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Poussières de bois et santé : quelles solutions pour les artisans ?

« Les poussières de bois, quelles qu'elles soient, sont susceptibles de provoquer des maladies à court terme et des cancers des dizaines d'années après l'exposition1 ». Les analyses de l'INRS sont sans appel : les poussières de bois représentent l'une des trois causes les plus importantes de cancers reconnus d'origine professionnelle. En France, près de 450 000 salariés sont exposés, essentiellement dans la filière bois ou le secteur de la construction.

Face à ce constat, que faire quand on exerce une profession artisanale liée au bois, très exposée aux particules, aux risques d'asthme professionnel et autres phénomènes d'irritations, mais avec des moyens limités pour aménager son atelier ? Artisans du bois - menuisiers, ébénistes, charpentiers... - comment améliorer la qualité de l'air de votre cadre de travail et préserver votre santé pour un investissement limité ?

Si le captage à la source (aspiration sur les machines émettant le plus de poussières) est la solution en général recommandée et utilisée, elle n'empêche pas l'émission dans l'air de quantités importantes de poussières, comme nous allons l'illustrer dans cette étude. Elle s'appuie sur une expérimentation que nous avons menée, sur une période de 6 mois (décembre 2022 à mai 2023) en partenariat avec l'atelier d'ébénisterie de Romain Maldague, afin d'évaluer dans quelle mesure les purificateurs d'air TEQOYA permettent de réduire l'exposition des ébénistes, et plus largement des professionnels et artisans du bois, à la pollution particulaire.

Phase 1 de l'expérimentation : analyse de la qualité de l'air de l'atelier d'un artisan du bois

D'une surface au sol d'environ 80 m2 et une hauteur sous plafond importante, d'environ 4 m, l'atelier dispose de plans de travail le long d'une baie vitrée sur rue, qui occupent toute la longueur du local. A l'opposé, côté aveugle de l'atelier, un espace semi-ouvert accueille les principales machines, en particulier une ponceuse fréquemment utilisée et principale source de poussières de bois de l'atelier.

Poussières de bois et santé : atelier ébéniste

Photos 1 : atelier côté baies vitrées (en haut) et zone de la ponceuse (en bas, à droite de l'image) Le capteur est indiqué par un cercle rouge

Deux appareils de mesure de la qualité de l'air, équipés du capteur NextPM de Tera Sensors2, ont été installés dans l'atelier, l'un au niveau de la zone « ponceuse », l'autre sur une étagère proche de l'un des plans de travail, tel qu'indiqué sur les photos 1 et 2 (cercle rouge) et le plan de l'atelier (Figure 1, lettre C).

Poussières de bois et santé : plan de l'atelier

Figure 1 - Plan de l'atelier et positionnement des capteurs (phase I de l'expérimentation) des deux premiers purificateurs (phase II de l'expérimentation) et du 3ème purificateur (situation définitive)

Les capteurs, connectés à un serveur, ont permis l'enregistrement des données de mesure en continu, par pas de 30 secondes.

Poussières de bois et santé : campagne de mesures

Photo 2 : installation d'un compteur de particules, côté plans de travail (objet blanc posé sur la première étagère, visualisé par un cercle rouge)

Pendant les trois premières semaines d'expérimentation (réalisées en décembre et en janvier), les mesures ont permis d'établir un état des lieux de la concentration en particules dans l'air de l'atelier pendant les temps de travail, plus ou moins émissif de poussières de bois.

Rappelons tout d'abord les seuils de référence recommandés pour les particules fines PM10.3

Poussières de bois et santé : seuils recommandés par l'OMS

Figure 2 - Les normes françaises, européennes et recommandées par l'OMS pour les particules fines PM10

La Figure 3 ci-dessous représente les mesures de PM104 pendant deux de ces trois semaines d'expérimentation : elles montrent des pics journaliers très élevés (parfois plus de 400 µg/m3), en particulier l'après-midi quand la ponceuse est le plus souvent utilisée. Pour fixer les idées, rappelons que la valeur limite fixée par l'Union Européenne pour la pollution aux PM10 est de 50 µg/m3 en moyenne journalière. Ce seuil est dépassé pratiquement chaque jour dans l'atelier. La moyenne journalière dépasse même souvent 100 µg/m3. Ce niveau de concentration en particules s'apparente à celui qu'on peut rencontrer dans les villes les plus polluées au monde.

Ces premiers résultats montrent bien que, malgré les moyens de captation de poussières équipant la ponceuse (principal outil de travail générant des poussières dans l'atelier), la concentration de poussières de bois dans l'air est très élevée.

Poussières de bois et santé : évolution pendant la journée

Figure 3 : PM10 sur la période du 08/12/2022 au 23/12/2022 (jours ouvrés, plage horaire de 8h30 à 20h)

La Figure 4, qui représente les mesures de PM10 sur une journée, montre non seulement que le niveau de particules est très élevé (proche de, ou supérieur à 100 µg/m3) sur toute la période d'occupation des locaux (de 8h30 à 18h30 environ), mais aussi que les particules de bois sédimentent lentement (sans doute du fait de leur masse et d'une absence de ventilation) : alors que le pic de la journée est atteint vers 16h avec environ 450 µg/m3, la concentration est encore de 100 µg/m3 à 18h et reste supérieure à 15 µg/m3 (le seuil annuel recommandé par l'OMS) jusqu'à plus de 21h.

Poussières de bois et santé : pollution de l'air

Figure 4 : PM10 sur la journée du 09/12/2022 (plage horaire de 8h30 à 24h)

Phase 2 de l'expérimentation : installation de deux purificateurs d'air TEQOYA

Après cette première campagne de mesures de la QAI, le 13 février, deux purificateurs d'air TEQOYA sont installés chez l'artisan du bois. L'un d'eux est fixé sur une demi-cloison séparant deux plans de travail. Le second est placé à proximité de la ponceuse de l'ébéniste, posé sur une étagère (cf. photos 3 et 4 et Figure 1).

Poussières de bois et santé : installation du purificateur d'air

Photos 3 : installation des purificateurs TEQOYA pendant l'expérimentation

La comparaison de la Figure 5 ci-dessous et de la Figure 4 précédente, toutes les deux représentant une journée de mesures, montre qu'avec les purificateurs d'air, les niveaux moyens de particules sont plus faibles et la baisse de pollution après le pic principal (vers 16h comme pour la journée du 09/12) est nettement plus rapide (la division par 10 du pic de pollution est environ deux fois plus rapide que sans purificateur d'air).

Poussières de bois et santé : pic de pollution

Figure 5 : PM10 sur la journée du 24/02/2023 (plage horaire de 8h30 à 24h)

Les journées représentées ici ont été choisies car elles présentent un profil comparable. Toutefois, les variations journalières sont importantes, en fonction de l'activité de l'ébéniste, des horaires d'utilisation des machines ou encore de l'intensité d'émission de poussières de bois. Pour être robuste, la comparaison des situations avec et sans purificateurs d'air doit se faire sur un temps long.

Le graphique ci-dessous (Figure 6), au format heatmap, représente la proportion de temps passé5 sur 5 plages de pollution6. Deux périodes de 11 jours ouvrés successifs sont comparées : la première, à gauche, SANS purificateurs ; la deuxième, à droite, AVEC purificateurs. On constate que la qualité de l'air est nettement améliorée :

  • Les PM10 sont supérieurs à 507 µg/m3 plus de 50 % du temps pendant la période SANS purificateurs, alors qu'ils le sont environ 30 % du temps pendant la période AVEC.
  • Les PM10 sont inférieurs à 25 µg/m3 moins de 20 % du temps pendant la période SANS purificateurs, alors qu'ils le sont environ 40 % du temps pendant la période AVEC.

Poussières de bois et santé : analyse de la qualité de l'air

Figure 6 : répartition du temps passé chaque jour (plage horaire de 8h30 à 18h30) sur 5 plages de PM10. A gauche la période sans purificateurs d'air du 8 au 21/12/2022. A droite la période avec purificateurs d'air du 20/02 au 03/03/2023.

Pour compléter les mesures, une analyse de la composition chimique de poussières de bois prélevées sur des plaques de filtre TEQOYA a été réalisée. Cette analyse a identifié de nombreux éléments chimiques, dont des traces de plomb, chrome, antimoine, baryum. Certains éléments en quantité importante peuvent exister sous une forme toxique (phosphore, gadolinium). Les analyses menées dans l'atelier ne permettent pas de conclure sur la toxicité des particules émises, mais elles encouragent à rejoindre la prudence recommandée par l'INRS vis-à-vis des risques sanitaires associés aux poussières de bois.

Phase 3 : choix de la pérennisation de l'installation et acquisition des purificateurs d'air TEQOYA

Ces résultats ont convaincu M. Maldague de pérenniser l'installation et il a naturellement souhaité acquérir les deux purificateurs d'air TEQOYA, très adaptés aux métiers d'ébéniste, de menuisier, et plus largement aux artisans du bois et de la construction, fortement exposés aux poussières, avec les risques pour leur santé que cela entraîne. En effet, outre leur efficacité pour dépolluer l'air, les avantages des purificateurs d'air TEQOYA sont nombreux :

  • Leur électrofiltre (système de plaques polarisés) possède une grande capacité de stockage, ce qui leur évite l'effet d'obturation et la perte rapide d'efficacité des filtres mécaniques traditionnels. Lors de l'expérimentation, on a constaté qu'après deux mois d'utilisation, les filtres ont stocké une quantité de particules qui aurait colmaté un filtre fin mécanique.
  • Bien sûr, pour un fonctionnement optimal, il est recommandé de réaliser un nettoyage tous les deux mois, si possible chaque mois pour les ioniseurs intégrés dans l'appareil : mais le fait que le filtre soit nettoyable et non à remplacer évite les dépenses régulières et la gestion de l'approvisionnement, contrainte existante pour le remplacement des filtres mécaniques. Ce nettoyage peut être réalisé facilement et rapidement à l'air comprimé, un moyen souvent disponible dans les métiers de la construction. En bref, en 3 minutes, l'appareil est nettoyé !
  • Les purificateurs TEQOYA participent ainsi également aux efforts de sobriété que toute la société doit engager face aux enjeux environnementaux : nettoyer les filtres plutôt que de les remplacer est une économie de ressources et évite les émissions liées au transport des filtres neufs.
  • L'appareil est compact, ce qui en facilite d'une part l'intégration dans les espaces de travail, d'autre part la manipulation lors du nettoyage. Cette compacité s'accompagne d'une puissance limitée mais, comme il l'a déjà été démontré, on dépollue plus efficacement l'air en répartissant plusieurs purificateurs d'air plutôt qu'avec un seul, même s'il est plus puissant.
  • La fixation est simple et s'adapte au cadre : le purificateur d'air TEQOYA peut s'installer sur pied, en fixation murale ou en suspension au plafond.
  • La gêne sonore est maîtrisée : elle existe pour le niveau de débit le plus élevé, mais son activation peut être limitée aux appareils proches des machines sources de poussière de bois lors de leur utilisation.
  • L'utilisation d'un capteur de particules pilotant les purificateurs d'air est pratique, sans être imposée : les appareils peuvent également être réglés manuellement en mode groupé (les appareils sont appairés).

Phase 4 : optimisation de l'installation et bilan de la démarche d'amélioration de la QAI dans l'atelier

Les analyses réalisées ayant permis d'identifier des pistes de progrès, cette pérennisation ne s'est pas faite à l'identique, mais a été optimisée :

  • Le positionnement des purificateurs est souvent noté comme un levier important de leur efficacité. Sur les 2 purificateurs installés en phase d'expérimentation, le second, placé à proximité de la ponceuse, était posé sur une étagère, dans une configuration qui n'optimise pas sa capacité de dépollution (Photos 3). Compact et disposant de plusieurs modes de fixation, le purificateur TEQOYA a donc pu être déplacé sans surcoût, dans une position favorisant une aspiration plus efficace des particules dès leur émission (Photos 4).
  • L'acquisition d'un 3ème purificateur a été décidée par l'ébéniste (purificateur d'air AB de la Figure 1).

Poussières de bois et santé : positionnement du purificateur d'air

Photos 4 : 3ème purificateur et amélioration du positionnement de celui proche de la ponceuse.

Les bénéfices de cette double amélioration - ajout du 3ème purificateur et déplacement de l'appareil proche de la ponceuse - ont été immédiats et spectaculaires (Figure 7 et 8). Ce dispositif de purification permet de bénéficier d'un air conforme aux recommandations de l'OMS plus de 70% du temps (contre moins de 20% précédemment) et de ne pas dépasser 100 µg/m3 plus de 90% du temps.

Poussières de bois et santé : analyse de la qualité de l'air

Figure 7 : répartition du temps passé chaque jour (plage horaire de 8h30 à 18h30) sur 5 plages de PM10. A gauche la période sans purificateurs d'air du 8 au 21/12/2022. A droite avec purificateurs d'air du 25/05 au 02/06/2023.

Témoignage d'ébéniste Romain Maldague :
“Lorsque que Mr Guitton m'a démarché au sujet de ces purificateurs d'air, j'y ai été tout de suite sensible. Ayant connaissance des risques professionnels propres aux métiers du bois (ébéniste, menuisier, charpentier...), je ne pouvais qu'être intéressé pour expérimenter son matériel en milieu professionnel. J'ai toujours pensé que les problèmes liés aux voies respiratoires et surtout les solutions à mettre en place au sein d'un atelier sont mal considérées. Nous avons donc, au travers d'échanges fournis, de matériels, de divers réglages, mené cette expérimentation qui s'avère concluante. Mr Guitton a été un interlocuteur de choix que je ne peux qu'encourager dans son entreprise.”

Témoignage de Pierre Guitton de TEQOYA:
“J'ai aimé mener cette expérimentation, qui nous a permis d'affiner notre connaissance du comportement de notre technologie en atelier artisanal et a motivé toute l'équipe qui y a travaillé : le niveau impressionnant de pollution aux particules auquel sont soumis les professionnels de la filière bois nous a tous donné envie de trouver une solution ! Avec la contribution de M. Maldague, nous avons fait progresser notre solution d'automatisation du fonctionnement des appareils, tout en offrant un niveau de personnalisation utile.”

Sources

  • 1Source : INRS : https://www.inrs.fr/risques/poussieres-bois/ce-qu-il-faut-retenir.html
  • 2Le capteur NextPM de Tera Sensors est reconnu comme le meilleur compteur optique de particules disponible sur le marché, dans la gamme des composants compacts intégrables dans des objets connectés pour le contrôle de la qualité de l'air.
  • 3Source : Santé publique France : https://www.santepubliquefrance.fr/les-actualites/2021/pollution-de-l-air-l-oms-revise-ses-seuils-de-reference-pour-les-principaux-polluants-atmospheriques
  • 4Concentration massique en µg/m3 des particules de diamètre inférieur à 10 µm (10 microns). Il s'agit de l'une des mesures usuelles de la qualité de l'air atmosphérique.
  • 5 % de temps sur la plage horaire d'occupation des locaux, de 8h30 à 18h30.
  • 6En vert, PM10 < 25 µg/m3 . En rouge, PM10> 100 µg/m3 . En rouge foncé, PM10 > 200 µg/m3.
  • 7Valeur proche de la valeur maximale de moyenne journalière recommandée par l'OMS, qui est de 45 µg/m3
  • 8Source : https://www.teqoya.fr/covid-19-purificateurs-dair-sont-ils-efficaces/
 

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