Les vibrations du corps entier sont des vibrations mécaniques qui pénètrent dans le corps humain dans la plage de fréquences de 0,1 à 80 Hz. Les véhicules sont une source typique de vibrations globales du corps, où les vibrations sont transférées au corps humain via les sièges ou les sols. Les vibrations transmises à l’ensemble du corps constituent un risque potentiel pour la santé, surtout après une exposition prolongée.
Les vibrations du corps entier (WBV) sont causées par les machines et les véhicules sur le lieu de travail et sont transmises au corps humain par le siège ou le sol. L’exposition aux vibrations du corps entier est courante dans des professions telles que le transport, la construction, les carrières ou l’agriculture. Les exemples de sources les plus marquants sont les véhicules tout-terrain, les bateaux à réaction, les hélicoptères et les avions à réaction. Souvent, les opérateurs debout sont également affectés par les vibrations de tout le corps transmises par les machines lourdes via les sols.
Le graphique ci-dessous montre les valeurs typiques d’accélération des vibrations générées par les véhicules en mouvement:
L’exposition aux vibrations de l’ensemble du corps peut entraîner des problèmes de santé. Par exemple, l’exposition à des chocs violents peut provoquer des blessures au dos pour une personne assise ou des blessures au genou pour une personne debout. Les risques augmentent avec des amplitudes de vibrations plus élevées et des temps d’exposition prolongés. Le moyen efficace de prévenir les risques liés aux vibrations de l’ensemble du corps au travail est l’identification des sources de vibrations par des mesures.
La vibration est un mouvement oscillant autour d’une position de référence. Habituellement, les vibrations sont exprimées en unités de grandeur (m/s2) et de fréquence (Hz). Dans les machines, les vibrations sont générées par de nombreux composants internes qui se déplacent ou tournent simultanément à différentes fréquences.
La mesure des vibrations du corps entier identifie les sources en traçant l’amplitude des vibrations par rapport à leur fréquence. En pratique, un spectrogramme de fréquence permet d’afficher le niveau de vibration en fonction de la fréquence. L’identification des fréquences dominantes permet de trouver la cause des vibrations indésirables.
L’évaluation de l’exposition aux vibrations du corps entier est basée sur la « Directive relative aux vibrations » européenne (2002/44/CE) qui fixe des limites d’exposition quotidienne aux vibrations afin de réduire les risques de maladies liées aux vibrations du corps entier. Sur la base de cette directive, tous les pays de l’UE ont adopté des lois pour protéger les travailleurs des dangers liés aux vibrations globales du corps.
La valeur limite A(8) d’exposition quotidienne aux vibrations de l’ensemble du corps selon la directive européenne sur les vibrations est de 1,15 m/s² (ou un VDV de 21 m/s1,75). De plus, la valeur de 0,5 m/s² est une limite de valeur d’action d’exposition quotidienne (ou une valeur de dose de vibration VDV de 9,1 m/s1,75).
Pour calculer l’exposition quotidienne aux vibrations du corps entier A(8) (ou VDV), deux valeurs sont nécessaires : l’ampleur des vibrations et la durée pendant laquelle la personne est exposée aux vibrations. À moins que la mesure des vibrations ne couvre toute la journée de travail, la durée d’exposition est généralement évaluée lors d’entretiens avec les travailleurs et leurs superviseurs.
La formule pour obtenir l’exposition aux vibrations du corps entier A(8) prend l’amplitude de vibration maximale pondérée de trois axes et la multiplie par la racine carrée de la durée d’exposition divisée par la durée de référence de 8 heures :
A(8)= awmax*√(Te/T8)
Les vibrations pondérées du corps entier sont des vibrations auxquelles sont appliqués des filtres de pondération de fréquence qui mettent l’accent sur les fréquences particulièrement nocives pour le corps humain.
L’amplitude des vibrations du corps entier (aw) est obtenue par des mesures. La valeur aw est l’accélération pondérée en fréquence mesurée dans trois directions (axes X, Y, Z). Les vibrations horizontales étant plus néfastes, les deux axes latéraux de directions X et Y sont multipliés par 1,4. Pour la vibration verticale sur l’axe Z, le facteur est de 1,0. Pour obtenir l’exposition aux vibrations A(8), l’aw la plus élevée parmi trois axes orthogonaux (1,4awx, 1,4awy ou awz) est sélectionnée.
La mesure des vibrations du corps entier est décrite par la norme internationale ISO 2631-1. Lors de la mesure, l’accélération des vibrations aw (en m/s2) est évaluée. L’aw est une amplitude de vibration quadratique moyenne (rms) exprimée en termes d’accélération pondérée en fréquence au niveau du siège d’une personne assise ou des pieds d’une personne debout. Une méthode alternative de mesure de l’exposition aux vibrations est la valeur de dose de vibration (ou VDV).
La valeur de dose de vibration VDV en m/s1,75 est une mesure de l’accélération des vibrations qui permet une évaluation plus précise des risques liés aux vibrations, parmi lesquels les chocs. Par ISO, le VDV est utilisé pour évaluer le A(8) pour un signal avec chocs. L’évaluation utilise la plus élevée des trois valeurs d’axe orthogonal (1,4 VDVwx, 1,4 VDVwy ou VDVwz).
Conformément à la norme ISO, la durée de mesure des vibrations globales du corps doit couvrir la période de travail représentative. En pratique, la mesure dure la durée totale de chaque tâche pendant laquelle le travailleur est exposé à des vibrations. La norme britannique BS EN 14253:2003 suggère d’effectuer au moins 2 heures de mesures mais préfère si possible les mesures sur une demi-journée ou une journée entière de travail. Dans le cas où des mesures plus longues ne sont pas possibles, des intervalles de 20 minutes sont suggérés au minimum.
Le vibromètre humain est un instrument dédié pour mesurer l’exposition quotidienne aux vibrations de l’ensemble du corps, en utilisant soit l’exposition quotidienne aux vibrations A(8), soit la valeur de dose de vibration (VDV). Les vibromètres humains pour les vibrations du corps entier doivent être conformes aux spécifications ISO 8041:2005 pour les instruments de mesure des vibrations du corps entier.
Un appareil de mesure personnel des vibrations du corps entier (PVEM) est un système de mesure des vibrations répondant aux exigences pertinentes de la norme ISO 8041-1 avec la capacité supplémentaire de surveiller les expositions personnelles jusqu’à une journée de travail complète. Le PVEM est conçu pour mesurer et enregistrer les expositions personnelles aux vibrations en détectant les occurrences d’exposition et en mesurant les vibrations humaines associées ainsi que le temps d’exposition. L’objectif est de surveiller l’exposition humaine aux vibrations sur de longues périodes, par ex. tout le quart de travail selon la norme ISO 2631-1.
Le rôle de l’étalonnage dans les vibrations du corps entier est de minimiser l’incertitude de mesure. Afin de minimiser l’incertitude, il est important d’effectuer l’étalonnage in situ d’un vibromètre humain avec un calibrateur de vibrations.
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