Cartouches pour les vapeurs organiques - Pour un calcul plus précis du temps de service

On estime que les activités professionnelles de plus de 300 000 Québécois les exposent à des solvants. Or, plusieurs de ces substances posent des risques pour la santé, certaines étant des cancérogènes.

Pour s'en protéger, lorsqu'ils ne peuvent faire autrement, les travailleurs doivent porter des appareils de protection respiratoire, dont la plupart sont dotés de cartouches chimiques contenant du charbon actif. Les scientifiques n'ont pas encore trouvé la formule exacte permettant de détecter que ces cartouches arrivent à leur point de saturation. À défaut, les milieux de travail appliquent des modèles de prédiction pour évaluer leur durée de vie dans diverses situations d'exposition à des vapeurs toxiques. Mais, étant sujets à l'influence de facteurs extrinsèques et intrinsèques, ces modèles manquent de précision.

C'est donc à un défi de taille que s'est attaquée Florence Janvier, doctorante en santé publique, en entreprenant sa recherche intitulée Optimisation d'un modèle de prédiction de l'efficacité de protection aux vapeurs organiques toxiques offerte par des cartouches respiratoires. « Les connaissances que j'aurai acquises permettront de mettre à jour l'outil de calcul du temps de service des cartouches pour les vapeurs organiques que l'IRSST rend accessible sur son site Web, Saturisk », dit-elle. Aujourd'hui encore, des utilisateurs risquent gros en se fiant aux croyances voulant que l'odeur, le goût ou une irritation de la gorge puisse signaler la fin de vie imminente d'une cartouche. Ce sont « des faussetés, précise la chercheuse, d'autant plus que le seuil d'odeur varie selon les substances et l'odorat de la personne ».

Les grandes qualités du charbon

Si les fabricants privilégient l'utilisation du charbon activé dans leurs appareils de protection respiratoire, c'est en raison de sa grande porosité et de sa bonne capacité d'adsorption d'une variété de vapeurs organiques, ainsi que de son faible coût. Déterminer le temps de service des cartouches exige toutefois de caractériser la structure microporeuse de cette matière, ainsi que la concentration de l'adsorbat soumis aux effets du débit de l'air, de la température et de l'humidité environnante. « Ce n'est pas simple, reconnaît Florence Janvier, parce qu'on ne possède pas vraiment de données concernant le charbon activé. Chaque fabricant utilise des procédés différents et c'est de l'information confidentielle. » Alors que les modèles de prédiction actuels sont généralement fondés sur des calculs théoriques, et pas nécessairement sur des analyses en laboratoire, la chercheuse s'applique à améliorer leur efficacité au moyen d'expériences scientifiques qui reproduisent des conditions ambiantes plus proches de la réalité du terrain. « On fait deux types d'analyses, dit-elle, l'analyse physicochimique d'adsorption avec les vapeurs, comme cela se fait normalement, et une autre, au moyen d'une nouvelle approche consistant à employer des isothermes d'adsorption à partir des vapeurs organiques. »

Miniaturiser pour mieux contrôler

Novatrice à plus d'un titre, la recherche de Florence Janvier s'appuie sur l'emploi de minicartouches de charbon activé, conçues dans les laboratoires de l'IRSST, pour effectuer des analyses de la réactivité de cette composante selon les conditions environnantes. Des expériences antérieures menées avec des cartouches de taille réelle ont en effet démontré qu'il s'avérait complexe, voire impossible, de réguler les facteurs environnementaux en procédant à des tests de longue durée, c'est-à-dire l'humidité, la température, le volume d'air et la respiration. « Avec de plus petits prototypes, il devient plus facile de contrôler tous ces paramètres, explique la chercheuse, et on obtient donc des données plus fiables. »

Ce laborieux travail a permis de mettre au point une nouvelle version de l'outil de calcul du temps de service des cartouches pour les vapeurs organiques. Cet utilitaire permet d'obtenir des prédictions plus exactes et de faire « la comparaison entre les cartouches  manufacturées par rapport à différents solvants, une information qui n'existe nulle part ailleurs », précise la boursière. Les personnes exposées à des vapeurs organiques toxiques ont avantage à consulter Saturisk pour mieux estimer la durée de vie des cartouches de protection respiratoire contenant du charbon activé et leurs risques en cas d'exposition à un seul contaminant et même à un mélange de substances toxiques.

Florence Janvier

Native d'Ottawa, en Ontario, Florence Janvier termine son baccalauréat en chimie, option bio-organique, à l'Université McGill en 2005. Elle poursuit ses études de maîtrise à l'Université de Montréal, où elle complète une spécialisation en chimie des polymères. Au cours de ses années de formation, elle enseigne aussi la chimie physique à l'Université de Montréal, travaille dans divers laboratoires industriels et fait un stage en entreprise, où elle élabore des méthodes d'analyse et de stratégies de synthèse de nouveaux produits polymères.

Elle entreprend en 2011 son doctorat en santé publique, option toxicologie et analyse du risque, toujours à l'Université de Montréal, et obtient une bourse de l'IRSST. Sous la direction de Jaime Lara et de Sami Haddad et sous la supervision du chercheur Ludovic Tuduri, de l'Institut, elle réalise cette étude visant à perfectionner un modèle de prédiction de l'efficacité de la protection des cartouches respiratoires. Florence Janvier a aussi bénéficié de plusieurs autres bourses, que lui ont notamment attribuées le Fonds de recherche en santé du Québec, l'Industrial Hygiene Foundation et l'École de santé publique de l'Université de Montréal. Elle a également reçu le trophée d'excellence de la Fondation canado-haïtienne pour la promotion de l'excellence en éducation.