Journée d`information émissions diesel et santé au travail
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Journée d`information émissions diesel et santé au travail
HST 229 - 19 CONGRÈS COMPTE RENDU 19 juin 2012 Paris, France JOURNÉE D’INFORMATION ÉMISSIONS DIESEL ET SANTÉ AU TRAVAIL L es moteurs Diesel sont à l’origine d’une pollution chimiquement complexe comprenant des gaz et des particules fines voire ultrafines carbonées sur lesquelles sont adsorbés des composés organiques de composition complexe dont les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des aérosols acides, des sulfates et des oxydes métalliques. bien maîtrisées, des mesures de prévention existent pour un certain nombre de situations de travail et de nombreuses technologies ont été développées en matière de filtration des particules et de captage des émissions. Enfin, le développement de la métrologie permet aujourd’hui de mieux caractériser ces émissions et d’en évaluer les risques. Si les microparticules de carbone émises par les moteurs Diesel sont connues pour contribuer de manière importante au phénomène de réchauffement climatique, elles présentent également une toxicité pour l’homme. Ainsi, l’exposition aux fumées et aux gaz d'échappement Diesel est estimée comme l’exposition à un cancérogène sur les lieux de travail la plus fréquente en France et elle constitue également un important enjeu de santé publique. Depuis juin 2012 ces émissions ont été classées comme cancérogènes certains pour l'homme (classe I) par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). L’INRS et la CRAMIF ont organisé à Paris, le 19 Juin 2012, une journée d’information technique dans le but de présenter les différents enjeux de la prévention des risques liés à l’exposition à ces particules en milieu professionnel. Plusieurs thèmes ont été abordés : 1 risques pour la santé, 1 pollution en milieu de travail et en zone urbaine, 1 réglementation concernant les particules fines, 1 mesure des expositions, 1 moyens de prévention (filtres à particules, évolution des moteurs Diesel, moteurs hybrides, etc.), 1 évaluation de l’efficacité des dispositifs, 1 expériences d’utilisateurs. Des salariés peuvent être exposés à cette pollution, notamment lors de travaux en espaces confinés ou de travaux souterrains. Si les émissions des engins de chantier ne sont actuellement pas Un focus sur quatre interventions effectuées lors de cette journée est présenté dans cet article. INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 4e trimestre 2012 - 229 / 37 EXPOSITION AUX POLLUANTS DIESEL EXPÉRIMENTATION ET DÉMARCHE DE PRÉVENTION J-P. Depay, Caisse régionale d’assurance maladie d’Ile-de-France, D. Bémer, INRS. L’exposition aux fumées et gaz d'échappement Diesel est estimée comme l’exposition à un cancérogène sur les lieux de travail la plus fréquente en France. Ces émissions sont classées comme cancérogènes certains pour l'homme (groupe I) par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Elles sont également reconnues pour être responsables d’irritations transitoires, d’inflammation et d’altérations de la fonction pulmonaire. Les moteurs Diesel sont à l’origine d’une pollution chimiquement complexe comprenant des gaz et des particules fines carbonées sur lesquelles sont adsorbés des composés de composition complexe parmi lesquels on trouve des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des aérosols acides, des sulfates et des oxydes métalliques. Ces particules constituent un enjeu important en matière de santé publique et de santé au travail. En effet, des salariés peuvent être exposés à cette pollution notamment lors de travaux en espaces confinés ou de travaux souterrains. Si des règles de prévention existent dans un certain nombre de situations de travail, l'exposition des salariés aux émissions des engins de BTP n'est à l’heure actuelle pas maîtrisée en France. Par ailleurs, de nombreuses technologies de posttraitement ont été développées afin de collecter efficacement les particules à la surface d’un média et pour pouvoir ensuite les éliminer par combustion. Des essais ont été entrepris avec différents types de filtres montés sur les engins sur divers sites de travail. Les mesures des polluants à l’échappement, dans les configurations avec et sans filtre, ont été effectuées à l’état initial (filtre neuf) et au cours du temps. Les mesures ont porté sur l’ensemble de la pollution émise à l’échappement de l’engin à savoir les gaz et les aérosols. Les mesures relatives aux nanoparticules ont été confiées à l’institut suisse TTM. Les essais effectués montrent que les filtres permettent une diminution au minimum d’un facteur 100 de l’émission en particules toutes tailles confondues. L’étude a montré que certaines technologies de filtres semblent plus adaptées aux engins non routiers. Ainsi, les filtres à régénération active avec ajout d’additif, largement éprouvés dans certains pays, semblent vraiment adaptés, dans la mesure où ils permettent une réduction importante des émissions de microparticules de suie et garantissent un maintien des performances au cours du temps. Forts de l’expérience acquise, la CRAMIF et l’INRS ont publié un guide à l'intention des entreprises afin de les aider dans le choix des meilleures technologies disponibles ainsi que dans la démarche d'installation de filtres à particules sur les engins de chantier. Ce guide aborde les différents choix techniques proposés pour réduire les émissions et décrit l’impact de chacun sur les émissions de particules. Il décrit également l’implication indispensable du fabricant de FAP et du constructeur d’engins dans la procédure de postéquipement (ou rétrofit) d’un engin. En effet, de nombreuses contraintes liées à la mise en œuvre de ces systèmes existent et doivent être prises en compte pour la réussite de l’opération : information/formation des utilisateurs et des services de maintenance, coûts, état initial du moteur, difficultés de montage en rétrofit, entretien ainsi que des éventuels problèmes de gestion électroniques des différents paramètres. Dès 2007, La CRAMIF, associée à l’INRS, a décidé de tester sur site les meilleures technologies disponibles avec des filtres à particules (FAP) installés sur des engins de chantier afin de s’assurer de leurs performances initiales mais surtout de leur maintien au cours du temps. INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 4e trimestre 2012 - 229 / 38 MÉTROLOGIE DES PARTICULES DIESEL M. Kasper, Matter Aerosol AG Pourquoi mesurer ? Les émissions de particules par les moteurs Diesel forment un mélange complexe de carbone solide, de cendres métalliques, d’hydrocarbures semi-volatiles ainsi que de particules liquides composées d’acide sulfurique et d’eau. Certains de ces composés sont dangereux pour la santé, et parfois cancérogènes. Certains d’entres eux sont éliminés de l’émission en recourant à un filtre à particules Diesel (FAP). Par conséquent, la mesure des particules de l’émission Diesel constitue un défi technique, ayant deux principaux objectifs : assurer le fonctionnement correct du FAP et, de manière plus générale, quantifier les risques pour la santé causés par les émissions Diesel. Les limites d’émission légales traduisent ces intentions. Méthodes historiques et inconvénients Historiquement, la législation allemande des émissions Diesel recommandait principalement deux méthodes de mesure : la détermination gravimétrique de la masse des particules (Particulate Matter : PM) pour l’homologation ; et la détermination par opacimétrie pour les contrôles sur-site. Les deux méthodes fournissent des données techniques utiles dans le cas des moteurs Diesel à fortes émissions (jusque Euro IV/NRMM étape III a), mais la pertinence de ces données pour la santé est limitée et, dans le cas des émissions après FAP, ces méthodes pèchent par un manque de sensibilité. Les moteurs Diesel modernes, et particulièrement ceux équipés de FAP, nécessitent une approche améliorée prenant en compte les objectifs de santé et sont donc plus sensibles aux faibles concentrations de particules. Une telle approche, prenant en compte la concentration en nombre des particules solides (Particle Number : PN) a été développée dans le cadre du protocole VERT (1993 1998) et à maintenant été adopté par la législation européenne (Euro 5b/Euro VI). HST Mesure du nombre de particules La mesure des PN a plusieurs propriétés qui en font un moyen de mesure très avantageux dans le cas des émissions de particules Diesel et de l’utilisation des FAP. Premièrement, PN est adaptée aux particules dans la gamme de tailles 20 – 300 nm (0,02 – 0,3 µm). D’une part, c’est la gamme de tailles des particules émises par les moteurs à combustion et, d’autre part, ces tailles correspondent aux particules qui pénètrent le plus profondément dans le poumon et sont, de ce fait, particulièrement suivies par les experts en santé. Deuxièmement, la mesure des PN se focalise sur les particules solides. Elles incluent les suies carbonées, les cendres métalliques et les hydrocarbures faiblement volatils. Les particules solides sont considérées comme un danger pour la santé humaine puisqu’elles sont insolubles et persistent un long moment dans le corps humain. Troisièmement, la mesure des PN est capable de détecter de très faibles concentrations en particules, aussi faibles que celles rencontrées dans l’air ambiant. Par conséquent, PN est capable de détecter des ruptures, des fuites et des autres défauts d’un FAP, longtemps avant que n’importe quelle autre méthode soit capable de fournir un résultat fiable (inspection optique, contrepression en dessous du seuil de tolérance, etc.). Finalement, PN est une méthode de mesure en ligne. Elle ne nécessite pas de délicates manipulations des échantillons ni d’analyses de laboratoire longues. Au lieu de cela, la donnée est exploitable au cours ou immédiatement après la mesure en temps réel et sur site. Par exemple, un FAP installé sur une machine de construction peut la tester en moins d’une minute de temps de mesure, ce qui réduit les temps d’arrêt coûteux de la machine. Ainsi, PN est spécifique aux émissions moteurs, applicables aux émissions après FAP et adapté aux effets sur la santé. Techniquement, la mesure de PN est basée sur un compteur à noyaux de condensation (CPC) qui, tout d’abord, grossit les plus petites et invisibles particules et, ensuite, les compte à l’aide d’un faisceau laser. Les compteurs de parti- cules électriques (EPC) constituent une alternative souvent utilisée car ils sont plus pratiques et manipulables. Dans un EPC, les particules sont d’abord électriquement chargées et ensuite précipitées sur un ou plusieurs éléments filtrants où elles viennent déposer leur charge électrique. Le courant électrique circulant de l’élément filtrant à l’instrument est mesuré et converti en nombre de particules. Comme expliqué précédemment, la mesure du PN est focalisée sur les particules solides. Ceci est assuré par un système d’échantillonnage dédié disposé avant le compteur de particules. Le système d’échantillonnage comprend un étage de dilution (dilution au moins 10 à 15 fois) et un traitement thermique de l’échantillon jusqu’à 350°C. Les avantages de la mesure du PN ont été reconnus par nombre d’institutions légales, incluant l’Union européenne. L’étape Euro 5b d’émission des véhicules routiers en vigueur depuis 2011 (voitures particulières) et Euro VI à partir de 2014), (poids lourds) incluent une valeur limite des PN dans le but de réduire au maximum les émissions de particules des véhicules récents au travers des meilleures techniques de filtration disponibles. La Suisse a introduit une limite des PN pour les machines de construction en 2009 et, au niveau européen, une application pour les PN émises par les équipements non routiers (NRMM, étape III b) est en cours de discussion. D’autres législations réfléchissent actuellement à prendre en considération ces PN (Californie, Chine, Chili). Conclusion La mesure des émissions de particules par les engins Diesel sert en fin de compte à la protection de la santé humaine et de l’environnement. La concentration en nombre des particules constitue la mesure la plus favorable puisqu’elle combine les exigences en matière de santé avec la sensibilité et la disponibilité de l’instrumentation. Du fait de ces avantages, le PN a été établi dans l’Union européenne et est pris en compte dans la plupart des régulations des émissions de nombreuses régions du monde. 229 - 19 FOCUS SUR LES ZONES D'ACTIONS PRIORITAIRES POUR L'AIR (ZAPA) G. Aymoz, Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie Afin d’améliorer rapidement la qualité de l’air dans les zones urbaines, où les concentrations en particules PM10 et en dioxyde d’azote sont supérieures aux valeurs limites définies dans les textes européens, la loi Grenelle II prévoit une action à très court terme : la ZAPA 1, zone d’actions prioritaires pour l’air. Les communes ou groupements de communes de plus de 100 000 habitants où une mauvaise qualité de l’air est avérée pourront instituer à titre expérimental des zones dont l’accès est interdit aux véhicules contribuant le plus fortement à la pollution atmosphérique. Les collectivités souhaitant expérimenter une ZAPA sur leur territoire avaient jusqu’au 13 juillet 2012 pour déposer une demande d’expérimentation aux ministres chargés du développement durable et de l’intérieur. Le projet de ZAPA doit avoir fait l’objet d’une évaluation environnementale, ainsi que d’une concertation avec l’ensemble des parties concernées. Les autorisations d’expérimentation seront accordées par décret pour une durée de trois ans. Une disposition nationale qui sera adaptée localement Les expérimentations de ZAPA s’inscrivent dans le cadre du deuxième Plan National Santé Environnement (PNSE2) de la loi Grenelle 2 au sein du plan Particules qui fixe un objectif de réduction de 30 % des particules fines dans l’air d’ici 2015. Cette mesure s’inscrit dans une planification nationale plus large d’actions visant à réduire les émissions de polluants atmosphériques en veillant aux synergies et aux antagonismes avec les actions de réduction des gaz à effet de serre. 1 Plus d'information sur le site Buldair : http:// www.buldair.org/category/arborescence-du-site/ actions-pour-ameliorer-la-qualite-de-l-air/plansd-actions/zapa-lez INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 4e trimestre 2012 - 229 / 39 Des études de faisabilité en amont des expérimentations terrain Compte tenu du caractère novateur de ce concept en France, l’ADEME a lancé en juillet 2010 un appel à projets « Etude de faisabilité des ZAPA » à destination des collectivités. Aujourd’hui, l’ADEME accompagne huit collectivités : Paris, Plaine Commune, Grand Lyon, GrenobleAlpes Metropole, Pays d’Aix, Clermont Communauté, Nice Côte d’Azur et la Communauté Urbaine de Bordeaux. Ces études portent notamment sur les impacts multicritères (qualité de l’air, bruit, GES, impacts socio-économiques), l’acceptabilité de la mesure, la compatibilité avec les autres plans d’actions… En complément d’un soutien financier, l’ADEME anime un comité de pilotage national qui permet de favoriser les échanges entre les huit collectivités et différents organismes pouvant apporter de la connaissance sur les différents sujets liés aux ZAPA. Une évaluation scientifique des expérimentations La ZAPA est un concept élargi de la Low Emission Zone (LEZ) à des mesures complémentaires à la restriction de circulation. Les retours d’expériences des pays européens ayant mis en œuvre des LEZ montrent le besoin de développer de nouveaux indicateurs et outils intégrés d’évaluation des impacts des actions d’amélioration de la qualité de l’air. Un appel à projets de recherche DPF Retrofit of construction Machines Switzerland DPF n° INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 4e trimestre 2012 - 229 / 40 Guidelines 20’000 10’000 Public tenders Pilot phase Pioneer 2010 VERT DPF 2005 Failures % p.a. 2000 Retrofilters 1995 Retrofits total 1990 A. Mayer, Technik Thermische Maschinen C’est à ce moment que se créa le projet VERT, abréviation signifiant « réduction des émissions des moteurs Diesel dans les tunnels ». Pendant quatre années, et à base de beaucoup de Regulation 100% 30’000 30 000 FILTRES À PARTICULES SUR LES MACHINES DE CONSTRUCTION EN SUISSE A partir de 1991, certaines grandes villes, comme Zürich et Genève, ont commencé à équiper leurs véhicules de trafic public avec des filtres à particules (FAP) sans réglementation, sans norme technique, sans informations des bénéfices sanitaires et cette première phase n’a rien donné. Tout a changé en 1994 lorsque la Suisse a commencé la planification des grands tunnels pour trains rapides à travers les Alpes, la NEAT. Les études de la SUVA, caisse nationale d’accidents professionnels et responsable pour la sécurité au travail, ont très tôt mis en évidence que la concentration des particules Diesel dans l’air respiré dépasserait les limites sanitaires d’un facteur de 50 - 100. A cette époque, les valeurs limites carbone étaient TC < 200 µg/m3, un peu plus tard (carbone organique) BC < 100 µg/m3 et les émissions Diesel DME étaient déjà déclarées « cancérogènes » suivant les recommandations de la IARK/Lyon en1989. Il fallait trouver une solution efficace très rapidement sinon les constructions de tunnels (projet européen d’une importance continentale) pourraient présenter des risques. Une modification des valeurs limites était exclue par la loi. Step-by-step over 2 decades from 0 to 100% application Fuel sulfur ppm Les collectivités pourront alors choisir d’inclure dans leur dispositif telle ou telle catégorie de véhicules (poids lourds, bus, VL…) et tel ou tel groupe pour chaque catégorie de véhicule. dédiés à l’évaluation des expérimentations de ZAPA a donc été lancé mi-janvier 2011 dans le cadre du programme de recherche PRIMEQUAL 2 . Les trois projets sélectionnés concernent l’évaluation de l’efficacité des ZAPA et l’identification les facteurs de réussite, tant sur les plans environnementaux, qu’économiques et sociaux. Dans ce contexte, un point fondamental concerne la connaissance des émissions des véhicules en usage réel, thème auquel des travaux supplémentaires sont actuellement consacrés. Year Sur le plan réglementaire, deux décrets publiés récemment portent sur le tarif des amendes en cas d’infraction et sur les véhicules faisant l’objet de dérogations. Un arrêté ministériel établira prochainement une nomenclature nationale de tous les types de véhicules, en fonction de leur niveau d’émission de polluants atmosphériques. Les véhicules sont classés en fonction de leur date de première immatriculation (correspondant aux normes Euro) avec une distinction selon la motorisation (Diesel, essence, GPL, GNV, électrique…). 1988 2 000 100 2 > 10 - 1992 2 000 350 2 > 10 - 1995 500 500 3 > 10 5 1998 500 900 8 10 16 2000 350 2 500 12 8 23 2002 50 4 900 7 3 8 2003 50 6 500 11 2 22 2005 50 11 500 21 <2 30 2007 50 17 500 26 <2 50 2010 10 25 000 30 <2 71 2012 10 35 000 30 <1 80 tests sur bancs d’essais et sur le terrain, la technique des FAP pour machines de construction qui présentaient des exigences mécaniques et thermiques très élevées a été développée. Pour ce faire, de nouvelles instrumentations pour la mesure des particules solides d’une taille pénétrant les poumons 20 - 300 nm ont été développées. Une méthode standard de tests des filtres VERT et des appareils électroniques pour le contrôle sur véhicules a également été introduite. En 1998, une douzaine de FAP avait déjà été certifiée et la liste des filtres certifiés, publiée par la SUVA avait été établie. D’importants tests pilotes commençaient pour les travaux de l’élargissement de l’aéroport de Zürich avec 160 machines de construction toutes équipées de FAP afin de répondre à une condition du propriétaire, le canton de Zürich. Le résultat a été couronné de succès et d’autres chantiers publics ont suivi par la suite. 2 Programme de recherche interorganisme pour une meilleure qualité de l’air à l’échelle local, piloté conjointement par le MEDDTL et l’ADEME HST En avril 2000, la SUVA introduisait l’exigence obligatoire d’utiliser des FAP sur tous les moteurs Diesel utilisés en souterrain, pour n’importe quelle puissance moteur, âge, construction ou application. Cette règle, toujours en vigueur, est très efficace car elle permet de réduire la pollution de l’air dans les chantiers des tunnels d’un facteur 95 %. Entre-temps, beaucoup de résultats épidémiologiques fournissaient la preuve des risques sanitaires très élevés causés par les particules Diesel, y compris cancérogènes et cardiovasculaires, en particulier en exposition au travail, dans les mines et parmi la population des chauffeurs professionnels. Le rap- port des bénéfices sanitaires externes monétarisées aux coûts a été comme étant égal à 4 - 5 par l’OFEV, l’office fédéral de l’environnement Suisse. A partir de cette estimation, le conseil fédéral de la Suisse décidait, en septembre 2000, d’adopter la règle SUVA pour les chantiers supraterrestres, d’abord seulement pour les grands chantiers en ville puis, à partir de 2008, pour tous les chantiers. Aujourd’hui, on est proche à 100 % d’utilisation des FAP pour les machines de construction. En parallèle, une réglementation pour l’application des FAP sur tous les bus, locomotives Diesel et bateaux a été introduite. Actuellement, l’action se poursuit avec les poids lourds et les tracteurs agricoles pour la protection de la santé des conducteurs. 229 - 19 CONCLUSION De cette journée il ressort clairement que des solutions techniques performantes, largement éprouvées dans d’autres pays, permettent de réduire de manière importante les émissions de particules des moteurs Diesel. Ces solutions doivent être sans plus tarder appliquées aux engins évoluant dans des atmosphères confinées. Le deuxième point important concerne la métrologie de ces particules ultrafines qui doit être adaptée au fait que le référenciel massique n’est pas le meilleur dans le cas des nanoparticules. Cela implique aussi de réfléchir à la pertinence des valeurs limites actuelles. INRS - Hygiène et sécurité du travail - Cahiers de notes documentaires - 4e trimestre 2012 - 229 / 41