Maritime University of Szczecin
Akademia Morska w Szczecinie
2010, 23(95) pp. 67–73 2010, 23(95) s. 67–73
Le problème du bruit pendant le travail des machines
pour les travaux de terrassement
Problem hałasu wytwarzanego w czasie pracy maszyn
roboczych do prac ziemnych
Marianna Kazimierska-Grębosz
Ecole Polytechnique de Łódź, Faculté ďOrganisation et de Gestión Politechnika Łódzka, Wydział Organizacji i Zarządzania
90-924 Łódź, ul. Piotrkowska 266, dankazim@p.lodz.pl
Mots-clés: niveau sonore équivalent, ľenvironnement du travail, les machines de transport, les directive de ľUnion Européenne
Abstrait
Ľarticle présente le problème des niveaux élevés de bruit aux postes de travail des opérateurs de machines de terrassement et le problème du bruit émis par ces machines dans le milieu environnant. Les informations de base sur les risques concernat le bruit et les méthodes de lutte contre le bruit sont présentées. Les mesures de niveau sonore équivalent ont été effectuées à la position des opérateurs de machines comme p.ex. les excavateurs, marteaux pneumatiques, scies et les autres machines qui sont utilisées à ľextérieur. Les résultats des mesures sont comparées avec les règlements et les normes qui déterminent les niveaux de bruit acceptés. Les méthodes de la réduction de ľimpact négatif du bruit sur les opérateurs de ces machines et leur environnement sont aussi présentées.
Słowa kluczowe: równoważny poziom dźwięku, środowisko pracy, maszyny transportowe, dyrektywy Unii Europejskiej
Abstrakt
W artykule opisano problem wysokiego poziomu hałasu na stanowiskach pracy operatorów maszyn do prac ziemnych oraz hałasu emitowanego przez te maszyny do otaczającego środowiska. Przedstawiono podstawowe informacje o zagrożeniach związanych z hałasem oraz o metodach zwalczania hałasu. Przeprowadzono pomiary równoważnego poziomu dźwięku A na stanowiskach operatorów maszyn, takich jak koparki, młoty pneumatyczne, suwnice, piły i inne maszyny pracujące na otwartej przestrzeni. Wyniki pomiarów odniesiono do rozporządzeń i norm określających dopuszczalne poziomy hałasu. Przedstawiono także metody ograniczające negatywny wpływ hałasu na pracowników obsługujących te maszyny oraz otaczające środowisko.
Introduction
Le bruit est la menace la plus populaire à la fois dans ľenvironnement de la vie quotidienne et dans ľenvironnement du travail. Le niveau de bruit aux postes de travail situés à ľespace ouvert, entouré par les machines de transport, est très élevé. Le personnel ďexploitation des machine à ľespace ouvert est affecté par le bruit de machine et par le bruit de ľenvironnement des travailleurs. Même le
bruit en milieu urbain causé par le trafic intense, dépasse souvent les valeurs acceptées par les normes. Ce bruit augmente de manière significative si sur les rues de la ville, sur les routes ou près des ports, les petites machines de terrassement travaillent. À cause de la nature périodique de ces travaux, le problème des risques liés au bruit des machines pendant les travaux est souvent sous-estimé. Les recherches concernant la protection contre le bruit de ľenvironnement, qui est aggravé
par les machines de terrassement pendant ľexécution des travaux routiers, sont réalisées à ľEcole Polytechnique de Łódź. Pendant la réalisation de ces recherches, les mesures du bruit aux postes du travail, ľévaluation des risques liés avec le bruit et ľévaluation des moyens de la protection du personnel, sont également effectuées. Les résultats des mesures de niveaux de bruit et les observations du personnel ďexploitation des machines ont montré que le bruit qui a un impact sur les travailleurs et les gens dans ľenvironnement des machines, dépasse les normes légales. La protection de la population contre le bruit omniprésent est une tâche prioritaire. Au XIXe siècle, Robert Koch a déclaré: „un jour, ľhomme devra combattre le bruit comme il a combattu la peste et le choléra”.
Les effets nocifs du bruit sur le corps humain
Du point de vue psychologique, le bruit est le son très désagréable et non-désiré, même les faibles niveaux de bruit causent ľirritabilité et la fatigue du corps.
Le bruit qui a un impact sur les gens pendant une longue période, peut causer pas seulement les dommages auditifs ou même la surdité, mais aussi ľapparition des maladies névrotiques. Le bruit affecte de façon négatif tout le corps, y compris les organes internes. Les effets négatifs de ľimpact du bruit peuvent être divisés en effets fonctionnels et effets sur la santé.
Les effets fonctionnels sont:
la réduction du sentiment ďindépendance, la réduction du sentiment de sécurité, les difficultés avec la communication,
les difficultés avec les déplacements dans ľenvi-ronnement,
la réduction de niveau de qualité de la vie. Ces facteurs affectent véritablement la qualité du travail et la productivité.
Les effets sur la santé sont:
ľaffaiblissement de ľétat général de la santé, la réduction des performances psychomotrices, les dommages auditifs,
les états émotionnels négatifs, les distorsions de ľétat somatique.
Les effets fonctionnels et effets sur la santé donnent des conséquences sociales et économiques. Le danger lié avec le bruit montre le fait que la surdité professionnelle est en Pologne sur ľune des premières places parmi les maladies profession-nelles dans ľindustrie.
Les méthodes de la réduction des risques liés au bruit dans ľenvironnement de travail
Les méthodes et les moyens de lutte contre le bruit peuvent être divisés en:
les méthodes techniques (ici, nous distinguons la protection active et passive);
les méthodes administratives et juridiques. La méthode active consiste à réduire le bruit émis par la source par ľinfluence sur la construction et le mécanisme ďaction de la source.
La méthode passive base sur la meilleure protection de récepteur contre des nuisances sonores en utilisant les moyens de protection personnelle, ľinstallation des écrans acoustique sur la route de la propagation de bruit, ľisolation acoustique des cabines, etc.
Les méthodes administratives et légales sont essentiellement les différents types ďactes juridiques adoptées et publiées par ľAdministration ďEtat, des autorités locales, des organismes divers, ainsi que les règlements et les procédures établis, par exemple pour le milieu de travail (Fig. 1) [1].
Fig. 1. Les méthodes de lutte contre le bruit [1] Rys. 1. Podział metod zwalczania hałasu [1]
Les méthodes techniques de lutte contre le bruit
Les méthodes techniques permettant de réduire les risques liés avec le bruit sont les réductions ďémission, ďimmission et de transmission.
Méthodes de la lutte contre le bruit
Méthodes et moyens techniques
Méthodes administratifs et juridiques
Réduction des émissions par les sources
Réduction de la transmission de ľenergie vibroacoustique
Réduction active du bruit Réduction ďimmission Lois, ordonnancement règlements Names Organisation correct du travail, du traffic, etc. Protection de ľenvironnement des hommes Protection des hommes
La réduction de ľémission de bruit à la source est sans doute la meilleure méthode de la réduction du bruit en milieu de travail. Elle doit être appliquée à ľétape de la conception de machines et ďéquipement. Dans le cas des machines qui fonctionnent déjà, le bruit peut être réduit grâce à la modernisation et ľentretien de ces machines, le changement des conditions de travail des machines, ľutilisation de procédés de substitution, etc.
La réduction de la transmission du bruit est possible grâce à ľutilisation des équipements de réduction de bruit, à ľutilisation des matériaux absorbant le son, à ľisolement des locaux, etc.
La réduction de ľimmission de bruit est réalisée par des dispositifs administratifs (par exemple la réduction du temps de travail), par ľautomatisation des processus bruyants, par ľutilisation des équipements de protection individuelle [2]. La réduction active du bruit repose sur la création du bruit par une source de bruit supplémentaire pour compenser le bruit initial [3].
Les actes juridiques et les normes concernant le bruit
Les exigences relatives à la protection contre le bruit dans ľenvironnement et ľenvironnement du travail sont présentées dans les directives de ľUnion Européenne et dans les dispositions de ces directives qui sont mises en œuvre dans la législation nationale et dans les normes polonaises qui sont les traductions des normes européennes. Le droit de ľUnion Européenne sur la protection de ľenvironnement a été créé au cours des dernières quarante années, et compte actuellement des centai-nes ďactes qui incluent: directives, règlements, décisions et recommandations. La partie de directi-ves publiée après 1985, est liée avec les normes harmonisées qui déterminent les dispositions présentées dans les directives particulières. Ces normes doivent être transposées au droit national en forme et le contenu inchangé.
Dans le cas des machines qui travaillent à ľextérieur, les directives suivantes sont les plus importantes:
la directive 2005/88/CE concernant le rappro-chement des législations des États membres relatives aux émissions sonores dans ľenviron-nement des matériels destinés à être utilisés à ľextérieur des bâtiments;
la directive 2003/10/CE concernant les pres-criptions minimales de sécurité et de santé relatives à ľexposition des travailleurs aux risques dus aux agents physiques (bruit) (dix- -septième directive particulière au sens de
ľarticle 16, paragraphe 1, de la directive 89/391/CEE).
La dernière de ces directives, actuellement en vigueur, comprennent [4]:
1. Dispositions générales – objectifs et champ ďapplication, définitions, les valeurs limites ďexposition et les conditions ďexploitation. 2. Obligations des employeurs: la détermination
et ľévaluation des risques, dispositions visant à éviter ou à réduire ľexposition, protection individuelle, limitation de ľexposition, informa-tion et formainforma-tion des travailleurs, consultainforma-tion et participation des travailleurs.
3. Dispositions diverses: surveillance de la santé, dérogations, modifications techniques, comité, code de conduite, abrogations.
4. Dispositions finales: rapports, transposition, entrée en vigueur, destinataires.
Le Règlement du Ministre de ľEconomie et du Travail datée du 5 août 2005 met en œuvre cette directive (Dz.U. du 19 août 2005). Le règlement introduit une nouvelle notion „les valeurs des seuils ďintervention”. Ce terme a été défini comme „les valeurs des grandeurs qui caractérisent le bruit dans le milieu du travail (sans prendre en compte les effets de ľutilisation des équipements de protection individuelle)”.
Ľannexe de ce règlement indique les valeurs des seuils ďintervention pour les grandeurs caracté-ristiques de bruit [5]:
1. Pour le niveau ďexposition au bruit, en cas de temps de travail de 8 heures par jour ou pour le niveau ďexposition au bruit en cas du travail hebdomadaire – la valeur seuil est égal à 80 dB. 2. Pour le niveau ďexposition au bruit, en cas de
temps de travail de 8 heures par jour ou pour le niveau ďexposition au bruit en cas du travail hebdomadaire – la valeur de ľintensité maximale est égale à 85 dB.
3. Le niveau maximal sonore A, ne peut pas dépasser 115 dB.
4. Pour le niveau maximal sonore du point C, la valeur du seuil ďintervention prend une valeur de ľintensité maximale qui est égale à 135 dB. Les dispositions du règlement prévoient la valeur, mais ne définissent pas le terme de „valeur du seuil”. On doit considérer une valeur 80 dB comme le signal ďalarme ďapprochement ďun seuil dangereux de ľintensité maximale.
Pour déterminer la valeur exacte du bruit accepté, il faut prendre en considération entre autres : temps de ľexposition au bruit, ses valeurs maximales et ses valeurs du pic. Beaucoup de
machines qui émettent du bruit des valeurs élevées, travaillent dans les périodes courts ou avec les pauses. Ce sont aussi les machines de terrassement. Les études de bruit émis lors du
fonctionnement de machines qui travaillent à ľextérieur
Ľobjet des recherches. Les conditions de la réalisation des mesures du bruit
Les études expérimentales du bruit des machines ont été effectuées sur les machines travaillant en ce moment pendant les travaux de terrassement, dans les usines de Łódź et sur les chantiers de construction.
Les points de mesure étaient situés à une distance de 0,1 m de ľoreille de ľopérateur de machine qui était présent dans la cabine. Dans le cas où le contrôle de la machine est fait de ľextérieur (il n’y a pas de cabine), les points de mesure ont été placés au poste du travail, à une distance supérieure à 1,5 m des murs des bâtiments voisins, à 1,5 m au-dessus du sol, et seulement 0,1 m de ľoreille du travailleur. Les études expérimentales du bruit créé pendant ľexploitation de machines, étaient effectuées conformément aux recommandations des normes N-01341, PN-ISO 1996-1, PN-N-01307 [6].
Dans le cas des mesures du bruit émis dans ľenvironnement par les petites machines de terrassement, les mesures ont été effectuées sur les postes de travail. Les études de ľutilisation potentielle des écrans acoustiques portables, pour réduire le bruit dans ľenvironnement ont été aussi effectuées. Les mesures ont été effectuées dans les huit points de mesure à une distance de 2 m et 1 m de la machine. Les mesures de Leq étaient effectuées
dans les mêmes points après ľapplication de modèles des écrans acoustiques qui étaient placés à une distance de 1 m et, autant qu'il était possible, à une distance de 0,5 m de la machine. Le micro-phone était situé à une distance de 1 m de ľécran
(Fig. 2). Ces études ont permis la détermination de „Insertion Loss” (IL) des modèles des écrans. Pour déterminer ľinfluence du fond acoustique sur le bruit émis pendant le fonctionnement des machines, chaque mesure du bruit au poste de ľopérateur a été précédée par une mesure de bruit du fond acoustique.
La mesure de niveau sonore équivalent A, LAeq,T:
T
A T Aeq p t t p T L 0 2 0 , d 1 lg 10 (1)T [s] – temps ďexposition au bruit au cours de la
journée de travail, en s; pA(t) [Pa] – valeur
instantanée de la pression acoustique, ajustée en fonction de A.
Les mesures ďun niveau sonore équivalent (Leq)
ont été réalisées en utilisant le sonomètre intégrateur 2238 Brüel & Kjær avec un filtre ďoctave. Pour réaliser les recherches, le programme 7815 Noise Explorer – Logiciel pour la visualisa-tion des données a été utilisé. C’est un programme pour enregistrer, collecter et traiter les données des mesures du sonomètre Brüel & Kjaer [7].
Les machines examinées, c’étaient: excavateurs, chargeuses-pelleteuses, niveleuses, machines de stabilisation, marteaux pneumatiques, bulldozers, rouleaux, épandeuses, montes-charges, ponts roulants.
Le temps de mesure du niveau sonore équivalent A, variait de 5 à 20 minutes selon les conditions de travail, sans perturber le travail effectué par la machine.
En cas des recherches concernant les petites machines de terrassement, la possibilité de la réduction de bruit dans ľenvironnement par ľapplication des écrans a été aussi étudiée. Les petites machines examinées étaient: scie circulaire à bois, au béton et à ľasphalte, marteaux percutants et rotopercutants, compacteurs verticaux et hori-zontaux, agrégats.
Les résultats des recherches
Les résultats des mesures de niveau sonore équivalent A, Leq, en dB, émis pendant le temps
de travail des machines, sont présentés dans le tableau 1. Pour la plupart des machines, le niveau du bruit émis pendant le travail de la machine, sans et avec charge, ainsi qu’à une distance de 1 m de la machine, est présenté. Toutes les machines ont travaillé dans un espace ouvert provoquant une augmentation du bruit en milieu urbain. Les résultats présentés dans le tableau 1 sont la moyenne des résultats de mesures qui étaient
Fig. 2. Localisation des microphones pendant la mesure de bruit pour le scie à béton pendant ľapplication ďun modèle ďécran acoustique
Rys. 2. Położenie mikrofonów w czasie pomiarów hałasu piły do betonu z zastosowaniem modelu ekranu akustycznego
répétées plusieurs fois. Dans le cas des machines, pour lesquelles la possibilité de la réduction de bruit dans ľenvironnement par ľapplication des écrans a été aussi étudiée, les mesures du niveau sonore par rapport à la fréquence de 31,5 Hz à 8000 Hz ont été aussi effectuées.
Les conclusions des recherches
Les risques professionnels
Les machines travaillant à ľextérieur doivent avoir, conformément à la directive de ľUE, une plaque avec un niveau de puissance acoustique donné et le niveau sonore dans la cabine de ľopérateur. Les machines étudiées ont été utilisées depuis plusieurs années, elles ont souvent montré un degré considérable de ľusure. Toutes les machines (sauf une) avaient le marquage requis de niveau de puissance acoustique.
Le niveau équivalant mesuré de bruit A LAeq,T,
sur les postes de travail des opérateurs de machines
était égal 78 dB à 95 dB. Dans le cas de 50% des machines, ce niveau a dépassé 85 dB.
Le Règlement du Ministre de ľEconomie et du Travail permet le niveau ďexposition au bruit, en cas de temps de travail de 8 heures par jour, égal à la valeur de seuil ďexposition, c-à-d LAeqT 80 dB
et pour le niveau ďexposition au bruit, en cas de temps de travail de 8 heures par jour, la valeur de ľintensité maximale qui est égale à 85 dB.
Les mesures de niveau de bruit présentées dans le tableau 1, ne sont pas référées au temps de travail de 8 heures par jour. Le temps de mesures a été limité par le temps réel du travail des machines. Les différences significatives entre les valeurs mesurées
LAeqT sur les postes de travail et les valeurs de
ľintensité maximale indiquées dans le règlement, permet ďévaluer le risque associé à ľexposition au bruit des employés comme élevé. La norme PN-N-18002, précisant, entre autres, les dispositions générales pour ľévaluation des risques professionnels, indique que „les valeurs acceptées
Tableau 1. Le niveau du bruit émis pendant le travail des machines examinées Tabela 1. Poziom hałasu powstającego w czasie pracy badanych maszyn roboczych
Type de machine
Le niveau du bruit dans la cabine – travail sans charge
dB A
Le niveau du bruit dans la cabine – travail avec charge
dB A
Le niveau du bruit à une distance de 1m –
travail avec charge dB A
Le niveau du fond acoustique
dB A Pelle-chargeuse, Caterpillar USA,
cabine fermée 76 78 95 66
Niveleuse 140G Caterpillar USA,
cabine fermée 77 83 87 66
Machine de stabilisation SM350
Caterpillar USA, cabine fermée 91 92 96 68
Bulldozer D6H Caterpillar USA,
cabine fermée 83 85 96 67
Excavateur 912 Liebherr Allemagne,
cabine fermée 83 86 93 68
Excavateur Pel-Job France,
cabine ouverte 82 83 85 69
Rouleau Dynapac Suède CA551 83 89 100 70
Epandeuse Renault France,
cabine fermée 78 82 90 68
Excavateur Robex 210 LC, cabine
fermée 79 80 76 67
Marteau pneumatique Montebet 551 sur ľexcavateur 902 Liebherr Allemagne, cabine fermée
92 95 L 102
Aemax = 118 68
Rouleau Dynapac Suède sans cabine – – 104 68
Portique roulant: charge 8 t,
cabine fermée 80 82
freinage
89 59
Portique roulant: charge 16 t,
cabine fermée 82 83
freinage
90 60
Scie circulaire TRA180AR – 90 L 91
Amax = 107 73
Scie circulaire à bois BHS 55 – 95 92 L 101
Amax = 116
70 69
sont valables au même temps c-à-d si une des valeurs mesurées est plus grande que la valeur de ľintensité maximale, le risque de travail sera grand” [6]. On peut donc constater que: Le risque professionnel en cas des opérateurs des machines est grand pour 60% des travailleurs.
Le bruit de ľenvironnement
Les mesures du bruit émis dans ľenvironnement pendant le travail des machines ont montré que ce bruit a aussi dépassé les valeurs acceptées (Fig. 3). Le niveau acceptable de bruit dans les villes, avec plus de 100 milles ďhabitants, en conformité avec les normes, est égal à 65 dB. Pendant la réparation des rues, ce bruit a été largement dépassé pour toutes les machines. Si les réparations sont effectuées pendant une longue période de temps, comme à Łódź, le niveau de bruit émis peut être référé au niveau accepté. Pour les machines dont le bruit était le plus fort, ces valeurs étaient égales à 102–107 dB.
Fig. 3. Le niveau maximal de bruit émis pendant le travail de scie à béton
Rys. 3. Maksymalny poziom hałasu emitowany podczas pracy piły do betonu
La protection contre le bruit
Les possibilités de ľapplication des moyens de la protection contre le bruit pour les machines étudiées sont limitées. A cause des conditions particulières du travail des machines, les méthodes suivantes peuvent être utilisées:
1. Les méthodes techniques actives c-à-d ľélimination des menaces par la réduction à la source, sont limitées à ľentretien et la modernisation, autant que possible.
2. Les méthodes techniques passives sont également très limitées. On peut appliquer les protections individuelles comme les cache-oreilles et les bouchons ďcache-oreilles. Pendant les
mesures effectuées, seulement 20% des employés ont utilisé les moyens de la protection individuelle.
3. Les méthodes organisationnelles comme ľorganisation des pauses, la réduction du temps de travail et la rotation des employés. On n’a pas remarqué ľapplication de ces méthodes pendant les recherches.
4. Les méthodes administratives et légales comme ľapplication de sanctions pour les employeurs et les réprimandes pour les employés.
La réduction de ľimmission
La réduction de ľimmission du bruit à ľenvi-ronnement, en cas des petites machines de terrasse-ment, est possible grâce à ľutilisation des écrans acoustiques portables. Quatre modèles ďécrans ont été conçus, construits et testés. Les dimensions des écrans étaient adaptées à la taille des machines et ont permis leur déplacement facile pendant le travail des machines. Les écrans ont été faites de matériaux avec les propriétés ďisolation sonore. La réduction du niveau de bruit émis par les machines examinées après ľapplication de modèles ďécrans a été remarquée pour tous les modèles. La valeur de ľIL était différente pour les différents écrans, ainsi que pour les différentes fréquences du bruit. La plus faible efficacité en cas de tous les écrans était observée pour la fréquence 125–250 Hz, quand IL était égal à 2–6 dB. Il faut souligner que pour cette intervalle, le niveau de bruit était le plus faible. Pour la fréquence 1000–8000 Hz, ľefficacité acoustique était égale à 15–19 dB. La réduction moyenne de bruit a été égale à12 dB (Fig. 4).
Fig. 4. Comparaison de ľefficacité (∆Leq) des écrans pendant
le travail de scie A (à béton)
Rys. 4. Porównanie skuteczności działania (∆Leq) ekranów
podczas pracy piły A (cięcie betonu)
Leq
[
dB
]
points des mesures
Leq
[d
B]
points des mesures
Bibliographie
1. ENGEL Z.: Ochrona środowiska przed hałasem. Wy-dawnictwo Naukowe PAN. Warszawa 1993, 336–341. 2. ZIELIŃSKI T.: Metodologia minimalizacji hałasu maszyn
i urządzeń papierniczych. Wydawnictwo Poltechniki Łódz-kiej, Łódź 2000, 37–42.
3. ENGEL Z., MAKAREWICZ G., MORZYŃSKI L., ZAWIESKA
W.M.: Metody aktywne redukcji hałasu. CIOP, Warszawa 2001, 93.
4. Dyrektywa 2003/10/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 6 lutego 2003 r.
5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 5 sierpnia 2005 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z narażeniem na hałas lub drgania mechaniczne.
6. Normy Polskie: 01341, PN-ISO 1996-1, PN-N-01307,PN-N-18002.
7. KAZIMIERSKA-GRĘBOSZ M.: Acoustic effectivity il of screens used with small earth moving machines. 9th
Inter-national Conference “Research and Development in Me-chanical Industry” RaDMI 2009, September 2009, Vrnjačka Banja, Serbia.
8. NOEL C.: Méthode temporelle ďidentification de sources
sonores bruyantes en milieu industriel. Institut National de Recherche et de Sécurité, Paris 2003.
Les recherches scientifique réalisées en cadre de projet financé de moyens pour la science en 2008–2010. Recenzent: dr hab. inż. Andrzej Adamkiewicz, prof. AM Akademia Morska w Szczecinie
