Un système de découpe laser à fibre est considéré comme un appareil laser de classe 1 en fonctionnement normal. Toutefois, si un technicien de maintenance ouvre le capot, il peut se trouver face à une source laser de classe 4. Cet article explique la réglementation applicable dans ce cas précis et comment concevoir votre système en conséquence dès le départ.

Utiliser les systèmes laser en toute sécurité conformément à la directive TROS sur les rayonnements laser.

Pour les systèmes laser de production, des lasers à fibre pour la découpe aux stations de marquage sur les chaînes de montage, les directives TROS relatives aux rayonnements laser décrivent comment protéger les employés contre les rayonnements dangereux. La réglementation est divisée en quatre documents. Dans de nombreuses entreprises, seules certaines sections sont lues, souvent celle concernant les lunettes de sécurité, alors même que les exigences sont interdépendantes.

Cet article catégorise chaque document, met en évidence leurs liens et traduit les exigences en décisions à prendre lors de la planification d'un système laser. Nous abordons également deux idées reçues courantes en fin d'article.

Le rayonnement laser TROS comme feuille de route pour la sécurité au travail

L'abréviation TROS signifie « Règles techniques relatives à l'ordonnance sur la sécurité et la santé au travail concernant les rayonnements optiques artificiels ». Ces règles sont établies par le Comité de sécurité opérationnelle et publiées au Journal officiel conjoint des ministres. La version actuelle du règlement TROS relatif aux rayonnements laser date de juillet 2018 ; sa section générale a été modifiée en 2021. Ce règlement couvre les rayonnements laser dont la longueur d'onde est comprise entre 100 nanomètres et 1 millimètre, englobant ainsi la quasi-totalité des sources laser utilisées dans l'industrie.

Les obligations sont définies dans l'Ordonnance sur la sécurité et la santé au travail relative aux rayonnements optiques artificiels (OSrV). Le Règlement technique sur les rayonnements laser (TROS Laserstrahlung) décrit comment ces obligations peuvent être respectées sur le lieu de travail. L'ordonnance énonce les mesures à prendre, tandis que le règlement technique précise comment les mettre en œuvre.

Le groupe sta conçoit et construit des cabines et des enceintes de sécurité laser pour les sites de production. La réglementation applicable est presque toujours disponible et sert de base à la conception, souvent dès la première réunion avec le spécialiste en sécurité au travail.

Présomption de force légale au lieu de force légale

Cela signifie-t-il que le règlement TROS sur les rayonnements laser est obligatoire ? Il ne s'agit pas d'une loi au sens strict. Toutefois, si vous respectez les règles techniques, vous pouvez considérer que vous répondez aux exigences du règlement.

D'autres solutions sont autorisées, à condition d'offrir au moins le même niveau de protection et de pouvoir le prouver le cas échéant. Par conséquent, le respect de la réglementation est presque toujours la solution la plus simple, car il est alors beaucoup plus facile de fournir les justificatifs à l'autorité de surveillance commerciale et à l'organisme d'assurance responsabilité civile des employeurs.

Quatre documents avec une logique commune

Dans la pratique courante, la réglementation est généralement désignée par l'acronyme TROS Laser. Elle comprend une introduction intitulée « Généralités » et trois sections numérotées, dont l'ordre suit la séquence d'un projet. Premièrement, les termes sont définis, puis le danger est évalué et l'exposition déterminée, et enfin, les mesures de protection sont décrites. Le tableau ci-dessous indique la fonction de chaque document de la réglementation TROS relatif aux rayonnements laser :

Avez-vous réellement besoin des quatre documents pour un nouveau système ? Oui, mais à des degrés divers. Le spécialiste en sécurité au travail se base principalement sur la partie 1, tandis que les services de conception et de maintenance examinent plus attentivement la partie 3.

Conditions et responsabilités de la section Généralités

La section « Généralités » du document TROS relatif au rayonnement laser définit le vocabulaire utilisé dans tous les documents suivants. Trois de ces termes détermineront ultérieurement les dimensions du blindage.

Portée du laser, limite d'exposition et NOHD

La zone laser est définie comme l'espace dans lequel les limites d'exposition peuvent être dépassées. Ces limites correspondent au niveau maximal de rayonnement que l'œil ou la peau peuvent tolérer sans dommage aigu.

La distance de sécurité oculaire, également appelée NOHD (distance de sécurité oculaire), est la distance au-delà de laquelle l'exposition aux rayonnements ne dépasse plus la limite d'exposition cornéenne. La deuxième partie de la section TROS consacrée aux rayonnements laser explique, à l'aide d'exemples, comment calculer les expositions, et donc cette distance. Ces trois paramètres déterminent conjointement les limites de cette zone.

Classes de lasers comme premier point de référence

La classification selon la norme DIN EN 60825-1 en classes 1 à 4, incluant des sous-classes telles que 2M, 3R ou 3B, permet une première évaluation rapide du risque. Si les lasers de classe 1 sont considérés comme sûrs dans des conditions normales d'utilisation, les lasers de la classe la plus élevée sont dangereux, même par réflexion diffuse, et peuvent provoquer des incendies. Nous expliquons cela en détail sur notre page dédiée à la classe de sécurité laser 4.

Dès l'utilisation de lasers de classes 3R, 3B ou 4, la réglementation technique relative aux rayonnements laser (TROS Laserstrahlung) exige, conformément à l'ordonnance allemande sur la sécurité et la santé au travail (OStrV), la désignation écrite d'un responsable de la sécurité laser. La responsabilité de l'évaluation et des mesures de protection incombe à l'employeur, même s'il délègue certaines tâches au responsable.

Rayonnement laser TROS, partie 1 et évaluation des risques

Avant la mise en service d'un système laser, une évaluation des risques doit être réalisée. La procédure à suivre est décrite dans la norme TROS relative au rayonnement laser, partie 1. Seul un personnel qualifié est habilité à effectuer cette évaluation ; les entreprises ne disposant pas de l'expertise nécessaire doivent donc solliciter un avis externe. Quelle est la meilleure approche ? La séquence suivante a fait ses preuves :

• Rassemblez des informations. Évaluer les instructions de fonctionnement, les spécifications du fabricant et la classification selon la norme DIN EN 60825-1.
• Différenciation des états de fonctionnement. Le fonctionnement normal, l'installation, la maintenance et le dépannage doivent être considérés séparément.
• Évaluer les expositions. Vérifiez si les limites d'exposition sont respectées sur les lieux de travail.
• Définir les mesures. Choisir des mesures de protection et surveiller leur efficacité.
• Documenter et donner des instructions. Consignez les résultats par écrit et donnez des instructions aux employés sur cette base.

Une réévaluation est toujours nécessaire lorsqu'un changement important survient dans le système ou le processus , par exemple après une conversion, le remplacement de la source de rayonnement ou une nouvelle tâche de traitement.

Ne négligez pas les dangers indirects.

Le rayonnement laser n'affecte pas seulement les yeux et la peau. La réglementation technique relative au rayonnement laser (TROS) exige explicitement l'évaluation des effets indirects, notamment l'éblouissement temporaire, l'inflammation de matériaux inflammables et la production de substances dangereuses lors de la découpe ou du soudage. Les lasers femtoseconde peuvent également produire des rayonnements ionisants. Il convient également de prendre en compte le bruit généré par l'interaction du faisceau avec la pièce à usiner.

Ces points ne sont pas à négliger lors de la conception d'une cabine. L'extraction, le comportement au feu des éléments de paroi et l'isolation acoustique doivent être adaptés aux risques indirects dès le départ ; sinon, de nouveaux problèmes surgiront ailleurs.

Lorsque la partie 2 nécessite une mesure ou un calcul

Les mesures effectuées conformément à la norme TROS relative aux rayonnements laser (partie 2) ne sont en aucun cas automatiques. Un contrôle préliminaire est d'abord réalisé, car dans de nombreux cas, les spécifications et classifications du fabricant fournissent déjà des informations suffisantes. Ce n'est que s'il est impossible de déterminer avec certitude si les limites d'exposition sont respectées que des mesures ou des calculs conformes aux techniques actuelles sont nécessaires. La planification et l'exécution doivent être réalisées par un personnel qualifié.

Il convient tout d'abord de vérifier si un calcul est suffisant, par exemple pour la distance de sécurité oculaire. Les mesures sont plus complexes car les appareils et les procédures doivent être précisément adaptés à la longueur d'onde, à la durée d'impulsion et à la puissance de la source.

Le moment critique du service et de la maintenance

Le cas évoqué en introduction de cet article illustre l'importance cruciale de la maintenance. De nombreuses installations industrielles sont classées comme équipements de classe 1, bien qu'elles contiennent une source de rayonnement de classe 4. Dès que l'enceinte est ouverte pour maintenance ou qu'un circuit de sécurité est court-circuité, les limites d'exposition peuvent être brutalement dépassées. L'analyse préliminaire de la partie 2 des lignes directrices TROS sur le rayonnement laser aborde explicitement cette situation.

Par conséquent, prévoyez dès le départ les ouvertures de maintenance, les contacts de porte et les interverrouillages. Une cabine ne couvrant que le fonctionnement normal laisse le technicien de maintenance sans protection à un moment critique.

Mesures de protection conformément à la partie 3 du règlement TROS sur les rayonnements laser

Il convient de prévenir autant que possible le rayonnement laser à la source et de réduire au minimum la zone d'impact du laser. Sur la base de ce principe, la partie 3 du document TROS relative au rayonnement laser établit une hiérarchie de mesures :

• Éviter ou minimiser par une autre méthode de travail appropriée
• Mesures techniques comme des enceintes avec mécanismes de verrouillage, des blindages, des dispositifs de détection de faisceau et des systèmes d'arrêt automatique.
• Mesures organisationnelles par exemple, les instructions d'utilisation, l'accès réglementé et la formation
• Équipement de protection individuelle, ainsi que des lunettes de sécurité laser conformes à la norme DIN EN 207, en dernière étape

Notre approche des cabines de sécurité laser illustre la mise en œuvre concrète des mesures techniques . Nous utilisons d'abord un scanner 3D pour numériser le système existant avec une précision millimétrique. La conception est ensuite réalisée sur ordinateur à partir de cette numérisation, puis les éléments de paroi et de plafond sont fabriqués dans notre propre usine, jusqu'à 6 mètres de longueur si nécessaire. Nous intégrons dès la conception les mécanismes de verrouillage, les portes de maintenance et les hublots, plutôt que de les ajouter ultérieurement.

Blindage selon DIN EN 60825-4 et DIN EN 12254

Si une barrière de sécurité laser est conforme à la norme DIN EN 60825-4, elle est considérée comme un blindage adéquat selon la réglementation TROS relative aux rayonnements laser, quelle que soit la puissance du laser. En revanche, cette réglementation ne reconnaît les blindages conformes à la norme DIN EN 12254 que pour les niveaux de puissance inférieurs à 100 watts ou les niveaux d'énergie inférieurs à 30 joules par impulsion.

Pour les lasers à fibre utilisés dans le traitement de la tôle, qui fonctionnent généralement dans la gamme des kilowatts, seule la première norme convient pratiquement.

Délimiter, organiser et protéger la zone laser

Pour chaque zone laser, la réglementation TROS relative au rayonnement laser exige la présence permanente d'un panneau d'avertissement W004 « Attention faisceau laser », conformément à la norme ASR A1.3. Des voyants lumineux indiquent également si le laser est en fonctionnement. Les systèmes de classe 3B et 4 sont généralement équipés d'un interrupteur principal à clé.

Les contacts de porte des cellules robotisées coupent le laser dès qu'une personne entre dans la zone. Les instructions d'utilisation et les formations permettent d'intégrer ces exigences aux routines de travail quotidiennes. Le port de lunettes de protection laser demeure une mesure complémentaire pour les situations où le rayonnement ne peut être suffisamment limité par des moyens techniques.

Confusions courantes autour des lasers TROS

Plusieurs idées fausses persistent au sujet du rayonnement laser TROS. Trois d'entre elles sont particulièrement répandues dans nos projets.

Existe-t-il une quatrième partie sur le rayonnement laser de TROS ?

Non, il n'existe pas de partie 4 du règlement TROS sur le rayonnement laser ; la réglementation s'arrête à la partie 3. D'où vient la confusion ? Généralement, soit la section « Généralités » est considérée comme une partie distincte, soit il s'agit en réalité de la norme relative aux murs de protection laser, qui se termine également par 4.

Nous avons résumé dans un article séparé ce qui est énoncé dans la norme DIN EN 60825-4 et les exigences auxquelles doivent répondre les parois de sécurité laser.

Les mesures sont-elles dans la partie 3 ?

Si vous vous attendez à trouver des mesures dans la partie 3 du règlement TROS sur les rayonnements laser, vous consultez le mauvais document. Les mesures et les calculs relèvent de la partie 2, tandis que la partie 3 traduit leurs résultats en mesures de protection concrètes pour les équipements et le personnel. La partie 2 fournit les données nécessaires à l'élaboration de la partie 3, et non l'inverse.

TROS, OStrV et DIN EN 60825 combinés

Ces trois termes apparaissent souvent dans la même phrase, mais ils correspondent à des niveaux différents. La réglementation relative aux rayonnements optiques artificiels (OStrV) stipule les obligations de l'employeur en matière de manipulation de ces rayonnements.

La norme TROS relative au rayonnement laser décrit la procédure à suivre pour satisfaire à ces obligations sous forme de règle technique. La série de normes DIN EN 60825, quant à elle, porte sur les produits eux-mêmes, depuis la classification d'un dispositif laser jusqu'aux essais d'une barrière de sécurité laser.

Liste de contrôle pour votre prochain système laser

Avant la mise en service d'un nouveau système laser ou la modification d'un système existant, une brève comparaison avec les exigences fondamentales s'avère utile :

• La classe laser de l'ensemble du système et la classe de la source de faisceau intégrée sont connues.
• Le fonctionnement normal, la configuration, la maintenance et le dépannage ont été évalués séparément.
• La zone laser est définie et marquée.
• Le blindage est conçu conformément à la norme appropriée ; pour 100 watts et plus, il s'agit de la norme DIN EN 60825-4 au lieu de la norme DIN EN 12254.
• Un responsable de la sécurité laser a été nommé (classes 3R, 3B, 4).
• L’évaluation des risques, les instructions d’utilisation et la formation sont documentées et à jour.

À première vue, le système de rayonnement laser TROS semble complexe, mais il repose sur une logique claire d'évaluation, de détection et de protection. En intégrant les exigences de maintenance dès la conception, une grande partie de ces exigences peut être satisfaite simplement grâce à la conception du système.

La protection laser, au même titre que l'insonorisation et les systèmes d'enceintes, constitue l'un de nos trois principaux domaines d'expertise. Pour les clients des secteurs automobile et mécanique, nous prenons en charge la conception, la fabrication et l'assemblage, éliminant ainsi les interactions avec d'autres corps de métier. Lors de notre consultation en protection laser , nous collaborons avec vous afin de déterminer les exigences de blindage de votre système et son intégration dans la maintenance quotidienne. Il est préférable de nous contacter avant l'installation du système. La modification d'une cabine existante est nettement plus coûteuse qu'une planification rigoureuse.