DOSSIER

© Vincent Nguyen pour l’INRS/2020

Les fluides de coupe sont largement utilisés pour l’usinage des métaux. Mais ils peuvent exposer les salariés à des risques chimique et biologique. La prévention de ces risques passe principalement par des mesures de substitution des produits les plus dangereux et la mise en place de protections collectives.

Dans ces métiers de précision, il est compliqué de ne pas manipuler les pièces avec les mains nues et de ne pas être en contact des fluides de coupe.

Dans ces métiers de précision, il est compliqué de ne pas manipuler les pièces avec les mains nues et de ne pas être en contact des fluides de coupe.

LES FLUIDES DE COUPE sont des produits indissociables des opérations d’usinage des métaux. Hormis pour le travail du laiton et de la fonte, ces liquides sont utilisés pour lubrifier et refroidir à la fois l'outil des machines d’usinage et la pièce de métal travaillée. Leur rôle : limiter l’usure de l’outil, protéger les pièces métalliques de l’oxydation et faciliter l’évacuation des matériaux enlevés. Près de 47 000 tonnes de fluides de coupe ont été achetées en France en 2019, selon le Centre professionnel des lubrifiants. Les principaux secteurs utilisateurs sont la métallurgie et l’automobile.

La mise en œuvre de ces agents d’usinage expose les salariés à des risques chimiques, principalement. « Des substances dangereuses peuvent être présentes dans la formulation d'origine », explique Bruno Courtois, expert assistance-conseil à l’INRS. Des irritants, des allergènes, voire des cancérogènes et des toxiques pour la reproduction. « Certains se forment au cours du stockage du fluide ou lors de l’utilisation », poursuit-il. Ces produits étant le plus souvent réutilisés de nombreuses fois en circuit fermé, certaines substances dangereuses et des micro-organismes peuvent en effet s’y accumuler.

Il existe deux catégories de fluides de coupe. La première est celle des huiles entières, sans eau, utilisées notamment pour leurs propriétés lubrifiantes. Elles représentent un peu plus de la moitié des ventes totales de fluides de coupe. La seconde catégorie, recherchée essentiellement pour ses qualités de refroidissement, sont les fluides aqueux qui sont soit des émulsions à base d’eau et d’huile, soit des solutions où tous les composés sont dissouts. « Ces produits ont la particularité d’être propices au développement de bactéries, avertit Christine David, responsable du pôle risque biologique de l’INRS. Certaines sont pathogènes : elles présentent un risque biologique pour les salariés. »

Bien choisir son produit

Le contact avec la peau constitue le principal facteur d’exposition des salariés aux substances chimiques et aux agents biologiques contenus dans les fluides de coupe. Mais ce n’est pas le seul. L’inhalation représente également un risque pour la santé des travailleurs. En effet, des aérosols, souvent appelés « brouillards d’huile », se forment lors du process d’usinage avec ces produits, « aussi bien avec les huiles entières qu’avec les fluides aqueux », précise Bruno Courtois. Des expositions qui peuvent occasionner diverses pathologies : des affections cutanées principalement des dermatites d’origine irritative ou allergique ou respiratoires. Certaines peuvent être reconnues au titre de huit tableaux de maladies professionnelles du régime général (tableaux 36, 36 bis, 43, 49, 49bis, 65, 66 bis et 70).

ZOOM

UNE EXISTENCE SOUS HAUTE SURVEILLANCE

L'efficacité d'une démarche de prévention des risques professionnels liés à l'usage de fluides de coupe passe par un élément essentiel : le suivi de l’état de ces fluides tout au long de leur période d’utilisation. Les paramètres à prendre en compte lors de ce suivi varient selon le type de fluide de coupe utilisé : teneur en benzo(a)pyrène (utilisé comme marqueur des HAP), en nitrites, en particules métalliques, en bactéries… Des kits de contrôle sont disponibles auprès du fournisseur du produit. Le Cetim a également développé des systèmes de suivien continu. « Un pour les huiles entières, l’autre pour les fluides aqueux, précise Miguel Cruz, ingénieur-conseil en technologies propres au Cetim. Le constat est le suivant : plus l’étatdu produit d’usinage s’éloigne de son état initial – quand il est neuf –, plus il présente de risques pour le process, pour les machines et pour la sécurité et la santé des utilisateurs. Ce que ces systèmes déterminent, grâce à des capteurs mesurant plusieurs paramètres physiques, ce sont ces variations. Ils s’intègrent à la ligne de production et ne modifient pas la composition du fluide, qui peut donc être réinjecté dans le circuit. Après six mois de tests concluants en entreprises, nous réfléchissons actuellement à l’industrialisation du procédé avec un partenaire. »

La prévention du risque chimique émanant des fluides de coupe repose, en premier lieu, sur l’évitement des substances les plus dangereuses, en se référant à la fiche de données de sécurité (FDS). « Si le choix d’un produit doit répondre aux exigences techniques définies par les procédés d’usinage, la dangerosité de ses constituants doit être prise en compte dans la décision finale », souligne l’expert. Afin de limiter le caractère irritant du fluide de coupe, la Cnam recommande également d’opter pour des produits au pH modéré, de l’ordre de 9. Le contrôle régulier du pH, comme de l’état de l’agent d’usinage au cours de sa période d’utilisation, est essentiel puisque des micro-organismes peuvent s’y développer, et des substances dangereuses ainsi que des particules de métaux usinés s’y accumuler au fil du temps (lire l’encadré page précédente).

Les huiles entières minérales, issues de la distillation du pétrole, sont susceptibles de contenir, dans leur composition initiale, des v (HAP). Certains sont classés cancérogènes par le Centre international de recherche sur le cancer (Circ) et par l’Union européenne. « Les huiles peuvent aussi s’enrichir en HAP lorsque les conditions d’usinage provoquent un échauffement important au niveau du contact entre l’outil et la pièce usinée », souligne Bruno Courtois.

Dans les fluides aqueux, des nitrosamines se forment par réaction entre des amines secondaires (diéthanolamine, notamment) et des nitrites ou des composés nitrés, issus par exemple de nitrates présents dans l’eau de dilution des fluides. Certaines nitrosamines sont classées comme cancérogènes par l’Union européenne. Ces fluides peuvent toutefois encore contenir des additifs, comme l’acide borique et les borates classés comme toxiques pour la reproduction par l’Union européenne. Il faut aussi éviter les biocides libérateurs de formaldéhyde. Ce dernier est classé cancérogène pour l’homme par le Circ et par l’Union européenne.

Concentration et formulation

En termes de risques chimiques et biologiques associés aux « brouillards d’huile », la Cnam s’appuie sur un certain nombre d’études pour établir des recommandations. Elle préconise notamment de limiter la concentration en aérosols de fluides de coupe à 0,5 mg par m3
d’air pour un poste de travail de 8 h. Le meilleur moyen pour atteindre cet objectif est la mise en place de mesures de prévention collective, comme le confinement par capotage des machines d’usinage et le captage à la source des aérosols par une ventilation adaptée, avec rejet de l’air à l’extérieur du bâtiment.

« Pour des raisons environnementales, de performance et de protection de la santé des opérateurs, les industriels s’intéressent de près aux évolutions relatives aux fluides de coupe, constate Dominique Ghiglione, responsable recherche et développement au Centre technique des industries mécaniques (Cetim). Les formulations, notamment du fait de la règlementation Reach, ont connu de nombreux changements qui ont impacté les performances des fluides. Les entreprises sont également demandeuses de techniques simples de suivi des fluides de coupe au cours de leur utilisation. » Par exemple, la multiplication de micro-organismes entraîne une baisse de performance technique des fluides aqueux.

Le Cetim teste actuellement, en milieu industriel, un procédé bactéricide pour les fluides. Développé par une entreprise française, il utilise le traitement UV à la place de biocides chimiques. Autre centre d’intérêt des professionnels de l’usinage : les nouveaux procédés permettant de s’affranchir des fluides aqueux ou d’en limiter les quantités nécessaires. En particulier, les process utilisant le froid (air comprimé refroidi, azote liquide, CO2 supercritique…). « Au Cetim, des plates-formes d’essais à l’azote liquide ou au CO2 supercritique sont accessibles aux industriels pour tester ces technologies », souligne Dominique Ghiglione. Rares sont toutefois les entreprises à avoir aujourd’hui intégré ces procédés en production. 

Katia Delaval

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