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La protection du soudeur : les masquesBBI N° 94 - Nov. 11
Performance et polyvalence renforcées

Au cours des trente dernières années, la technologie des masques destinés à protéger des risques sur la santé encourus lors des opérations de soudage à l’arc a connu deux avancées majeures. Au début des années 1980, l’apport de l’électronique dans la conception des systèmes de filtration des rayonnements permit de concevoir des masques plus performants que les modèles traditionnels équipés de filtres passifs eu égard à leur polyvalence, à leur souplesse d’utilisation et au confort oculaire qu’ils procurent. Plus récemment, la possibilité de relier ces masques opto-électroniques à des unités de filtration de l’air a permis d’étendre la protection individuelle du soudeur aux voies respiratoires. Depuis, les fabricants ne cessent d’améliorer le confort et l’ergonomie de leurs gammes, se préoccupant également de développer des produits au look attractif. Sur ce marché dominé par deux acteurs majeurs, le segment des cagoules opto-électroniques grignote petit à petit celui de la génération de produits précédente, lesquels restent toutefois d’une utilisation courante. Encore modestes à ce jour, les ventes de masques ventilés connaissent toutefois une indéniable montée en puissance, ces EPI représentant de l’avis quasi-unanime l’avenir du marché.

Les différents procédés de soudage à l’arc et de coupage plasma génèrent des risques pour la santé (cf. encadré sur les risques liés à ces procédés) dont il est impératif de se protéger par la mise en œuvre de solutions relevant de la protection collective ou, lorsque cette dernière ne peut être mise en œuvre, de la protection individuelle. Pour protéger le corps du soudeur d’éventuelles lésions et brûlures, il existe des EPI adaptés, gants, vêtements, chaussures et masques de soudage, cette dernière catégorie de produits faisant l’objet du présent dossier. Destinés à protéger les yeux et le visage du soudeur lors d’une soudure à l’arc, quel que soit le procédé mis en œuvre et son niveau d’ampérage, les masques de soudage permettent d’éviter les effets néfastes des rayonnements générés par la fusion du métal, des projections d’étincelles et de gouttelettes de métal en fusion ainsi que des particules de métal émises lors des travaux de préparation ou de finition de la soudure. Certains modèles peuvent également contribuer à assurer la protection des voies respiratoires de l’opérateur.

La teinte, élément clé de la protection oculaire

Pour tout soudage, réalisé à l’arc électrique mais aussi à la flamme, le soudeur doit être muni d’un EPI, lunettes de soudage (cf. encadré consacré à ces produits) ou masque permettant de filtrer les rayonnements émis pour éviter que ceux-ci n’abîment ses yeux. Le niveau de cette filtration, désigné par le terme de ‘‘teinte’’, est directement proportionnel à l’intensité lumineuse du soudage, laquelle varie selon le procédé mis en œuvre. On précisera qu’outre le fait qu’ils soient plus ou moins fortement teintés, les filtres font l’objet de traitements spécifiques qui leur confèrent leurs qualités de filtration. La teinte d’un filtre est indiquée par un chiffre compris entre 1,7 et 15 (souvent précédé de la mention DIN dans la description des EPI répondant aux exigences des normes EN 169 et EN 379 applicables aux produits de protection oculaire du soudeur). Plus ce chiffre est élevé, plus la teinte du filtre est foncée (un filtre DIN 15 aura donc la capacité de filtration des rayonnements la plus élevée). Jusqu’à DIN 4, on parle de teintes claires, les échelons supérieures relevant des teintes foncées (ou sombres) et nous rappellerons ici que la mise en œuvre d’un procédé de soudage à l’arc, à l’électrobe enrobée, MIG, MAG ou TIG, nécessite une teinte foncée égale ou supérieure à DIN 8. A chaque procédé de soudure correspond ainsi une fourchette d’échelons qui varient en fonction de l’intensité du courant de soudage (un tableau repris en annexe indique les correspondances entre teintes et intensités du courant pour les différents procédés de soudage) mais aussi selon les conditions spécifiques dans lesquelles est réalisée la soudure et selon certains facteurs liés à l’opérateur même, comme son acuité visuelle ou la couleur de ses yeux.

Teinte foncée unique pour les masques traditionnels

Outre la coque qui protège le visage du soudeur plus ou moins largement, les masques de soudage se différencient essentiellement par le filtre qui les équipe. Le plus anciennement présent sur le marché est le filtre dit passif. Il se présente sous la forme d’un verre en protane® dans lequel sont noyés des pigments permettant la filtration et possède la caractéristique d’être doté d’un échelon de filtration unique (DIN 9 le plus souvent, mais la teinte foncée peut atteindre DIN 12). En fonction de la soudure à réaliser, l’utilisateur doit donc équiper la fenêtre de vision de son masque du verre filtrant possédant la teinte requise. Ce verre est placée entre deux écrans protecteurs en polycarbonate transparent qui le protège, notamment des projections qui pourraient y adhérer. Outre le verre de filtration, certains modèles de masques traditionnels à filtre passif s’équipent d’un verre de teinte claire permettant une protection continue des yeux et du visage lors de travaux divers dont le meulage, l’utilisateur abaissant d’un doigt le volet filtrant lorsqu’il doit souder.

Masques à main et masques à serre-tête

Deux types de masque sont équipés de filtres passifs, le masque à main et le masque serre-tête. Tenu d’une main en cours de soudage, le masque à main présente l’inconvénient de monopoliser l’une des mains du soudeur, raison pour laquelle il est essentiellement utilisé pour des travaux très ponctuels du type soudure au point ou pour l’équipement des aides-soudeurs qui se trouvent dans l’entourage du soudeur mais ne soudent pas eux-mêmes. Les masques à serre-tête permettent quant à eux de travailler en ayant les deux mains libres. En fonction de la résistance à la chaleur souhaitée, différents matériaux peuvent entrer dans la fabrication de la coque des masques à filtre passif. Les masques en polyester ou en thermoplastique présentent l’intérêt d’être légers mais résistent mal à des températures supérieures à 200°C. Pour les intensités de courant supérieures générant de plus fortes températures, le mélange polyester et fibre de verre est préférable. On peut également mentionner l’existence parmi les produits à filtre passif de masques en cuir pour souder dans les endroits exigus ne permettant pas le passage d’un autre type de masque (ces masques en cuir légers et d’un faible encombrement mais d’une moindre résistance à la chaleur et aux impacts sont notamment utilisés par les tuyauteurs).

Masques opto-électroniques à cristaux liquides

Constituant une avancée technique notable, la technologie des cristaux liquides a fait son apparition dans l’univers de la protection du soudeur il y a plusieurs décennies, les tout premiers modèles ayant été lancés au début des années 1980. Les cassettes filtrantes (en verre protane®) qui ont recours à la technologie LCD (liquid crystal Display) équipent des masques opto-électroniques, souvent désignés sur le marché sous le terme de cagoules car, outre leurs performances optiques et de filtration supérieures à celles des modèles traditionnels, leur coque protège plus largement le visage du soudeur, étendant la protection aux oreilles, au cou et au cuir chevelu. Comprenant des cristaux liquides en nombre variable (plus la taille de la cassette est importante, plus les cristaux liquides sont nombreux) ainsi qu’un circuit imprimé et des polarisants, ces cassettes filtrantes sont alimentées par des batteries au lithium ou/et des cellules photovoltaïques. Leur fonctionnement est le suivant : au jaillissement de l’arc électrique détecté par des capteurs situés en périphérie du filtre, une impulsion électronique gérant le positionnement des cristaux liquides en fonction du niveau d’intensité lumineuse a pour effet d’obscurcir automatiquement le filtre, et ce en quelques millisecondes. A l’issue de la soudure, le filtre s’éclaircit automatiquement pour passer à la teinte claire, permettant ainsi une vérification immédiate et sûre du bain de fusion ainsi que la préparation de la prochaine soudure. On précisera que, même lorsque la cassette filtrante n’est pas activée, un masque opto-électronique offre tout de même un certain niveau de protection à l’utilisateur, la fenêtre du masque possédant une teinte de sécurité.