation.
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Engin utilisé T (h/jour) aeq (m/s2)
Décapeuse automotrice 4 1,45tombereau rigide 3 1,1
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Solution de l’exemple 3
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Engin utilisé T (h/jour) aeq (m/s2) PE
Décapeuse automotrice 4 1,45 421tombereau rigide 3 1,1 182
PET = 603 > 529 des actions s’imposent, les temps de travail restant les
mêmes.
Exemples d’action :
Lissage et entretien des pistes.
Changement des sièges des deux engins.
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Engin utilisé T (h/jour) aeq (m/s2) PEDécapeuse automotrice 4 1,2 288tombereau rigide 3 0.85 108
PET = 396 < 529Ces améliorations obligatoires ne sont pas encore suffisantes. Une action de prévention doit être déclenchée : Hugues doit subir une formation spécifique aux deux engins qui lui sont confiés. Il est informé à l’aide d’une copie de la fiche de suivi d’exposition aux vibrations, transmise au médecin du travail.
Solution de l’exemple 3 (suite)
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Stratégie de mesurage commune aux systèmes(main – bras et ensemble du corps)
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1. Objectifs• Evaluer l’accélération d’exposition personnelle• Apprécier le risque d’inconfort ou pour la santé
2. Sur qui mesurer ?•Grouper les salariés qui :
• Sur un intervalle de temps suffisamment long (intervalle de stationnarité IS)• Présentent une exposition identique aux vibrations (Groupes Homogènes
d’Exposition G. H. E)
•L’échantillon doit porter sur un nombre Ns de salariés du G. H. E
3. Comment mesurer ?•Prendre pour chacun des Ns salariés, Ne échantillons de vibration de durée Δt (5 à 20 mn selon les conditions de travail) répartis aléatoirement sur l’intervalle de stationnarité IS
Stratégie de mesurage
Taille GHE 1‐6 7‐8 9‐11 12‐14 15‐18 19‐26 27‐43 44‐50 > 50
Ns Ns = N 6 7 8 9 10 11 12 14
8888
Il faut en plus…
1. Vérifier l’homogénéité du Groupe Homogène d’Exposition
2. Vérifier la stationnarité de l’intervalle de temps
3. Calculer la moyenne des valeurs d’accélération relevées
4. Estimer la précision de cette moyenne
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Exemples de questionnaires pour la gestion du risque vibratoire
9090
J. Malchaire, Gestion du risque : « Vibrations mécaniques », cahiers de médicine du travail, Vol 32, n°3, 1995
