Guide pratique de protection respiratoire - 3. Description et nomencalture des APR
 
 
3.1  Appareils de protection respiratoire à épuration d'air

Ces appareils de protection respiratoire sont pourvus de filtres et (ou) de cartouches ou de boîtiers qui retiennent les contaminants de l'air ambiant grâce à des éléments filtrants. Ils nettoient l'air avant qu'il soit respiré. Au fur et à mesure que l'utilisateur respire, l'air est attiré à l'intérieur du filtre ou de la cartouche qui retient les contaminants dans le matériau filtrant ou adsorbant. L'air doit donc traverser cet élément pour être purifié. Si l'air pénètre par les côtés, le dessus ou le dessous de la pièce faciale, par des soupapes brisées, des fissures dans la membrane ou par tout élément abîmé, il n'est pas filtré et l'utilisateur respire des contaminants. Il est important que l'appareil de protection respiratoire soit correctement ajusté sur le visage et qu'il forme un joint étanche pour empêcher l'air de pénétrer par le pourtour.

3.1.1  Appareils de protection respiratoire à filtres à particules TC-84A

Les appareils de protection respiratoire à filtres à particules peuvent être motorisés ou utilisés en combinaison avec des cartouches chimiques en présence de gaz et de vapeurs, ou avec un système à conduit d'adduction d'air, et doivent respecter les limites inhérentes à ces catégories d'appareils de protection respiratoire, s'il y a lieu. Ils se présentent généralement sous les formes suivantes :

  • quart de masque avec un filtre,
  • demi-masque avec un ou deux filtres,
  • masque facial complet avec un ou deux filtres,
  • pièce faciale filtrante avec ou sans soupape expiratoire (jetable) demi masque (voir la figure 3),
  • en combinaison avec des cartouches chimiques,
  • en combinaison avec des systèmes à adduction d'air.

Les filtres à particules retiennent les poussières, les fumées et les brouillards. Il y a neuf classes de filtres basées sur l'efficacité et la résistance à la dégradation contre les particules contenant de l'huile (voir le tableau 3). Les particules s'accumulent sur le filtre jusqu'à ce que la respiration devienne difficile. Il est alors important de changer le filtre, car il y a un risque d'infiltration des contaminants par le pourtour de la pièce faciale.

            

Limites d'utilisation des appareils à épuration d'air
Il faut tenir compte des points suivants lorsqu'on utilise des appareils de protection respiratoire à épuration d'air :
  • Les appareils de protection respiratoire à épuration d'air ne peuvent être utilisés dans des environnements constituant un DIVS ou lorsque la concentration en oxygène est inférieure à 19,5 %.
  • Ils ne doivent pas être utilisés pour pénétrer dans des milieux où la concentration de contaminants est inconnue.
  • Le choix de la pièce faciale doit tenir compte d'une possibilité d'irritation des yeux et de la peau et assurer la protection nécessaire selon l'exposition.
  • Les pièces amovibles ne sont pas interchangeables entre fabricants ni même parfois entre les différents modèles. En cas de réparation ou de remplacement, il faut utiliser des pièces identiques fournies par le même fabricant conformément aux recommandations.
  • Il est nécessaire d'obtenir et de maintenir un bon ajustement de l'appareil de protection respiratoire sur le visage.
  • Les appareils de protection respiratoire doivent être choisis, ajustés, utilisés et entretenus selon la norme CSA Z94.4-93 « Choix, entretien et utilisation des respirateurs », conformément au RSST.
  • L'utilisateur peut se référer aux modes d'utilisation et d'entretien du fabricant pour obtenir plus de renseignements sur les recommandations propres au produit.
  • Il faut s'assurer que les soupapes inspiratoire et expiratoire ne sont pas obstruées.
  • L'utilisateur doit s'assurer du bon état de fonctionnement de son appareil avant chaque utilisation.
  • L'utilisateur doit vérifier l'étanchéité de son masque dès qu'il le met, en ayant recours aux essais de la vérification de l'étanchéité à pression positive ou négative, ou à la fumée irritante ou aux vapeurs odorantes, ou toute autre méthode recommandée par le fabricant.

Tableau 3 - Caractéristiques des classes de filtres à particules

Classe de filtres
Efficacité de filtration
Agent d'essai
Essai de chargement maximal
Type de contaminants
Durée d'utilisation
N 100
99,97 %
NaCl*
200 mg
Particules solides
et à base d'eau
(1)
N 99
99 %
NaCl*
200 mg
Particules solides
et à base d'eau
(1)
N 95
95 %
NaCl*
200 mg
Particules solides
et à base d'eau
(1)
R 100
99,97 %
Huile DOP**
200 mg
Toutes les particules
Un quart de travail (8 heures) (2)
R 99
99 %
Huile DOP**
200 mg
Toutes les particules
Un quart de travail (8 heures) (2)
R 95
95 %
Huile DOP**
200 mg
Toutes les particules
Un quart de travail (8 heures) (2)
P 100
99,97 %
Huile DOP**
Point d'équilibre de l'efficacité***
Toutes les particules
(3)
P 99
99 %
Huile DOP**
Point d'équilibre de l'efficacité***
Toutes les particules
(3)
P 95
95 %
Huile DOP**
Point d'équilibre de l'efficacité***
Toutes les particules
(3)

*      Particules de chlorure de sodium de 0,06 à 0,11 µm (valeur du diamètre moyen).

**    Particules de phtalate de dioctyle secondaire de 0,17 à 0,22 µm (valeur du diamètre moyen).

***  Les essais se poursuivent jusqu'à ce que l'une des trois efficacités minimales soit atteinte
       (95 %, 99 %, 99,97 %).

(1)   Les filtres de la classe N peuvent être utilisés pendant une durée non précisée en présence de contaminants exempts d'huile. L'utilisateur doit tenir compte de la résistance respiratoire, de l'endommagement du filtre et des facteurs d'hygiène. Toutefois, le NIOSH recommande que la durée d'utilisation, dans les milieux où la concentration en contaminant serait élevée, soit limitée à un quart de travail de huit heures, à moins qu'il puisse être démontré que a) l'utilisation prolongée ne dégradera pas l'efficacité du filtre au-dessous du niveau d'efficacité spécifié ou b) que la masse totale de chargement du filtre est inférieure à 200 mg. Ces démonstrations devront être répétées chaque fois que les conditions changent ou que des modifications aux procédés changent le type de particules dispersées dans le milieu de travail.

(2)   En présence d'huile, les filtres de la classe R devraient être utilisés pour un seul quart de travail (ou pour 8 heures d'utilisation continue ou intermittente). Toutefois, la vie utile des filtres de la classe R peut être allongée en appliquant les principes a) et b) des filtres de la classe N. L'utilisateur doit tenir compte de la résistance respiratoire, de l'endommagement du filtre et des facteurs d'hygiène.

(3)   En présence d'huile, les filtres P peuvent être utilisés et réutilisés en accord avec les recommandations d'utilisation du fabricant. Sinon, seules des considérations d'hygiène, d'endommagement du filtre ou de résistance respiratoire interviennent.

Pour (1), (2) et (3), se référer à l'avis du NIOSH du 2 mai 1997 Letter to all users of P-series particulate respirators NIOSH service time recommendations for P-series particulate respirators.

3.1.2  Appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques TC-23C

Les appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques se présentent sous les formes suivantes :

Ces appareils de protection respiratoire sont équipés d'une ou de plusieurs cartouches pour gaz ou vapeurs contenant un adsorbant. Par exemple, le charbon activé sert d'adsorbant des vapeurs organiques lorsqu'il est traversé par l'air. Lorsque la cartouche est saturée, elle est inefficace et laisse passer, en partie ou en totalité, les contaminants, qui seront respirés par l'utilisateur. On parle alors de claquage de la cartouche. Les cartouches peuvent aussi comprendre un préfiltre qui assure une protection contre les poussières.

        
        

Points à vérifier lorsque l'appareil de protection
respiratoire ne semble pas fonctionnel

Si l'on détecte une odeur ou un goût étrange ou s'il y a irritation de la gorge, si l'on a mal à la tête ou qu'on est étourdi lorsqu'on utilise un appareil de protection respiratoire à cartouches chimiques, cela indique que l'appareil n'assure pas une bonne protection, il faut alors

  • quitter immédiatement l'espace de travail;
  • informer son supérieur;
  • s'assurer que :
    • la cartouche est appropriée au contaminant;
    • la concentration du contaminant n'est pas supérieure à la concentration maximale d'utilisation de la cartouche;
    • la cartouche n'est pas saturée (claquage);
    • rien ne gêne le joint entre le visage et la pièce faciale (barbe, poils, cheveux, monture de lunettes, etc.);
    • la pièce faciale forme un joint hermétique avec le visage (effectuer un essai d'étanchéité).

Lorsqu'on utilise des appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques ou à boîtier filtrant, il est recommandé de tenir compte des points suivants :

  • les cartouches doivent être rangées dans des contenants scellés, car elles continuent de réagir aux contaminants dans l'air même lorsqu'elles ne sont pas en utilisation;
  • les cartouches doivent être datées sur le boîtier dès leur ouverture;
  • il est préférable de ne pas utiliser une cartouche déjà déballée dont on ne connaît ni le début de l'utilisation ni la durée d'utilisation antérieure.

Il est dangereux d'utiliser des cartouches saturées. Dans certains cas, la concentration du contaminant, particulièrement les solvants très volatils, pourrait même être plus élevée à l'intérieur du masque que dans l'air ambiant. Pour plus de détails, consulter l'annexe B du Guide des appareils de protection respiratoire utilisés au Québec.

•   Cartouches chimiques

Il existe des cartouches chimiques pour une vaste gamme de contaminants. Chaque type de cartouche assure une protection contre un contaminant particulier ou un groupe de contaminants et ce, jusqu'à certains degrés de concentration. Il est important de s'assurer qu'on utilise la bonne cartouche et qu'on respecte les limites d'utilisation. Un code de couleur sert à distinguer les différents types de cartouches (voir le tableau 4). Toutefois, il est important de bien lire l'étiquette de la cartouche pour en assurer une bonne utilisation.

On trouvera au tableau 6 une liste non exhaustive de contaminants pour lesquels les appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques sont contre-indiqués pour un usage ordinaire, peu importe la concentration ou la durée d'exposition.

Tableau 4 - Codes de couleur pour les cartouches chimiques et les boîtiers
(selon la norme ANSI K13.1-1973)

Vapeur/gaz Couleur
 Couleur
Gaz acides Blanc
Chlore Blanc avec une bande jaune
Acide chlorhydrique Blanc
Dioxyde de soufre Blanc
Vapeurs organiques Noir
Vapeurs organiques + gaz acides Jaune
Ammoniac Vert
Formaldéhyde Vert olive
Monoxyde de carbone Bleu
Gaz acides + ammoniac + vapeurs organiques Brun
Matériaux radioactifs Pourpre
Méthylamine Vert
Vapeurs de mercure et chlore Vert olive ou orange avec un indicateur pour le mercure
Chlorure de vinyle Vert olive avec un indicateur
  • Une bande de couleur pourpre désigne une utilisation pour matériel radioactif en combinaison avec les gaz et les vapeurs.
  • Une bande de couleur grise (magenta dans le cas des filtres à haute efficacité HEPA et P100) désigne une utilisation pour les poussières, fumées et brouillards en combinaison avec les vapeurs et les gaz.
  • Seules les étiquettes sont colorées en fonction des codes de ce tableau, les cartouches ou les boîtiers doivent garder leur couleur naturelle.
  • L'utilisateur doit se référer au texte de l'étiquette pour déterminer les concentrations maximales d'utilisation recommandées pour la cartouche ou le boîtier.

On trouvera au tableau 6 une liste non exhaustive de contaminants pour lesquels les appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques sont contre-indiqués pour un usage ordinaire, peu importe la concentration ou la durée d'exposition.

Tableau 5 - Liste des contaminants pour lesquels il existe actuellement des cartouches ou des boîtiers approuvés pour usage ordinaire ou, dans certains cas, pour l'évacuation seulement selon la base de données du NIOSH de septembre 1999 (publiée dans la liste des équipements approuvés du Guide des appareils de protection respiratoire utilisés au Québec)

Chloroacétophénone (boîtier seulement)
Chlorobenzylidène malononitrile (boîtier seulement)
Gaz acides
Monoxyde de carbone (boîtier seulement)
Oxyde d'éthylène (boîtier seulement)
Phosphine (boîtier seulement)
Sulfure d'hydrogène H2S
(dans certains cas, pour l'évacuation seulement)
Vapeurs de mercure
Vapeurs organiques

Tableau 6 - Liste non exhaustive de contaminants ayant de faibles caractéristiques de détection ou dont les temps de claquage sont très courts (selon le document Respiratory Protection Program Manual de l'OSHA).

Dérivés nitrés : nitroglycérine, nitrométhane
Isocyanates ( HDI, MDI, MIC, TDI)
Peinture contenant de l'uréthane ou d'autres diisocyanates
Phosphine (boîtier seulement)

Limites d'utilisation des appareils
à cartouches chimiques ou à boîtier filtrant

En plus de respecter les limites inhérentes des appareils à épuration d'air, et afin de s'assurer que les appareils à cartouches chimiques sont sécuritaires et efficaces, il faut tenir compte des paramètres suivants :

  • les concentrations d'exposition ne doivent pas excéder les limites d'utilisation de la cartouche;
  • il faut s'assurer de respecter la date de péremption éventuellement indiquée;
  • les changements de cartouches ou de boîtiers sont basés sur un indicateur de fin de service ou une grille horaire de changement de cartouche ou de boîtier;
  • il faut s'assurer que le type de cartouche choisi assure une protection contre le contaminant présent dans l'air ambiant;
  • ces appareils ne doivent pas être utilisés pour des vapeurs organiques dont les caractéristiques de détection sont difficilement perceptibles (odeur, goût, irritation de la gorge);
  • ils ne doivent pas être utilisés contre des gaz ou des vapeurs pouvant générer des réactions de haute température avec l'adsorbant.

Il est à noter que, dans certains cas, les appareils peuvent être recommandés pour l'évacuation d'urgence et qu'il existe des boîtiers avec indicateur de fin de service. Généralement, il s'agit de produits pour lesquels les caractéristiques de détection sont faibles ou inexistantes, ou qui ne sont détectées que lorsque les concentrations dans l'air ambiant dépassent les concentrations permises pour l'utilisation d'un appareil de protection respiratoire à épuration d'air. Dans certains cas, il s'agit de composés pour lesquels le temps de service d'une cartouche serait tellement restreint qu'il ne permettrait pas une marge de sécurité suffisante. Dans d'autres cas, ces produits ont présenté des effets sur la santé (effet cancérogène et effet sensibilisant) qui rendent risquée et discutable l'utilisation des cartouches.

•   Temps de service

Dans sa liste des équipements de protection respiratoire approuvés, le NIOSH indique que ceux-ci doivent être choisis, ajustés, entretenus et utilisés en fonction de la réglementation de la Occupational Safety and Health Administration (OSHA), de la Mine Safety and Health Administration (MSHA) et de toute autre réglementation applicable. La nouvelle réglementation de l'OSHA (1998) exige que, dorénavant, les changements de cartouches soient basés sur des principes plus précis que la détection d'odeurs, de goût ou d'irritation.

  • La cartouche doit être pourvue d'un indicateur de fin de service.
  • S'il n'y a pas d'indicateur approprié, les changements de cartouches ou de boîtiers doivent être basés sur des informations objectives ou sur des données qui permettent de s'assurer que les cartouches ou les boîtiers sont changés avant la fin de leur temps de service. Ces informations ou ces données doivent être consignées dans le programme de protection respiratoire. Il ne serait donc plus permis de se fier à la seule détection des odeurs pour établir la fréquence de changement des cartouches et des boîtiers.

Toutefois, les cartouches et les boîtiers filtrants doivent être changés, indépendamment des estimations qui peuvent être faites, dans un des cas suivants : si l'indicateur de fin de service signale que la cartouche est saturée; s'il y a une détection d'odeurs, de goût ou irritation des yeux, de la gorge ou du nez; si la date de péremption est atteinte; ou selon d'autres directives d'utilisation en fonction d'une réglementation (par exemple, formaldéhyde, chlorure de vinyle).

La fréquence de changement des cartouches peut être basée, entre autres, sur des données objectives du fabricant, des mesures expérimentales, des modèles de prédiction mathématique ou des simulations en milieu de travail. Il faut s'assurer d'avoir à sa disposition les données permettant l'estimation de la durée de vie de la cartouche en fonction des contaminants présents et des conditions d'utilisation.

•   Principe de base pour l'établissement des durées de vie des cartouches

Il faut s'assurer que l'on dispose de données permettant d'estimer la durée de vie de la cartouche en fonction des contaminants présents et des conditions d'utilisation. Ces renseignements peuvent provenir, entre autres, des fabricants des équipements de protection respiratoire utilisés, des organisations industrielles, des fiches signalétiques (FS) des fabricants de produits chimiques, des institutions universitaires, des organismes de recherche, des organismes en santé et sécurité du travail et du Service du répertoire toxicologique de la CSST. Pour faciliter le respect de cette démarche, voici différentes approches qui peuvent être suggérées :

  • des données objectives du fabricant,
  • des méthodes expérimentales,
  • un modèle de prédiction mathématique,
  • une simulation du milieu de travail.

Tableau 7 - Résumé des principales approches d'estimation du temps de service des cartouches chimiques
   


•   Facteurs qui peuvent réduire le temps de service des cartouches

  • Rythme de travail : un travailleur qui respire deux fois plus vite qu'un autre accumulera deux fois plus de contaminants dans la cartouche pour un même laps de temps.

La durée de vie d'une cartouche dépend de la quantité totale de contaminants capturée par l'adsorbant. Celle-ci est directement reliée au rythme de travail et à celui de la respiration, c'est-à-dire que, pour un volume inhalé donné, un travailleur qui a un rythme respiratoire deux fois plus rapide qu'un autre aspirera deux fois plus de contaminants dans la cartouche. C'est donc un facteur dont il faut tenir compte.

  • Variation dans les cartouches chimiques : certaines cartouches contiennent plus de charbon que d'autres.

Le temps de service des cartouches est directement lié à la quantité de charbon qu'elles contiennent, qui est généralement compris entre 30 et 50 g par cartouche. Ces renseignements peuvent être obtenus auprès des fabricants.

  • La température : plus la température ambiante est élevée, plus courte est la durée de vie des cartouches.

Les températures élevées peuvent affecter la capacité adsorbante des cartouches chimiques dans des proportions de 1 à 10 % pour chaque augmentation de 10 °C. Toutefois, dans des conditions normales de température de travail, aucune correction ne devrait être nécessaire.

  • L'humidité relative : la vapeur d'eau peut entrer en compétition avec les vapeurs organiques pour les sites d'adsorption.

Le temps de service des cartouches chimiques pour les vapeurs organiques pourrait être influencé par un environnement relativement humide ( > 65 %).

  • Contaminants multiples : lorsqu'elle est saturée, une cartouche devient inopérante. Elle laisse alors passer une portion ou la totalité des contaminants auxquels elle est exposée. Dans certains cas, lorsqu'il y a plus d'un contaminant dans l'air ambiant, la concentration du contaminant le plus volatil à l'intérieur de l'appareil de protection respiratoire peut même excéder la concentration à l'extérieur de l'appareil de protection respiratoire.

Des études ont démontré que, dans le cas de mélanges de contaminants, tous les contaminants s'adsorbent simultanément à la surface du charbon. Lorsqu'il ne reste plus de place, le solvant le plus volatil claque la cartouche. Ne trouvant plus de place pour s'adsorber à la surface du charbon actif, le solvant le moins volatil expulse le solvant le plus volatil. La concentration du solvant volatil désorbé s'additionne à la concentration du même contaminant provenant de l'air ambiant, qui traverse maintenant la cartouche saturée. Conséquemment, la concentration de contaminants à l'intérieur de l'appareil de protection respiratoire sera plus élevée que dans l'air ambiant.

On a pu dégager quelques principes généraux permettant d'estimer le temps de service des cartouches en présence de plusieurs contaminants. Ces principes sont les suivants :

  • le temps de service des cartouches chimiques est déterminé par le temps de claquage du contaminant le plus volatil;
  • pour estimer le temps de service des cartouches, il s'agit de connaître la concentration de tous les contaminants dans l'air et de les ajouter à la concentration du contaminant le plus volatil;
  • le temps de service est déterminé à partir de la courbe du temps de claquage, soit 10 % pour la concentration du contaminant volatil calculée à l'étape précédente.

3.1.3  Appareils de protection respiratoire à boîtier filtrant
(masques à gaz) TC-14G

Les appareils de protection respiratoire à boîtier filtrant sont semblables, dans leur fonctionnement et leurs limites, aux appareils de protection respiratoire à cartouches chimiques, mais ils contiennent une plus grande quantité d'adsorbant, ce qui permet une utilisation de plus longue durée. Toutefois, ils sont généralement plus lourds et moins compacts. Ce sont les seuls appareils de protection respiratoire à épuration d'air disponibles pour certains contaminants. Ces appareils de protection respiratoire sont fréquemment utilisés pour des situations d'évacuation. Ils se présentent sous deux formes principales :

  • le boîtier est fixé à la pièce faciale au niveau du menton (chin-style);
  • le boîtier est porté à la ceinture ou à un harnais, sur la poitrine ou dans le dos de l'utilisateur.

3.1.4  Appareils de protection respiratoire à épuration d'air motorisés
TC-14G, TC-21C, TC-23C, TC-84A

Dans les appareils de protection respiratoire à épuration d'air motorisés, la ventilation se fait au moyen d'une soufflante qui peut être portée à la ceinture. Celle-ci permet à l'air ambiant de traverser de façon continue le ou les filtres et la ou les cartouches chimiques. Ces systèmes s'adaptent, entre autres, aux demi-masques, aux masques complets, (voir la figure 6), ou aux pièces faciales non hermétiques (voir la figure 7). Le facteur de protection peut être plus élevé avec ce type d'appareil qu'avec les appareils de protection respiratoire à épuration d'air non motorisés. Par exemple, le facteur de protection caractéristique d'un appareil de protection respiratoire à épuration d'air utilisant un filtre à haute efficacité (HEPA) non motorisé avec un masque complet est de 100; il sera de 1000 si l'appareil est motorisé (selon la norme CSA Z94.4-93).

Toutefois, selon plusieurs études citées dans le chapitre du guide sur la protection respiratoire de l'AIHA (American Industrial Hygiene Association) sur ce type d'appareil de protection respiratoire, les appareils de protection respiratoire motorisés (en anglais PAPR) ne peuvent être considérés comme des appareils à pression positive, ce qui amènerait les mêmes limitations que celles appliquées aux épurateurs d'air. Ils présentent principalement l'avantage de faciliter la respiration de l'utilisateur.

 
© Gouvernement du Québec, 2001