Aérosols

Les Aérosols sont des particules solides ou liquides en suspension dans l'air (0,001 à 100 µm). Leur taille détermine la fraction qui pénètre dans les voies respiratoires (inhalable, thoracique, respirable) et le mécanisme de déposition. L'échantillonnage utilise des pompes et filtres calibrés selon la fraction visée. En mine, la silice cristalline respirable est l'aérosol prioritaire.

Définitions et classification

Un aérosol est une particule solide ou liquide en suspension dans l'air, de 0,001 à 100 µm. En milieu industriel, les aérosols sont polydispersés (tailles variées). L'ordre de grandeur typique est illustré ci-dessous.

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Les particules industrielles présentent une grande diversité de formes.

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Propriétés physiques

• Concentration massique : quantité par volume (mg/m³).
• Concentration numérique : nombre de particules par volume (utilisée pour les fibres, en fibres/cm³).
• Distribution de taille : caractérise la grosseur des particules.

Le diamètre aérodynamique est la propriété centrale pour prédire le comportement d'une particule.

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La vitesse de chute des particules dépend de leur taille et de leur densité.

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En milieu réel, la distribution de taille suit typiquement une loi log-normale.

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Fractions normalisées (ISO 7708, ACGIH)

• Inhalable (Pi) : particules entrant par le nez et la bouche (< ~100 µm).
• Thoracique (Pthor) : pénètrent au-delà du larynx (< ~25 µm).
• Respirable (Pr) : atteignent les alvéoles (< ~10 µm, médiane 4 µm).

Mécanismes de déposition

Cinq mécanismes interviennent dans la déposition pulmonaire.

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Les cinq mécanismes de la liste qui suit, réunis sur une même bifurcation. Leurs positions sont schématiques : elles ne disent pas où chaque mécanisme domine.

D’après la liste des cinq mécanismes de cette page (section « Mécanismes de déposition ») et la page Toxicité du système respiratoire (« Diffusion brownienne », « Particules chargées »). Positions, trajectoires et grosseurs des particules sont schématiques, pas à l’échelle ; le seul chiffre est celui de la page pour la diffusion.

1. Sédimentation : chute par gravité (taille, masse, forme).
2. Impaction : capture par inertie aux changements de direction (vitesse de l'air).
3. Interception : la particule touche une surface en passant.
4. Diffusion : très fines particules, < 1 µm.
5. Interactions électrostatiques.

Le système respiratoire se divise en trois zones et chaque fraction atteint une zone caractéristique.

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Chaque fraction se définit par l’endroit qu’elle atteint : l’inhalable entre par le nez et la bouche, la thoracique pénètre au-delà du larynx, la respirable atteint les alvéoles. Le schéma ne donne aucune taille : celles du texte sont approximatives, et l’on passe d’une fraction à l’autre sans coupure nette.

D’après cette page (fractions normalisées ISO 7708 et ACGIH, trois zones du système respiratoire) et la page Toxicité du système respiratoire (voies aériennes supérieures, trachée et bronches, alvéoles). Notations Pi, Pthor et Pr : RSST, annexe I, notes et définitions. Schéma simplifié, sans tailles ni échelle.

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Les notations RSST associées à ces fractions sont rappelées ci-dessous.

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Effets sur la santé

• Irritation des voies respiratoires, voir Toxicité du système respiratoire.
• Pneumoconioses (silicose, asbestose, sidérose). Voir Maladies professionnelles en mine.
• Allergies (poussières organiques, Métaux toxiques en milieu de travail). Voir Sensibilisants respiratoires et cutanés.
• Cancers (amiante, silice cristalline, chrome VI, nickel). Voir Cancérogénicité.
• Effets systémiques après absorption (plomb, manganèse, cadmium). Voir Métaux toxiques en milieu de travail.

Évaluation et échantillonnage

Pompe et filtre

• Pompe spéciale, calibrée, à débit constant.
• Filtre adapté (MCE, PVC, fibres de verre) selon l'analyse subséquente.
• Volume d'air = débit (L/min) x durée (min).
• Concentration = masse / volume.

Le RSST mentionne certaines méthodes basées sur la technique de prélèvement, avec leurs limites.

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Sélection de fraction

• Cyclone pour la fraction respirable.
• Cassette IOM pour la fraction inhalable.
• Impacteur en cascade pour la distribution de taille.

Dispositif d'échantillonnage de la fraction thoracique selon l'ACGIH.

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Instruments à lecture directe

• Comptage de particules optique.
• Utile pour évaluation exploratoire, ne remplace pas les méthodes IRSST.
• Demande un étalonnage spécifique au milieu.

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Échantillons de surface

• Frottis (wipe samples).
• Pas de correspondance directe avec l'exposition aéroportée.
• Critères existants pour plomb, béryllium et certains autres métaux.

Moyens de contrôle

Suivre la Hiérarchie des moyens de prévention

• Substitution (procédés humides, billes de verre vs sable).
• Ventilation locale à la source.
• Encoffrement, automatisation.
• Bonnes pratiques (humidification, nettoyage HEPA, proscription de l'air comprimé pour le nettoyage).
• Protection respiratoire (APR) adapté à la fraction (P100, N95, etc.).

Application terrain

Aérosols dominants en mine

Contrôles privilégiés en mine

• Forage humide (eau injectée à la couronne).
• Captation sur perforatrice (système intégré, fabricant).
• Confinement et arrosage des piles de minerai.
• Cabines pressurisées et filtrées sur engins (HEPA + charbon actif).
• Ventilation auxiliaire en cul-de-sac.

Ressources

Articles wiki connexes

• Maladies professionnelles en mine
• Bioaérosols
• Amiante
• Protection respiratoire (APR)
• Hiérarchie des moyens de prévention

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