Qu’est-ce que le rayonnement laser ?

Les performances des sources laser augmentent d’année en année. Leurs applications se multiplient rapidement et sont utilisés dans de nombreux secteurs d’activités (machines de bureau, établissements hospitaliers, laboratoires, arts de spectacle, défense nationale,..). La question de la sécurité laser devient donc un enjeu primordial.

La réponse dépend cependant du type de laser dont on parle. Certains rayonnements laser sont en effet source de dommages irréversibles des yeux et de la peau. Il existe également des risques liés aux dispositifs. Bullier Automation explique comment prévenir ces risques et assurer la sécurité du milieu de travail lors des opérations utilisant le laser.

Pour mieux comprendre les risques liés aux technologies laser, il faut comprendre les spécificités du rayonnement laser.

La lumière « traditionnelle » est due à une émission de photons causée par le changement d’orbites d’électrons sous l’influence d’une excitation de l’atome, par exemple thermique. Elle incohérente, ce qui veut dire qu’elle émet simultanément dans toutes les directions des ondes de longueurs différentes d’un large spectre. Cette lumière « s’éparpille » sur toute la surface d’un objet éclairé.

A l’inverse le laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) produit et amplifie une onde lumineuse. Sa lumière est monochromatique, c’est-à-dire d’une seule couleur, qui correspond à une longueur d’onde unique. Cette lumière peut être dans l’infrarouge, le visible ou l’ultraviolet. On constate que lorsqu’on utilise un pointeur de laser, sa lumière reste la même quel quelle que soit la distance séparant le pointeur et la surface éclairée.

La lumière laser est un « concentré de lumière », ce qui la rend beaucoup plus puissante. Ainsi, on peut déterminer la dangerosité d’un rayonnement laser avec quelques caractéristiques principales :

• la longueur d’onde : l’infrarouge, le visible, l’ultraviolet
• la durée d’impulsion et le mode de fonctionnement : exposition continue ou pulsée
• la puissance : quantité d’énergie transportée par la lumière

Classification de sécurité de rayonnements laser

Le niveau de danger lié aux rayonnements laser varie selon la longueur d’onde dans laquelle ils émettent, leur puissance et la leur durée d’impulsion. Certains sont sans danger, mais d’autres peuvent provoquer des lésions oculaires et cutanées graves.

Classes de sécurité laser sont établies selon la norme EN 60825-1 et sont les suivants :

• Classe 1 : lasers sans aucun danger pour les yeux et la peau dans toutes les conditions d’utilisation normales. Cette classe concentre les lasers de faible puissance, mais également les lasers de forte puissance intégrés dans des machines industrielles très bien protégées, de façon que le rayonnement potentiellement dangereux ne soit pas accessible pendant l’utilisation.
• Classe 1M : lasers émettant des ondes de longueur de 302,5 nm à 4000 nm, qui ne présentent pas de risque pour la peau, mais un faible risque pour les yeux. L’emploie d’un instrument optique (jumelles, télescopes, microscopes,…) peut cependant renforcer ce risque car il concentre la puissance du laser dans l’œil.
• Classe 2 : lasers émettant dans la lumière visible (400 à 700 nm) dont une exposition oculaire prolongée intentionnelle peut entrainer un éblouissement (et une vision momentanément altérée.
• Classe 3B : lasers d’une puissance moyenne émettant un rayonnement visible ou dans l’infrarouge ou l’ultraviolet. Ils présentent un danger pour les yeux même dans le visible et, dans le cas des lasers de plus forte puissance, également un risque pour la peau. L’échauffement qui en résulte permet d’éviter une exposition prolongée et donc d’écarter le risque d’une brûlure.
• Classe 4 : lasers de forte puissance, qui entraînent des risques importants pour les yeux et la peau dans le cas de la vision directe ou des réflexions diffuses. Ils présentent également un risque d’incendie.

Les principaux risques des rayons laser

L’exposition aux sources lumineuses des rayons laser puissantes et directives peut entraîner des risques divers :

• Risques oculaires de rayonnement laser : ils sont différents selon la partie de l’œil concernée et la longueur d’onde de rayonnement laser. Le danger provient de rayonnement directe et des réflexions (vitres, faces polies du mobilier, peintures des murs et plafonds,…). Les rayons laser infrarouge pénètrent profondément dans l’œil et provoquent des lésions endommageant la conjonctive, la cornée, la rétine et le cristallin. Les rayonnements infrarouges moyens et lointains sont susceptibles d’occasionner des brûlures de la cornée en moins d’une seconde d’exposition sans protection, si l’intensité rayonnante est importante. Les rayons ultraviolets provoquent des lésions dans la partie antérieure et sont immédiates et douloureuses (photokératite et la photoconjonctivite) ou chroniques et invalidantes (catarcte).
• Risques cutanés de rayonnement laser : l’énergie thermique produite par un rayonnement laser peut provoquer des brûlures avec une chaleur intense et très brève, qui détruit les cellules. Les rayons infrarouges pénètrent plus en profondeur de la peau et créent une vasodilatation. Une exposition prolongée aux rayons UV entraîne des conséquences dermatologiques immédiates de l’épiderme (apparition d’érythèmes) ou chroniques. Elles peuvent provoquer des effets néfastes sur les cellules cutanées et même mener à des mutations cellulaires irréversibles responsables de l’apparition de cancers de la peau.
• Risques chimiques de rayonnement laser : le danger peut provenir également du milieu dans lequel on opère le laser. Celui-ci peut être amplifié par l’environnement, notamment par les substances liquides (laser à colorants) et des fumées irritantes ou toxiques, dégagées dans les applications de transformation des matériaux. Ces fumées sont responsables de diverses pathologie respiratoires importantes (dyspnée, hyperactivité bronchique, asthme, broncho-pneumopathies).

Prévention des risques de rayonnement laser

La dangerosité de rayonnement laser implique que les employés soient efficacement protégés contre une exposition excessive au rayonnement laser pendant leur travail.

Il est donc primordial de mettre en place les mesures de sécurité collectives et individuelles :

• Limitation d’exposition aux rayons laser : limite d’émission accessible, distance nominale de risque oculaire, l’exposition maximale permise
• Mesures préventives concernant le matériel : respect des spécifications techniques de la norme NF EN60925-1 relatives au confinement du rayonnement et aux dispositifs de sécurité (écrans de protection, verrouillage de sécurité, avertisseur d’émission,…)
• Mesures préventives concernant les locaux : les locaux avec une signalisation spécifique pour les zones d’émission, les portes et fenêtres non situées dans l'axe d'un faisceau laser, un bon éclairage, les écrans ou rideaux pour limiter l'étendue de la zone contrôlée , un accès limité aux personnes concernées et formées.
• Ventilation : un bon système de ventilation générale et locale, avec une surveillance régulière de l’atmosphère
• Mesures préventives de protection individuelle : protection des yeux (lunettes de protection existant en plusieurs formes et nécessitant de répondre aux normes NF EN 207), la protection des mains (gants de protection inflammables, mais dont la protection est limitée selon la puissance et la durée d’exposition), la formation à la sécurité laser ( assurer la maîtrise et la sécurité des installations laser, connaissance de nouvelles obligations pour les employés selon le décret n° 2010-750 de juillet 2010)

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