La sécurité de l’impression 3D à l’école

I. Forte augmentation des cours de formation à l’impression 3D

L’impression 3D est rapidement devenue une technologie populaire, appréciée par beaucoup en raison de son prix abordable et de son accessibilité. Les écoles utilisent de plus en plus les imprimantes 3D pour enseigner une variété de sujets, y compris les sciences et la technologie.

En Europe, de plus en plus d’organismes proposent des formations à l’impression 3D. En France, plus de 1 000 personnes recherchent chaque mois sur Google une formation à l’impression 3D. 

Toutefois, il est essentiel de tenir compte des problèmes de sécurité liés à l’impression 3D afin de protéger les élèves. Il est essentiel de veiller à ce que l’impression 3D se fasse en toute sécurité pour protéger les élèves et le personnel.

Crédit photo: La Nouvelle École

La Nouvelle École propose des formations personnalisées en modélisation et impression 3D, incluant l’impression FDM et résine, le fraisage CNC, et la conception CAD.

II. Principales préoccupations en matière de sécurité pour les apprenants

Évaluation des risques et prévention : L’Institut national français de recherche et de sécurité (INRS) a apporté son expertise en matière de méthodologies d’évaluation des risques et a proposé des mesures de prévention et de protection au cours du processus d’élaboration de la norme.

1. Composés organiques volatils (COV) provenant de l’impression sur résine

• Émission de COV : Divers COV sont libérés pendant le processus de durcissement, principalement en raison de la polymérisation en cours de la résine.
• COV spécifiques : Les types exacts de COV émis dépendent de la formulation spécifique de la résine, mais les exemples les plus courants sont les suivants :

  Styrène : Un COV commun avec une odeur perceptible, qui peut avoir des effets sur la santé en cas d’exposition prolongée.
  Méthacrylates : Ces monomères et oligomères sont souvent présents dans les résines et émettent des COV lorsqu’ils durcissent.
  Formaldéhyde : certaines résines peuvent contenir ou libérer du formaldéhyde, un irritant connu et un cancérogène potentiel.
  Autres COV : Selon la résine, d’autres composés tels que les phénols et les isocyanates peuvent être présents et libérés sous forme de COV.

2. Particules ultrafines provenant de l’impression FDM

• Les imprimantes FDM, en particulier lorsqu’elles utilisent des matériaux tels que l’ABS, l’ASA et même le PLA, émettent des particules ultrafines qui peuvent pénétrer profondément dans les poumons et causer des problèmes de santé.
• De nos jours, de nombreuses imprimantes 3D ne sont pas équipées de systèmes de filtration, et d’autres ne disposent pas d’une filtration de qualité pour éliminer les particules ultrafines.

Les enfants peuvent-ils s’approcher en toute sécurité d’une machine sans enceinte, compte tenu du risque de particules ultrafines, de brûlure ? (Crédit photo : Creality) 

3. La sécurité physique

• Les élèves risquent de se blesser avec les pièces mobiles des imprimantes 3D, telles que la tête d’impression et le lit.
• Limitez le temps passé à observer l’imprimante 3D lorsqu’elle est en marche.
• Utilisez les options de surveillance à distance si elles sont disponibles, et assurez-vous que l’imprimante est fermée et équipée de systèmes de filtration appropriés pour capturer et neutraliser les COV et les particules ultrafines.

  Que pensez-vous de l’image ci-dessus ? La petite fille et le petit garçon sont à proximité d’une imprimante 3D sans aucun adulte autour alors que l’impression 3D est toujours en cours 😟

4. Manipulation correcte des matériaux

La manipulation des matériaux d’impression 3D, en particulier des résines et de certains filaments, peut présenter des risques pour la santé.

Crédit photo: NIOSH

5. Réglementations manquantes et besoin de normes

Malgré l’utilisation croissante de la technologie d’impression 3D dans les écoles et dans d’autres environnements non industriels, il existe des lacunes dans les cadres réglementaires et les normes de sécurité qui traitent spécifiquement des émissions et de la sécurité opérationnelle de l’impression 3D. En France, il n’existe pas de réglementation nationale sur la sécurité de l’impression 3D a l’école. Il y a seulement un guide sur l’impression 3D publié par le Ministère de l’Éducation nationale en février 2018. Dans ce document, nous avons deux lignes qui parlent de la vigilance concernant l’impression 3D.

Aux États-Unis, il existe des approches de l’impression 3D sécurisée par le NIOSH. Cette lacune réglementaire pose des défis importants :

A. Absence de normes d’émission spécifiques

• • Actuellement, il n’existe pas de normes universelles régissant les émissions de COV et de particules ultrafines des imprimantes 3D. Les organismes de réglementation doivent établir des lignes directrices claires pour protéger les utilisateurs de ces émissions nocives.

B. Pratiques de sécurité incohérentes

En l’absence de programmes de formation obligatoires, les enseignants et les élèves risquent de ne pas être conscients des dangers potentiels liés à l’impression 3D et des précautions à prendre. Par exemple, de nombreux élèves manipulent des résines 3D sans porter de gants ou de lunettes de sécurité. Ce manque de sensibilisation est problématique car de nombreuses résines d’impression 3D n’ont pas d’odeur forte, ce qui amène les gens à croire à tort qu’elles peuvent être manipulées directement sans danger.

• • Manipulation sans EPI : les étudiants manipulent souvent la résine sans gants ni lunettes de protection, s’exposant ainsi à des risques d’irritation de la peau et de brûlures chimiques. La résine peut être très toxique et un contact direct peut entraîner des problèmes de santé importants.
  • Idées fausses sur la sécurité : L’absence d’odeur forte dans certaines résines peut créer un faux sentiment de sécurité. Les utilisateurs peuvent ne pas se rendre compte que ces matériaux peuvent encore libérer des COV nocifs et d’autres substances toxiques au cours du processus d’impression et de durcissement.

III. Meilleures pratiques pour une impression 3D sûre dans les écoles

Il est essentiel de s’assurer que les apprenants reconnaissent les risques associés à l’impression 3D avant d’aborder les aspects techniques, les matériaux et les techniques.

1. Caissons et ventilation

• • Veillez à ce que toutes les imprimantes 3D soient fermées afin de contenir les émissions et d’éviter tout contact physique avec les pièces mobiles.
  • Installez des systèmes de ventilation adéquats pour diluer et éliminer les émissions nocives de la zone d’impression.
  • Ouvrez la fenêtre pour ventiler l’air dans l’espace clos.
  • En hiver, il est essentiel d’entretenir une enceinte.
  • Le caisson doit être équipé d’un système de filtration 3D

Crédit photo: Chemical Insights: Chemical Pollutant Safety

2. Entretien régulier et remplacement des filtres

1. • • Prévoyez des contrôles d’entretien réguliers pour toutes les imprimantes 3D.
     • Remplacez les filtres HEPA et à charbon actif selon les recommandations du fabricant pour garantir leur efficacité. Alveo3D recommande de remplacer les filtres HEPA et à charbon actif tous les 6 mois si vous imprimez peu, et tous les 3 mois en cas d’impression intensive.

3. Éducation et formation

• • Sensibiliser les élèves et le personnel aux risques liés à l’impression 3D et à l’importance des mesures de sécurité.
  • Comment lire et interpréter les fiches de données de sécurité des matériaux d’impression 3D ?
  • Identifier et atténuer les risques associés aux différents matériaux (ABS, PLA, ASA, résine, etc.)
  • Utilisation et respect de la liste de contrôle
  • Fournir une formation pratique pour une utilisation sûre de l’imprimante et des procédures d’urgence, telles que les gants et les lunettes de sécurité.

4. Contrôle et conformité

• • Contrôler la qualité de l’air dans la zone d’impression pour s’assurer qu’elle répond aux normes de sécurité.
  • Veiller au respect des réglementations et directives locales relatives à la sécurité de l’impression 3D.

IV. Conclusion

En fait, Alveo3D a reçu de nombreuses questions sur les risques liés aux émissions de l’impression 3D de la part de nombreuses universités en Europe et aux États-Unis. Nous sommes vraiment préoccupés par cette problématique. Malheureusement, en France, nous n’avons pas de guide officiel de sécurité pour l’impression 3D destiné aux écoles ou aux petites entreprises. Cependant, il est très important de prendre en compte les risques pour la santé liés à la fabrication additive.

En installant une bonne ventilation, en utilisant des caissons de sécurité, en enseignant aux élèves les bonnes pratiques et en entretenant l’équipement. Les écoles peuvent offrir un environnement sûr et excitant pour explorer la technologie d’impression 3D. Dans l’espoir que les établissements scolaires organiseront des formations respectant ces principes.

Références :

1. https://ehs.osu.edu/sites/default/files/documents/3D-Printer-School-Safety-2020.pdf
2. National Institute for Occupational Safety and Health. (2024). A Guide for Makerspace Users, Schools, Libraries, and Small Businesses. Retrieved from https://www.cdc.gov/niosh/docs/2024-103/pdfs/2024-103.pdf