Métrologie des particules ultrafines d'usinage : optimisation de la caractérisation et de la mesure

Résumé

La qualité de l'air intérieur est devenue une question importante en matière de santé et sécurité au travail. Tous les procédés de fabrication génèrent des aérosols donc la nature et le niveau de cette génération varient en fonction du procédé et de l'étape du procédé. Les études épidémiologiques montrent que les poussières métalliques (fines et ultrafines), y compris donc celles produites lors des procédés de fabrication représentent un risque pour la santé des travailleurs. Les risques vont de la simple irritation des voies respiratoires à la bronchite, l’asthme et les cancers. C’est pourquoi les agences de régulation d’hygiène et de sécurité du travail poussent de plus en plus les manufacturiers vers la réduction des particules ultrafines et des poussières métalliques. Alors il est important de bien connaître les particules ultrafines généré durant l’usinage afin d’améliorer la qualité de l'air de nos lieux de travail. Cette thèse ne vise pas une étude de la toxicité des particules ultrafines de fabrication, mais plutôt le développement d’une méthode efficace de mesure. Il est clair qu’une mesure correcte des particules ultrafines permettra de mieux faire des corrélations entre la toxicité, la nature, la forme et la taille des particules ultrafines, pour enfin rechercher des moyens pour prédire et limiter la production des particules dangereuses. Un raffinement de ces techniques expérimentales est exigé pour améliorer les méthodes employées habituellement en hygiène du travail. Dans le présent travail une méthode de prélèvement et de préparation des substrats adaptées aux particules ultrafines de fabrication a été développée afin d’obtenir des informations pertinentes sur les particules émises (concentration, composition chimique, degré d’agglomération et forme). En plus, une amélioration de la mesure par une procédure de correction des données brutes est mise sur pieds. Ensuite on a appliqué cette méthode à l’évaluation des procédés de fabrication des pièces métalliques en fonction des matériaux, des outils et des stratégies de mise en forme. Les résultats obtenus montrent que la génération de particules ultrafines est fortement influencée par les propriétés des matériaux et la géométrie de l'outil. Ainsi, nous recommandons de contrôler les propriétés des matériaux et la géométrie de l'outil pour réduire les émissions de PUF. En plus, l’émission des PUF diminue avec l’augmentation des vitesses de coupe. Ces résultats sont très encourageants du point de vue pratique. Il est donc possible d’usiner des pièces à de très hautes vitesses de coupe, ce qui garantit une très grande productivité et ce sans produire de PUF nocives.

Date	10 mai 2012
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Victor Songmene (Directeur(-trice))