Impression 3D : quels effets sur les travailleurs?

Les travailleurs qui ont recours à la fabrication additive, ou impression 3D, devraient être sur leurs gardes, souligne une étude financée par l’IRSST.

La fabrication additive s’est frayé un chemin dans la majorité des secteurs professionnels et industriels au cours de la dernière décennie. Et pour cause : il s’agit d’une technologie polyvalente, flexible et hautement personnalisable, en plus d’être assez accessible. Ainsi, il peut en coûter désormais moins de 5 000 $ à une entreprise pour se procurer une imprimante 3D. Cette démocratisation suscite cependant de sérieuses inquiétudes quant aux effets potentiellement néfastes de l’impression 3D sur la santé. L’obtention d’un objet tridimensionnel par ajouts progressifs de différentes couches de matériaux libère en effet des polluants toxiques, dont certains considérés comme cancérigènes.

Une équipe de recherche financée par l’IRSST a donc réalisé deux revues de littérature distinctes pour amasser un maximum de données sur l’impression 3D et ses implications dans les milieux de travail. « L’objectif était de brosser un premier portrait à jour de la situation, ce qui est manquant dans la littérature scientifique. Combien de travailleurs recourent à la fabrication additive au Québec? Quels sont les niveaux d’émission de particules ultrafines (PUF) et de composés organiques volatils (COV)? », demande Stéphane Hallé, professeur au Département de génie mécanique de l’École de technologie supérieure (ÉTS) et coauteur de l’étude.

De quoi préoccuper

Les chercheurs ont commencé par identifier l’ensemble des techniques utilisées en impression 3D et les matériaux qui leur sont associés. Ils se sont principalement référés à de la littérature grise, c’est-à-dire des documents publics provenant d’instances de recherche, du commerce et de l’industrie. En tout, sept catégories de technologies ont été répertoriées, chacune étant dotée de ses particularités propres. « Nous avons remarqué que la technique d’extrusion de matière, où les polymères et composites sont fondus et poussés à travers une buse, est de loin la plus utilisée. Son faible coût et sa facilité d’utilisation en font un incontournable », souligne Stéphane Hallé.

Ce premier tour d’horizon a aussi permis de repérer les différents domaines où la fabrication additive est présente au Québec. « Nous nous attendions à ce que l’impression 3D soit surtout utilisée dans les secteurs de la défense et de l’aérospatiale. Cependant, c’est plutôt dans l’industrie manufacturière où son usage s’est révélé le plus répandu », commente-t-il. Malheureusement, il a été impossible de cibler les professions que cette technologie émergente touche directement au moyen des données actuellement disponibles. On ignore donc combien de travailleurs sont exposés aux PUF et COV découlant de la fabrication additive dans la province.

Les utilisateurs d’une imprimante 3D devraient pourtant être sur leurs gardes. C’est du moins ce qui ressort de la seconde revue de littérature. Des 509 publications scientifiques ayant trait aux émissions de PUF et de COV consultées, les chercheurs en ont retenu 29, publiées de 2013 à 2019. Malgré les nombreuses limitations des études sélectionnées qui rendent difficile de comparer leurs résultats, un constat clair s’en dégage. « Les concentrations de PUF apportées sont parfois très préoccupantes pour la santé des travailleurs. Certaines font état d’un taux d’émission supérieur à 10 milliards de particules à la minute, ce qui est énorme », insiste Stéphane Hallé. Les concentrations de COV recensées ne semblaient pas inquiétantes, mais d’autres études doivent être réalisées pour confirmer ou infirmer ces données.

Principe de précaution

Le groupe de chercheurs a cerné plusieurs variables que les utilisateurs d’une imprimante 3D devraient garder en tête. Ainsi, le risque pour la santé tend à augmenter fortement avec la multiplicité des matériaux imprimables, qui émettent des PUF et des COV de nature chimique différente. Les paramètres d’utilisation, comme la température et la vitesse d’extrusion, jouent vraisemblablement un rôle majeur dans l’exposition des travailleurs à ces substances. Finalement, il semble qu’un simple dysfonctionnement de l’imprimante puisse se traduire par une forte augmentation des particules émises dans l’air.

Au vu de ces observations, et en l’absence de données reproductibles et comparables, les auteurs recommandent d’appliquer le principe de précaution. « Les travailleurs devraient porter des équipements de protection individuelle adaptés, comme des appareils de protection respiratoire, des combinaisons intégrales de type 5, des gants et des lunettes de protection. Ils gagnent aussi à se conformer aux paramètres d’utilisation spécifiques à leur imprimante, qui sont recommandés par le fabricant. On évite ainsi d’augmenter inutilement les émissions de PUF et de COV », explique-t-il. Cela est vrai pour les utilisateurs, mais une question demeure pour les chercheurs. Est-ce que le respect des paramètres d’utilisation suffit? Une étude de leur optimisation permettrait peut-être de réduire davantage les émissions sans compromettre la qualité des produits.