Les risques associés à la fabrication additive

Pierre Deschamps
Mars 05, 2018
Écrit par Pierre Deschamps
Connaitre les risques auxquels on s’expose en utilisant une technologie naissante demeure essentielle. Par contre, il n’est pas toujours possible de les identifier rapidement, pour un simple et bonne raison : il faut parfois du temps pour que certains risques émergent et puissent faire l’objet de recommandations et de prévention.

Pour évaluer les risques chimiques liés à l’utilisation des machines de fabrication additive non métallique, l’INRS-France a choisi, en novembre 2017, le cabinet de conseil scientifique et technique Erdyn pour réaliser une enquête approfondie sur le sujet. Les résultats de cette étude permettront à l’INRS de mieux cibler son action auprès des entreprises et des travailleurs dans ce domaine.

Ce n’est toutefois pas la première fois que l’INRS-France s’interroge sur ce sujet. C’est ainsi que dès décembre 2013 Michèle Guimon, du département Expertise et conseil technique de l’INRS-France, publiait dans le numéro 233 de Hygiène et sécurité du travail un article au titre sans équivoque : « La fabrication additive, un empilement de risques ? »

Après avoir traité de technologie et d’applications additives, MichèLe Guimon dresse la liste des risques potentiels liés à la fabrication additive qu’elle regroupe en trois catégories : risque chimique (dû à la présence de poudres, de liants , d’additifs et l'emploi de produits chimiques aux étapes post-fabrication de traitement, de finition et de nettoyage) ; risque d’explosion (dû aux poussières de matières plastiques, aux poudres métalliques – titane, aluminium, etc. – et aux poussières de bois qui forment un mélange avec l'air des atmosphères explosives), risque machines (dû à l’absence de normes spécifiques pour les machines utilisées en fabrication additive).

En mars 2016, James Pink de NSF Health Science publiait un article dans the European Medical Device Technology sous le titre« Risks of Additive Manufacturing: A Product Safety Perspective », dans lequel il attirait l’attention sur « les nombreux risques qui ne sont pas nécessairement couverts ni identifiés par ceux qui mettent ces techniques en œuvre [dans le domaine médical], en particulier pour la biocompatibilité du produit qui ne peut être garantie par le simple fait d’utiliser une matière première de grade médical ; pour les exigences spécifiques de validation liées au produit (nettoyage, conditionnement, stérilisation) qui peuvent être impactées par la technologie de fabrication utilisée ; pour les exigences de validation du produit lui-même (caractéristiques mécaniques, par exemple), qui doivent s’appuyer sur des données scientifiques robustes ».

Comme le soulignait aussi avec à-propos en avril 2017 Laurent LLuch, du Groupe GM Consultant : « Aujourd’hui, nous avons peu de recul sur les problèmes que ce nouveau procédé soulève, mais il ne fait aucun doute que les experts devront bientôt gérer des dossiers propres à la fabrication additive : problèmes de matériaux avec les nouveaux alliages continuellement en cours de développement afin d’optimiser les résultats en termes de facilité de mise en œuvre, de coût et de résistance mécanique ; défaut de fabrication : fissures… ; risques occasionnés par les machines de production pouvant mettre en jeu un laser de puissance, des courants électriques élevés, des poudres (explosion), des dégagements toxiques… »

Dans une étude toute récente sur les risques liés à la fabrication additive publiée sous le titre Quels sont les risques liés à la fabrication additive ? (A3DM Magazine, janvier 2018), les auteurs Dorian Dupasquier et Jean-Luc Laval, d’AddUp, une coentreprise des groupes Michelin et Fives, spécialisée dans l’impression 3D, rappellent que « les problématiques HSE (Hygiène, Sécurité, Environnement) sont au cœur des préoccupations des fabricants comme des utilisateurs d’imprimante 3D métal. Pour développer les solutions les plus pertinentes face aux risques de cette nouvelle technologie, il est essentiel de commencer par les identifier et les analyser ».

Ces auteurs identifient un premier risque lié à l’utilisation de lasers de puissance. Un second découle de l’utilisation de poudres métalliques dont la manipulation peut provoquer un incendie si le matériau utilisé est réactif avec l’oxygène de l’air. De plus, « l’inhalation, l’ingestion et le contact de la poudre avec la peau nécessitent des précaution sur la totalité du processus de fabrication ».

Les auteurs mettent ainsi en évidence que « ce n’est pas lors de l’étape de production qu’il y a risque, mais lors d’intervention humaine sur la machine, et principalement lors de l’ouverture de la porte, que ce soit pour sortir un plateau, ou pour des opération de nettoyage, ou de maintenance ». C’est pourquoi ils rappellent que « lors de l’utilisation de poudres métalliques, il est obligatoire de se protéger avec des équipements de protection individuelle spécifiques ».

Puisqu’il est tout autant nécessaire de protéger les personnes présentes dans ou proche de la zone de fabrication additive, ils recommandent d’installer « les imprimantes dans une zone dédiée dépressurisées sous atmosphère contrôlée » pour empêcher la poudre métallique de sortir de la zone de production.

Comme il n’est pas toujours possible pour des raisons financières ou autres de disposer d’un très grand atelier dès qu’une entreprise procède à des travaux de fabrication additive, Dupasquier et Laval proposent « de mettre en place un mini-atelier entièrement protégé dans une cellule de la taille d’un conteneur de 40 pieds, dépressurisé avec une atmosphère filtrée et contrôlée ».

Se pencher sur ces problèmes est d’autant plus capital à leurs yeux que « la taille des séries de production augmente : aujourd’hui, un acteur avec une machine de prototypage manipule 300 kg de poudre par an, et demain, un atelier de dix machines plus de quinze tonnes » !

Pour clore ce rapide survol sur les risques liés à la fabrication additive, il est à espérer que les conclusions de l’enquête de l’INRS ne déboucheront sur une prosaïque loi, de quelconques règlements ou de normes par trop éloignées de la réalité industrielle. Non, espérons plutôt des balises (au sens du mot anglais guidelines) dont la simplicité d’application débouchera sur une efficacité propre à accompagner la dissémination d’une technologie qui a jusqu’ici spectaculairement tenue ses promesses de renouvèlement dans des pans entiers de la production industrielle.

http://www.inrs.fr

http://www.nsf.org/services/by-company/health-sciences/

http://www.gmconsultant.com/le-groupe/

http://www.addupsolutions.com

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