Pourquoi et comment réaliser un prélèvement d'air normalisé

Introduction : Pourquoi effectuer des prélèvements d’air ?

Les prélèvements d’air en milieu de travail visent à évaluer les contaminants atmosphériques auxquels sont exposés les travailleurs, afin de prévenir les risques pour la santé. En effet, la présence de poussières, fibres, gaz, vapeurs, composés organiques volatils (COV) ou bioaérosols dans l’air peut entraîner des effets néfastes (irritations, troubles respiratoires, intoxications, infections, etc.) si leurs concentrations dépassent des seuils de sécurité. Les entreprises ont donc l’obligation d’assurer une atmosphère respirable et conforme aux normes : le Code du travail exige de maintenir les polluants au niveau le plus bas possible, en deçà des valeurs limites d’exposition professionnelle (VLEP) fixées pour ces substances ( voir sur ces liens https://www.atousante.ch/ ou https://www.atousante.fr/ )

Réaliser des prélèvements d’air permet de mesurer concrètement les concentrations de contaminants et de vérifier le respect des seuils réglementaires. C’est un élément fondamental de l’évaluation du risque chimique et biologique au travail. Les résultats obtenus orientent la mise en place de mesures de prévention appropriées (ventilation, protections collectives et individuelles, etc.). En somme, ces prélèvements sont nécessaires pour protéger la santé des employés, assurer la conformité légale et améliorer les conditions de travail. Ils offrent une base objective pour décider d’actions correctives et pour suivre l’efficacité d’un plan de gestion Hygiène-Sécurité-Environnement (HSE).

Types de contaminants et méthodes de prélèvement

Différents types de polluants atmosphériques nécessitent des méthodes de prélèvement adaptées. On distingue principalement :

• Poussières et fibres (aérosols solides) : particules pouvant être inhalées (poussières minérales, organiques, fibres d’amiante ou de verre, etc.).

• Gaz, vapeurs et COV : contaminants sous forme gazeuse (par ex. solvants organiques, fumées, gaz toxiques comme le CO, H₂S, etc.).

• Bioaérosols : micro-organismes ou substances d’origine biologique en suspension (moisissures, bactéries, pollens, virus, endotoxines...).

Chaque catégorie de contaminant requiert une approche de prélèvement spécifique, bien qu’on regroupe celles-ci en deux grandes modalités : prélèvements actifs (à l’aide d’une pompe) et prélèvements passifs (par diffusion naturelle).

Poussières et fibres (particules aéroportées)

Pour les aérosols solides (poussières totales, inhalables, alvéolaires, fibres), on utilise presque exclusivement le prélèvement actif par pompage. Une pompe d’échantillonnage individuelle aspire un débit d’air contrôlé à travers un support collecteur (typiquement un filtre logé dans une cassette) positionné dans la zone respiratoire du travailleur. Cette méthode permet de collecter les poussières sur le filtre pour analyse gravimétrique (mesure de masse) ou chimique ultérieure en laboratoire. Selon la taille des particules à cibler, on utilise des dispositifs de sélection adaptés : par exemple un cyclone ou un impacteur pour ne prélever que la fraction respirable (particules fines pénétrant les alvéoles pulmonaires), ou une cassette ouverte 37 mm (ou dispositif IOM) pour la fraction inhalable (toutes les particules inhalées par le nez/bouche).

Les fibres (amiante, fibres céramiques…) sont également collectées par filtre (généralement membrane de cellulose nitrate ou PVC) en utilisant une cassette de diamètre 25 mm placée ouverte pour capter uniformément les fibres. La norme NF X 43-050 en France décrit la méthode pour l’amiante (pompage ~8 L/min pendant une durée suffisante pour analyser 100 L d’air au minimum).

Pourquoi le prélèvement actif est-il indispensable pour les poussières ?

Parce que les particules ne diffusent pas spontanément comme les gaz : il faut forcer un volume d’air à travers un filtre pour les capter. Le prélèvement passif n’est pas applicable aux aérosols car les poussières ne suivent pas les mêmes principes de diffusion que les gaz. Ainsi, seules des méthodes actives permettent de mesurer quantitativement les concentrations de poussières et fibres dans l’air.

Exemple d’application : Pour mesurer la poussière de silice cristalline respirable, on fixe un cyclone (séparateur de particules de 4 µm) à la pompe débitée à 2,5 L/min et un filtre de 37 mm recueille la fraction respirable, qui sera analysée (gravimétrie puis diffraction RX). Cette configuration respecte les conventions normalisées (ISO/CEN) sur la collecte des poussières respirables. De même, pour la poussière inhalable, en France on utilise classiquement une cassette 37 mm à débit ~2 L/min, ce qui permet de prélever ~1 m³ sur 8 h et d’atteindre une sensibilité suffisante (environ 0,1 fois la VLEP-8h).

Gaz, vapeurs et composés organiques volatils (COV)

Les contaminants gazeux peuvent être échantillonnés soit par méthode active (pompe), soit par méthode passive (diffusive), en fonction des objectifs et des substances.

• Prélèvement actif de gaz/vapeurs : on utilise une pompe individuelle à faible débit pour aspirer l’air à travers un piège spécifique. Il peut s’agir d’un tube adsorbant en verre rempli d’un sorbant (charbon actif pour les solvants organiques, gel de silice pour les gaz polaires comme alcools, résine XAD, etc.), d’un tube ou filtre imprégné d’un réactif (par ex. filtre à la 2,4-DNPH pour le formaldéhyde), ou d’un impinger (bulleur) contenant un liquide réactif. L’échantillonnage actif des gaz est très polyvalent : en choisissant le bon média de collecte, on peut piéger presque tout type de composé volatil. Par exemple, en pompant de l’air à travers un tube rempli de charbon actif, on piégera des solvants organiques (toluène, benzène…), qui seront ensuite extraits et dosés au laboratoire. De même, un impinger avec une solution de NaOH pourra capter le dioxyde de soufre par réaction en sulfite.

  • Débits typiques : Le débit est généralement de l’ordre de 50 mL/min à 1 L/min pour les gaz/vapeurs, selon la capacité d’adsorption du tube et la sensibilité analytique recherchée. Un débit plus élevé ou un temps d’échantillonnage trop long pourrait saturer le support (perte d’efficacité), d’où l’importance de se référer aux méthodes normalisées (NIOSH, OSHA, NF, ISO) qui spécifient le débit et la durée optimaux pour chaque substance.

  • Exemples : Prélèvement de COV pendant 8 h sur tube Charbon actif à 200 mL/min (NIOSH Method 1501 pour les hydrocarbures) ; prélèvement d’aldéhydes sur cartouche DNPH à 500 mL/min pendant 30 min (méthode HPLC/UV).

• Prélèvement passif des gaz/vapeurs : aussi appelé échantillonnage diffusif, il repose sur la diffusion naturelle des molécules de gaz vers un milieu adsorbant sans l’aide d’une pompe. On utilise des badges passifs contenant un sorbant et munis d’une surface diffusive (grille ou membrane) par laquelle les molécules entrent par diffusion moléculaire. Ce procédé est très simple d’emploi : il suffit de retirer le capuchon du badge et de le fixer au niveau du thorax du travailleur pendant la période d’exposition, puis de refermer le badge pour l’envoyer en analyse. Les badges passifs sont légers, silencieux et peu coûteux, ce qui les rend attractifs pour de nombreux usages. En outre, ils n’occasionnent aucune gêne pour le porteur comparé à une pompe.

Avantages et limites des badges passifs : Ils sont particulièrement adaptés aux mesures longues durées (plusieurs heures jusqu’à une journée) pour les vapeurs organiques, offrant une mesure moyennée sur la période d’exposition. Cependant, ils présentent quelques inconvénients : ils sont limités aux gaz/vapeurs (inefficaces pour les poussières), leur sensibilité peut être insuffisante pour détecter de faibles concentrations sur des courtes durées (par ex. difficile de mesurer un pic de 15 min avec un badge), et peu de méthodes normalisées les valident pour l’instant (seuls quelques composés comme le toluène ou NO₂ ont des méthodes NIOSH passives dédiées). En France, l’INRS a développé le badge GABIE pour les COV, contenant 550 mg de charbon actif dans un boîtier plastique de 45 mm de diamètre. D’autres badges commerciaux existent (ex: 3M 3500 pour solvants, UMEx 100 pour formaldéhyde, badges Radiello, etc.), avec chacun un taux de diffusion calibré pour la substance cible. L’utilisateur doit connaître ce taux (fourni par le fabricant) pour calculer la concentration à partir de la quantité adsorbée et du temps d’exposition.

Résumé – gaz/vapeurs :

Si l’on recherche la précision et la polyvalence, on privilégie le prélèvement actif (pompe + tube/filtre) qui offre de nombreuses méthodes validées pour une large gamme de composés. Si l’on souhaite une méthode simple, peu coûteuse et non contraignante pour le porteur, on peut opter pour le prélèvement passif (badge) lorsque celui-ci est approprié (évaluation de l’exposition moyenne sur 8h par ex.). Dans tous les cas, le choix doit se faire en fonction du contaminant ciblé, des concentrations attendues et des normes de référence disponibles.

Bioaérosols (contaminants biologiques aéroportés)

Les bioaérosols regroupent des particules d’origine biologique : micro-organismes vivants ou fragments/molécules biologiques. Leur prélèvement présente des défis spécifiques, notamment la conservation de la viabilité des organismes (pour analyse de culture) et la variété des tailles (des spores de quelques microns jusqu’à des agrégats).

Plusieurs méthodes existent :

• Impacteurs sur gélose (Air biocollecteurs) : Ces appareils aspirent l’air et le font impacter sur une boîte de Pétri contenant un milieu gélosé. Les particules (bactéries, spores fongiques) se déposent sur la gélose selon leur taille et y forment des colonies après incubation. Les impacteurs peuvent être multi-étages (type Andersen à 6 étages classant par taille) ou à un seul étage (par ex. le SKC BioStage à débit ~28,3 L/min). Cette méthode active permet de compter les organismes viables (exprimés en UFC/m³). Elle est utilisée pour la qualité de l’air intérieur, le contrôle en hôpital, etc. Son inconvénient est de ne détecter que les microbes capables de croître sur le milieu utilisé.

• Impingers ou bulleurs liquides : Un impinger est un flacon rempli d’un liquide de collecte dans lequel on bulle un volume d’air grâce à une pompe. Les bioaérosols sont entraînés dans le liquide et y sont piégés. L’avantage est de conserver l’intégrité (voire la viabilité) des micro-organismes dans le liquide, qui pourra ensuite être analysé (culture, PCR, microscopie…). Un exemple est le SKC BioSampler®, un impinger en verre à 3 pièces, qui raccordé à une pompe à flux sonic (~12,5 L/min) peut prélever jusqu’à 8 heures en continu. Il est utilisé pour de nombreuses applications (contrôle d’infections aéroportées, enquêtes environnementales légionelle, etc.). Le liquide peut être de l’eau stérile ou une solution spéciale non évaporante qui maintient les particules en suspension sans les abîmer.

• Filtres spécifiques : On peut aussi prélever des bioaérosols sur filtre (gélatine stérile par ex. pour garder les bactéries/fongiques viables, ou membrane polycarbonate pour analyses microscopiques/ADN). La pompe aspire l’air à ~2 L/min à travers le filtre monté en cassette. Ensuite, le filtre est soit incubé (gélatine déposée sur gélose), soit traité en laboratoire (extraction d’ADN, observation microscopique au microscope électronique pour virus, etc.). Cette méthode est simple mais a tendance à dessécher et inactiver les microorganismes si l’échantillonnage dure longtemps, sauf à utiliser des filtres solubles (gélatine) ou humectés.

• Collecteurs à tamis (spore traps) : Il s’agit de cassettes à orifice calibré (par ex. cassette VersaTrap de SKC) où l’air est aspiré et projette les particules sur une lame adhésive interne. On obtient ainsi un dépôt direct des spores/poussières sur la lame, qui peut être analysée au microscope pour identification des spores, pollens, etc. Ce procédé fournit un comptage total (viable + non viable) des particules biologiques, utile pour les allergènes, moisissures non cultivables, etc.

En pratique, le choix de la méthode de prélèvement biologique dépend du type d’analyse souhaitée : pour savoir combien de microbes vivants sont présents, on privilégiera l’agar (UFC) ou l’impinger (qui permet culture ou PCR) ; pour un décompte total et identification morphologique, on pourra utiliser un filtre ou un spore trap.

Notons qu’il n’existe pas de VLEP pour les agents biologiques en France, car l’évaluation du risque biologique se fait plus qualitativement. Néanmoins, des prélèvements d’air de bioaérosols s’intègrent dans la surveillance hygiénique (par ex. rechercher la présence de légionelles dans l’air, ou estimer la charge en endotoxines dans une usine de compost). Ils permettent également de vérifier l’efficacité de mesures de désinfection ou de ventilation.

Choix de l’équipement de prélèvement : critères et normes

Le succès d’un prélèvement d’air fiable et représentatif repose sur le bon choix de l’équipement et des paramètres de prélèvement. Voici les principaux critères à considérer :

• Le type de contaminant ciblé : C’est le point de départ. S’agit-il de poussières non toxiques mesurées gravimétriquement, de vapeurs organiques à analyser par CPG, de métaux à doser par spectrométrie, d’amiante à compter au microscope, de bactéries à cultiver… ? Chaque situation oriente vers un type de média et d’appareil (filtre particulier, type de sorbant, etc.). Par exemple, pour des solvants organiques, on choisira un tube au charbon actif validé par une méthode (type NIOSH 1501) ; pour des vapeurs acides, plutôt un tube au gel de silice ou une solution dans un impinger ; pour des poussières alvéolaires, un cyclone + filtre ; pour l’amiante, une cassette 25 mm MCE etc. On consultera les normes et recommandations (INRS MétroPol, normes ISO, méthodes OSHA/NIOSH) pour déterminer le support de prélèvement approprié à la substance à mesurer.

• Le débit de prélèvement requis : Chaque méthode impose un débit d’air précis, optimisé pour la collecte de la fraction visée et l’efficacité du piège. Par exemple, la norme NF X 43-257 fixe ~2 L/min pour la cassette 37 mm inhalable, alors que le prélèvement d’un gaz sur tube peut nécessiter 0,2 L/min. Les dispositifs de fractionnement (cyclones, impacteurs) ont des débits calibrés pour atteindre la coupure souhaitée en taille (un cyclone 10 mm nylon requiert 1,7 L/min pour la fraction respirable selon ISO/CEN). Il faut donc choisir une pompe capable de fournir ce débit constant pendant la durée voulue, même en présence de la perte de charge due au filtre ou au tube adsorbant. Les pompes modernes sont à débit contrôlé et compensé, maintenant le flux à ±5% de la consigne malgré l’encrassement du filtre.

• La durée d’échantillonnage : Doit être suffisante pour obtenir une quantité de contaminant mesurable, tout en restant dans des limites acceptables (pas de saturation du média ni dépassement de la capacité de la pompe). Pour évaluer une exposition sur 8h (VME ou VLEP-8h), on tend à prélever sur la quasi-totalité du poste (7-8 heures). Si le poste est plus court, on échantillonne la durée effective de travail. Pour les expositions de court terme (VLEP-CT sur 15 minutes en général), on réalise des prélèvements plus brefs (typiquement 15 minutes) centrés sur les périodes à risque (phase de pic d’émission) afin de comparer aux valeurs limites court terme. Parfois, plusieurs prélèvements consécutifs de 15 min couvrent la journée pour voir la variabilité. Attention : la capacité de certains médias impose une durée max – par ex. un badge passif a une plage de 15 min à 8h selon le composé et la sensibilité voulue, un impinger peut évaporer en >2h si non compensé, etc. Il faut aussi considérer la batterie de la pompe : une pompe personnelle standard tient ~8 à 10 h sur batterie. Des pompes ATEX plus puissantes ou alimentées sur secteur sont utilisées pour de longues durées ou forts débits.

• Le support de prélèvement (media) : C’est l’élément qui va retenir le contaminant. Il doit être choisi en fonction de la technique d’analyse derrière et de la nature du polluant. On distingue :

  • Filtres : en fibre ou membrane (PVC, esters de cellulose, quartz, polycarbonate…). Utiles pour collecter les matières particulaires (poussières totales pour pesée, métaux pour analyse après digestion acide, fibres pour comptage). Certains filtres sont traités ou spécifiques : ex. filtre PVC pour la silice (pas de perte au feu), filtre quartz pour prélèvements gravimétriques (stabilité thermique), filtre à membrane polycarbonate pour microscopie des fibres.

  • Tubes adsorbants : petits tubes remplis de granulés adsorbants (charbon actif, silice, alumine, polymères poreux comme Tenax, XAD…). Ils capturent par adsorption physico-chimique les vapeurs et COV. Souvent deux sections (une avant, une arrière témoin d’une percée éventuelle). Choisir le sorbant approprié est crucial (charbon pour composés apolaires, silice pour composés polaires, Tenax pour COV très volatils/pièges thermiques, etc.). Les méthodes OSHA/NIOSH listent pour chaque substance le tube recommandé.

  • Tubes et filtres imprégnés : contiennent un réactif chimique qui piége le composé cible par réaction. Exemples : tube à perchlorate pour amines, filtre au tétrahydrofurane + DNPH pour isocyanates, filtre traité à l’oxyde de chrome pour H₂S, etc. Ces supports sont spécifiques d’un toxique donné et analysés par chimie analytique (colorimétrie, HPLC, etc.).

  • Impingers/bulleurs : flacons remplis de liquide (eau, solvants, solution de réaction). On les choisit quand le polluant est mieux capté en solution (gaz très solubles ou nécessitant une réaction immédiate). Ex : impinger à l’éthanol pour capter des vapeurs d’acide formique (puis analyse par CPG/ethanolates) ; impinger à l’eau pour capter des spores en microbiologie (culture ensuite).

  • Badges passifs : médias solides (sorbant, gel de silice, etc.) inclus dans un boîtier. On l’a vu, ils sont dédiés aux gaz/vapeurs sur des durées prolongées.

Souvent, plusieurs supports sont possibles pour une même substance – par exemple le toluène peut être mesuré sur tube actif ou sur badge passif. La norme ou méthode de référence guidera le choix pour assurer la comparabilité des résultats aux valeurs limites. Il convient aussi de vérifier la péremption des supports (certains tubes ont une durée de vie limitée) et les conditions de conservation (certains échantillons doivent être réfrigérés après prélèvement, ex : composés instables, échantillons biologiques).

• Normes et réglementations applicables : Le choix du dispositif doit respecter les normes métrologiques en vigueur. Par exemple, en France, les prélèvements d’aérosols solides sur opérateur doivent suivre la norme NF X 43-257 (cassette, orientation, débit fixé). De même, l’ISO 13137 définit les performances requises pour les pompes de prélèvement individuelles (stabilité du débit, pulsation, etc.), l’ISO 7708 définit les conventions de fraction inhalable/respirable. Au niveau stratégie, la norme européenne EN 689:2018 guide la façon de vérifier la conformité aux VLEP (nombre de mesures, conditions représentatives…). Utiliser des appareils conformes (ex. pompe certifiée ATEX en atmosphère explosive) et suivre les méthodes validées (Metropol INRS, MTA/MAA de l’INRS, méthodes OSHA/NIOSH, etc.) garantit la fiabilité juridique et technique des résultats.

• Ergonomie et contraintes terrain : Enfin, le matériel doit être adapté aux conditions de terrain et accepté par le personnel. Une pompe trop lourde ou bruyante, un cyclone trop encombrant risquent de gêner le travailleur et de biaiser le suivi (il pourrait le retirer). Des appareils plus compacts et discrets sont à privilégier pour les prélèvements personnels de longue durée. Par exemple, les pompes modernes pèsent quelques centaines de grammes et se portent à la ceinture avec un clip. Certains environnements exigent des équipements spécifiques : en zone ATEX (atmosphères explosibles) on utilisera des pompes certifiées antidéflagrantes ; en zone très poussiéreuse, un cyclone métallique robuste sera préféré à un en plastique, etc.

En résumé,

bien choisir l’équipement consiste à associer le bon dispositif de prélèvement au polluant ciblé, en respectant le débit, la durée et le média prescrits par les normes, afin d’obtenir un échantillon représentatif et exploitable pour l’analyse.

Procédure terrain : préparation, prélèvement et post-analyse

La réalisation d’un prélèvement d’air normalisé suit un processus en plusieurs étapes qu’il convient de maîtriser pour garantir la qualité des résultats. On peut distinguer les phases de préparation, de prélèvement sur le terrain et de post-prélèvement (envoi et analyse en laboratoire, interprétation).

Préparation avant le prélèvement

1. Plan d’échantillonnage et logistique : Avant d’arriver sur site, on définit clairement le plan de prélèvement (quoi prélever, où, pendant combien de temps, sur qui, selon quelle méthode). Il faut s’assurer de disposer de tout le matériel nécessaire : pompes chargées, supports de prélèvement (filtres, tubes) en quantité suffisante et non périmés, accessoires (porte-cassettes, trépieds si prélèvement d’ambiance, tubulures, pinces croco pour fixer les échantillonneurs dans la zone respiratoire, etc.), appareil de calibration des débits, documents (feuilles de route, étiquettes d’échantillons, formulaires de chaîne de possession). Penser aussi aux équipements de protection pour le préleveur s’il doit pénétrer une zone à risque (EPI, détecteur de gaz portable si risque H₂S/CO, etc.).

2. Inspection visuelle et montage des supports : Sur place, dans un espace propre, on monte les cassettes filtres (en configuration “3 pièces” ou ouverte selon le protocole) en veillant à leur bonne étanchéit】. Idem pour préparer les tubes absorbants (ôter les bouchons juste avant usage) ou remplir les impingers de solution le cas échéant. Chaque support est identifié (code échantillon, emplacement, heure). Ne pas oublier les blancs : préparer des “blancs de terrain” (filtres/tubes non exposés, juste ouverts puis refermés) pour contrôler d’éventuelles contaminations durant la manipulatio】. Les blancs voyageront avec les échantillons et serviront de référence à l’analyse.

3. Calibrage des pompes : C’est une étape cruciale. On règle chaque pompe à son débit d’échantillonnage cible avant le prélèvement (calibrage initial), en utilisant un débitmètre étalon (ex: un calibrateur à bulle ou électronique). La pompe doit être calibrée avec le support en place sur le circuit, ou à défaut avec un support identique neu】, pour tenir compte de la perte de charge réelle. Par exemple, on connecte la cassette filtre à la pompe et au débitmètre via un adaptateur, puis on ajuste le débit à la valeur voulue (p. ex. 2,0 L/min). Il est recommandé de laisser la pompe tourner 5 minutes avant ajustement pour stabiliser le flu】. Une fois le débit réglé, on note le débit initial Q1. Certaines pompes modernes intègrent un étalonnage automatique (ex: système CalChek sur pompes SKC couplé au calibrateur Chek-Mate pour un ajustement sans intervention】.

4. Vérifications d’usage : Contrôler l’état de la pompe (batterie chargée, débit stable, pas de fuite dans les tubulures). Vérifier que les supports sont correctement en place, que les raccords sont étanches (important pour les cassettes surtout – un mauvais encliquetage peut fuir et fausser l’échantillonnage). S’assurer aussi que le travailleur qui portera l’appareil n’a pas de contre-indication (matériel attaché solidement, pas de gêne excessive).

Réalisation du prélèvement sur le terrain

1. Installation de l’équipement sur l’opérateur ou dans la zone : Pour un prélèvement individuel, on fixe la cassette de prélèvement ou le tube à la hauteur de la zone respiratoire du travailleur, typiquement au col ou sur la poitrine (rayon de 30 cm autour du nez/bouche】, à l’aide d’un clip. L’orifice d’entrée doit être orienté vers le bas ou l’avant (selon les recommandations de la norme) pour éviter l’entrée de gros débris ou une orientation aberrante du flu】. La pompe est ensuite attachée à la ceinture ou glissée dans une poche, en veillant à ne pas gêner les mouvements (certaines pompes ont un profil plat pour le port à la ceinture). On organise proprement le tuyau de liaison pour qu’il ne s’accroche pas dans les machines. Si c’est un prélèvement d’ambiance (poste fixe), on place l’appareil sur un trépied environ à hauteur de respiration humaine (~1,5 m du sol) près de la source suspectée ou au centre de la zone.

2. Démarrage du prélèvement : Une fois l’équipement en place et accepté par la personne, on note l’heure de début puis on met en marche la pompe. On vérifie que l’air s’écoule bien (petite chute de débitmètre à bille sur certaines cassettes, absence d’alarme sur pompes électroniques). Durant le prélèvement, il est bon de surveiller périodiquement le dispositif (au moins une fois en cours de journée) : s’assurer que la pompe fonctionne toujours (écouter le bruit ou voir l’indicateur de fonctionnement), que le tube n’a pas été pincé ou déconnecté, que la cassette est toujours en position correcte. Certains appareils ont des débits programmables et alarmes en cas de débit hors plage, ce qui facilite le suivi.

3. Consignation des conditions : On profite du prélèvement pour noter les observations utiles : les tâches effectuées par le travailleur (heures, nature des opérations, incidents particuliers), les conditions environnementales (température, humidité, ventilation en marche ou non). Ces informations qualitatives serviront à interpréter les résultats. Pour les badges passifs, il faut mesurer la température et la pression atmosphérique durant le prélèvement, car ces paramètres entrent dans le calcul de la concentration pour ce type d’échantillonneur】.

4. Fin du prélèvement : À l’issue du temps prévu (fin de poste ou durée cible atteinte), on note l’heure de fin et on arrête la pompe. Avant de détacher le montage de la personne, il est recommandé de contrôler de nouveau le débit de la pompe avec le même calibrateur (calibrage final】. On obtient ainsi un débit final Q2. Si Q1 et Q2 varient de plus de 5%, il faudra en tenir compte (on utilise la moyenne Q = (Q1+Q2)/2 pour calculer le volume, ou on rejette l’échantillon si écart trop grand indiquant une panne). Ensuite, on démonte délicatement les supports : on bouche la cassette avec ses bouchons d’origine (ou du ruban adhésif propre) et on rebouche hermétiquement les tubes avec leurs capuchon】. Chaque échantillon est étiqueté (code, durée, volume prélevé, infos de terrain). Les badges passifs sont remis dans leur emballage scellé dès la fin pour stopper le prélèvemen】.

5. Chaîne de conservation et d’envoi : Après prélèvement, il faut conserver correctement les échantillons jusqu’à l’analyse. Certains doivent être réfrigérés immédiatement (échantillons biologiques, tubes pour composés très volatils ou réactifs – par ex. isocyanates sur filtre doivent être gardés au frais et dans le noir). D’autres peuvent être à température ambiante. On place les échantillons dans des contenants propres (sacs zip, boites) avec les blancs de terrain associés, en limitant les chocs. Puis on expédie le tout au laboratoire d’analyse le plus rapidement possible, accompagné de la feuille de chaîne de custody listant chaque échantillon, son identifiant, le type d’analyse demandé, la date/heure de prélèvement, etc. Cette traçabilité formelle (souvent un formulaire type) garantit l’intégrité légale des échantillons (surtout en cas de contentieux ou de contrôle officiel】.

Analyse en laboratoire et interprétation des résultats

Une fois les échantillons analysés par le laboratoire compétent (gravimétrie, chromatographie, spectrométrie, microscopie, culture, selon le cas), le rapport d’analyse fournit pour chaque échantillon la quantité de contaminant mesurée (en mg, en nombre de fibres, en UFC, etc.). Le rôle du préleveur/technicien HSE est alors de calculer la concentration dans l’air et de la comparer aux valeurs de référence réglementaires :

• Calcul des concentrations : Pour un prélèvement à volume d’air contrôlé, on calcule la concentration moyenne : par exemple, si 1,5 mg de poussière ont été collectés sur un filtre avec 720 L d’air pompés, la concentration = 1,5 mg / 0,720 m³ = 2,08 mg/m³. Pour un tube adsorbant, le labo donne souvent directement la concentration (s’il a eu le volume d’air). En cas de prélèvements multiples (plusieurs périodes dans la journée), on peut faire une moyenne pondérée sur 8h. Attention aux unités : gaz/vapeurs peuvent être exprimés en ppm (volume) ou mg/m³ (masse), il faut convertir si besoin (formules de conversion en fonction du poids moléculaire, voir guides】.

• Comparaison aux valeurs limites (VLEP) : On confronte la concentration mesurée à la VLEP-8h correspondante (ou TLV/PEL pour les normes anglo-saxonnes). La VLEP-8h est la limite réglementaire de la moyenne d’exposition sur 8 heure】. Si notre mesure représente une journée type, on peut comparer directement. Par exemple, une poussière mesurée à 2,1 mg/m³ sera jugée conforme si la VLEP-8h est de 5 mg/m³, et non conforme si la VLEP est 1 mg/m³. Pour des prélèvements courts (15 minutes), on compare à la VLEP-CT (court terme), destinée à prévenir les effets des expositions de courte durée. Par exemple, un pic de solvant sur 15 min à 100 ppm sera évalué vis-à-vis de la VLCT-15min du solvant en question.

• Interprétation du dépassement ou non : Si les résultats dépassent les limites, l’employeur est en infraction pour les substances à VLEP contraignante (obligation de moyens et résultats. Il faut alors agir immédiatement : recherche de causes (exposition anormale ? ventilation défaillante ?), mise en place de mesures correctives (amélioration du captage, réduction du temps d’exposition, port de protections respiratoires). Même si les résultats sont sous les limites, ils doivent être utilisés pour améliorer en continu la prévention, car la loi impose de réduire l’exposition au niveau le plus bas possible et le respect d’une VLEP n’implique pas une absence totale de risque.

• Prise en compte de l’incertitude : Toute mesure comporte une incertitude. Les laboratoires fournissent parfois une incertitude élargie (par ex. ±20%). En cas de résultat proche de la VLEP, on reste prudent. La norme EN 689 recommande des règles (par ex. si le IC de la moyenne dépasse la VLEP, l’exposition n’est pas maîtrisée). Dans un contexte pédagogique, on expliquera qu’un résultat de 48 mg/m³ pour une VLEP à 50 mg/m³ ne signifie pas “tout va bien” – c’est à la limite, et des fluctuations peuvent conduire au dépassement un autre jour.

• Absence de VLEP : Pour les substances sans VLEP officielle (ex: agents biologiques, certains COV émergents), on utilisera d’autres repères : valeurs guides (proposées par l’ANSES, l’ACGIH…), comparaisons aux bruits de fond habituels, ou simple principe ALARA (as low as reasonably achievable). Par exemple, aucune VLEP pour les endotoxines de bactéries : on interprétera en regard de valeurs indicatives de la littérature (~90 EU/m³ comme niveau à ne pas dépasser pour éviter des symptômes chroniques).

L’interprétation des résultats inclut aussi la communication : un rapport clair est remis, détaillant les conditions de prélèvement et les conclusions. Ces résultats sont transmis au médecin du travail et au CHSCT/CS. Ils serviront lors de la mise à jour de l’évaluation des risques et du plan d’action de prévention.

Intégration des prélèvements dans un plan de gestion HSE/QHSE

Les prélèvements d’air ne sont pas qu’une mesure ponctuelle : ils s’inscrivent dans le système de management HSE de l’entreprise, en lien avec la qualité (QHSE) notamment dans les laboratoires ou industries soucieuses de la conformité produit et process. Voici comment ces pratiques s’intègrent :

• Évaluation initiale et document unique : Lors de l’évaluation initiale des risques chimiques/biologiques, des campagnes de mesures d’air permettent de cartographier les expositions par poste. Ces données alimentent le document unique (DUERP) en identifiant les postes à risque et les niveaux d’exposition. Par exemple, on pourra classer les postes selon que l’exposition est > 1/2 VLEP, < 1/10 VLEP, etc., ce qui oriente les priorités d’action (EN 689 fournit des critères de décision en ce sens).

• Plan de surveillance périodique : Pour les agents avec VLEP réglementaire, la loi française impose un contrôle annuel par un organisme accrédité. Au-delà de cette obligation, l’entreprise peut instaurer son propre plan de surveillance : par exemple, mesures semestrielles des solvants dans l’atelier peinture, mesures trimestrielles des poussières de bois dans la menuiserie, etc. Cela permet de vérifier l’efficacité dans le temps des mesures de protection (systèmes d’aspiration, humidification, etc.) et de détecter toute dégradation. Ce plan doit être formalisé (fréquences, substances, méthodologies) et intégré au planning HSE annuel.

• Amélioration continue et actions correctives : Les résultats de prélèvements sont exploités lors des revues de direction HSE et des réunions du CSE. En cas de dépassement, des actions sont décidées (modifications de procédé, encoffrement de machine, ajout de ventilation, renforcement du port de masques...). Une fois ces mesures mises en place, de nouveaux prélèvements sont effectués pour vérifier le gain obtenu. Par exemple, après installation d’un nouveau système d’extraction localisée, on remesurera les concentrations de vapeurs pour s’assurer qu’elles ont chuté en dessous de la VLEP.

• Traçabilité et base de données : Toutes les mesures atmosphériques devraient être documentées et archivées. En France, les organismes accrédités déposent les résultats dans la base nationale SCOL. L’entreprise, elle, tiendra un registre interne des mesures d’exposition. Cette traçabilité est précieuse en cas de maladie professionnelle (pour documenter l’historique d’exposition d’un salarié) ou d’audit réglementaire ISO 45001.

• Intégration QHSE : Dans un système QHSE global, les prélèvements d’air font partie des indicateurs de performance HSE (taux de postes conformes, évolution des niveaux d’empoussièrement, etc.). Ils contribuent également à la qualité : par exemple, contrôler l’air d’une salle blanche (poussières, COV) relève à la fois de la Qualité produit et de l’Hygiène du personnel. Un plan de monitoring de l’air bien conçu peut donc servir plusieurs volets (assurer que l’air ne contamine pas un process sensible, et simultanément protéger les employés).

• Formation et culture de sécurité : Intégrer ces pratiques, c’est aussi former régulièrement le personnel (techniciens, opérateurs) sur l’importance de ces mesures et comment eux peuvent aider (bien porter les pompes, signaler toute alarme, etc.). Cela sensibilise à la présence possible de polluants invisibles et ancre une culture de prévention basée sur la mesure scientifique.

En somme, les campagnes de prélèvements atmosphériques sont un outil de gestion du risque qui alimente en données factuelles le pilotage HSE. Elles permettent de vérifier l’efficacité des mesures techniques et organisationnelles, et de réagir rapidement si l’exposition dépasse les seuils. Intégrées dans un plan QHSE, elles participent à l’atteinte des objectifs de sécurité au travail et de conformité réglementaire, tout en pouvant concourir à la démarche qualité (contrôle d’environnement).

Compatibilité avec les équipements SKC Inc. – Exemples concrets

La société SKC Inc. est un fabricant majeur d’équipements d’hygiène industrielle, notamment pour l’échantillonnage de l’air. De nombreux appareils et consommables SKC peuvent être utilisés pour mettre en œuvre les prélèvements décrits ci-dessus. Voici quelques exemples d’équipements SKC adaptés aux différents types de contaminants et méthodes :

• Pompes de prélèvement individuelles : SKC propose des pompes robustes pour prélèvement actif, comme la gamme AirChek®. Par exemple, la pompe SKC AirChek 52 offre un débit réglable de 5 à 3000 mL/min et une autonomie >12 h, convenant aux prélèvements de poussières ou de gaz sur une journée. Elle peut aussi bien être utilisée avec des *cassettes filtres, des cyclones sélecteurs de particules, des tubes sorbants ou des impingers. D’autres modèles comme l’AirChek TOUCH (connecté, écran tactile) ou le Sidekick (pompe ATEX compacte) couvrent les besoins en débit de quelques mL/min jusqu’à 5 L/min. Ces pompes sont souvent fournies en kits complets (mallette avec chargeur, support de fixation, débitmètre d’étalonnage, etc.).

• Cassettes filtres pour poussières/fibres : SKC commercialise des porte-filtres standard (25, 37 ou filter cassettes) compatibles avec les méthodes OSHA/NIOSH. Par exemple, la cassette styrene 37 mm 3 pièces de SKC, préchargée avec filtre MCE 0,8 µm, est conforme aux normes NIOSH, OSHA et EP】. Pour l’amiante, SKC propose des cassettes 25 mm préchargées filtres MCE 0,8 µm, scellées, répondant aux spécifications de microscopie à contraste de phase. Supports IOM : SKC distribue également l’échantillonneur IOM (25 mm) pour fraction inhalable, en plastique conducteur, réutilisable, inventé par l’Institut of Occupational Medicin】.

• Cyclones et sélecteurs de particules : Pour la fraction respirable, SKC fournit plusieurs types de cyclones : cyclone nylon Dorr-Oliver 10 mm (débit ~1,7 L/min) utilisé classiquement en mine et par l’OSH】, cyclone aluminium 37 mm (débit 2,5 L/min) ou cyclone GS-3 en plastique. Ces cyclones s’emboîtent sur les cassettes et assurent la coupe granulométrique voulue. SKC a aussi des impacteurs personnels comme le Parallel Particle Impactor (PPI) calibré sur 4 canaux, ou l’impactor cascade Sioutas pour des analyses plus détaillées de distribution en taille.

• Tubes sorbants et cartouches : SKC a été pionnier dans la commercialisation des *tubes adsorbants NIOSH】. Le catalogue SKC contient toute une gamme de tubes pré-remplis (charbon Actif : réf 226-01 pour la plupart des solvants, gel de silice : réf 226-10 pour alcools, Anasorb PVC, Chromosorb, XAD-2, etc. ainsi que des tubes à double couche pour composés spécifiques). SKC fournit aussi des cartouches (format l) traitées pour certains gaz : par ex. cartouches DNPH pour aldéhydes, cartouches OVS (OSHA Versatile Sampler) combinant filtre + sorbant pour pesticide】. Chaque tube/cartouche SKC vient avec les informations de lot et peut être recherché dans le guide en ligne SKC en fonction du polluant cibl】.

• Bubblers / impingers : SKC propose des impingers en verre de type midget 25 mL gradués, avec embout droit ou fritté (pour améliorer l’absorption. Ils vendent également des impingers en matériau PFA (plastique fluoré) incassables pour les substances corrosives ou températures extrême】. Un accessoire holster permet de fixer l’impinger sur le travailleur sans risque de renversemen】. Par exemple, un impinger midget 225-36 en verre couplé à une pompe AirChek peut être utilisé pour piéger du chlore dans une solution de KI. Pour les besoins de prélèvement actif de gaz à faible débit, SKC a des kits Low Flow permettant d’utiliser les pompes standards en débit <500 mL/min (porte-tube multiple avec régulateur de pression constante】.

• Badges passifs : SKC distribue plusieurs badges passifs, y compris la gamme 3M (par ex. 3M 3500 pour solvants) et développe ses propres modèles. On peut citer le badge SKC UMEx 100 pour le formaldéhyde et autres aldéhydes (sorbant DNPH imprégné à l’intérieur, équivalent évoqué plus haut. SKC propose aussi des badges Shelton pour NO₂, des tubes diffusifs à charbon BioBadge, etc. Un guide de sélection passive est disponible sur leur site pour trouver le badge adéquat selon le composé recherch】.

• Équipements bioaérosols : SKC a une gamme dédiée *Bioaerosol】. Le SKC BioSampler® (décrit précédemment) est l’un des produits phares pour collecter les agents biologiques viables dans un liquid】. En complément, le SKC BioStage est un impacteur à un étage qui s’utilise avec des boîtes de Pétri standard (pour par ex. un prélèvement 5 minutes à 28,3 L/min donnant la charge viable en UFC/m³). SKC vend également des cassettes pré-montées pour prélèvement de spores fongiques total, comme la cassette VersaTrap (et Air-O-Cell en distribution) où on analyse la lame adhésive au microscope. Pour les poussières biologiques inhalables, on trouve le Button Sampler en acier inox (tamis 381 trous) calibré à 4 L/min pour collecter efficacement les particules jusqu’à 100 µ– ce porte-filtre est utile pour les endotoxines par exemple.

• Calibrateurs et accessoires : La panoplie SKC comprend des calibrateurs de débit comme le SKC chek-mate (à bille électronique) ou des débitmètres à savon, ainsi que toute une série d’accessoires : supports de fixation, trépieds, pinces, tubes de raccord, logiciels de suivi (ex: DataTrac pour récupérer les données de pompes connectées】.

En pratique,

l’ensemble du matériel nécessaire à une campagne de prélèvement multi-contaminants peut être obtenu chez SKC. Par exemple, un kit complet poussières + vapeurs comportera une pompe AirChek, un porte-filtre pour poussières inhalables, un cyclone pour respirables, des cassettes préchargées de filtres, un lot de tubes sorbants variés (charbon, silice), un trousseau de badges passifs, et les outils de calibrage. L’avantage de la compatibilité est que les éléments SKC sont conçus pour fonctionner ensemble de manière étanche et fiable. De plus, SKC fournit des fiches techniques détaillées et des guides d’équivalence (par ex. quel tube SKC correspond à la méthode OSHA X ou NIOSH Y】, facilitant l’adoption des normes.

Illustration concrète :

Supposons qu’on forme les techniciens à mesurer des solvants (COV) et des poussières de bois simultanément. On pourra utiliser deux pompes SKC AirChek : l’une avec une cassette 37 mm + filtre PVC pour la poussière de bois (débit 2 L/min), l’autre avec un porte-tube + tube Charbon actif pour les vapeurs de solvants (débit 200 mL/min via le kit Low Flow). Les deux pompes peuvent tenir 8h sans rechargement. En fin de journée, le filtre sera pesé (gravimétrie, comparaison à la VLEP poussières de bois = 1 mg/m³) et le tube sera analysé par CPG (comparer aux VLEP 8h des solvants mesurés). Tous ces équipements – pompes, cassette, tubes – sont disponibles chez SKC, assurant une interopérabilité et une fiabilité de l’ensemble du système d’échantillonnage.