La fabrication additive devient plus accessible dans les ateliers, fablabs et environnements éducatifs, il est essentiel de comprendre le profil de sécurité des différentes technologies. Parmi les imprimantes utilisées par les particuliers et les professionnels, la stéréolithographie (SLA) et le dépôt de filament fondu (FDM) sont les 2 méthodes les plus courantes. Bien que les deux puissent être utilisées en toute sécurité avec les mesures appropriées, elles présentent des types et des niveaux de risques très différents.
1. Exposition aux produits chimiques
La technologie SLA utilise une résine photopolymère liquide contenant des irritants, des allergènes et parfois des composés potentiellement toxiques. Ces substances peuvent dégager des vapeurs pendant l’impression et le post-traitement, et provoquer des irritations cutanées ou des effets plus graves en cas de mauvaise manipulation. Des solvants comme l’alcool isopropylique (IPA) sont nécessaires pour nettoyer les pièces, ce qui ajoute des risques supplémentaires d’inflammabilité et d’exposition.
Les risques chimiques courants liés à la SLA incluent :
- Émanations de résine
- Contact cutané avec de la résine non polymérisée
- Ingestion accidentelle de résine
- COV émis par la résine et les solvants
- Résines et bains de solvants inflammables
- Gestion obligatoire de déchets dangereux
Ces risques nécessitent des mesures de contrôle strictes telles que le port d’EPI (gants, lunettes), un stockage approprié, une bonne ventilation et des procédures de gestion et d’élimination sécurisées.
2. Exposition aux UV
Les imprimantes SLA utilisent des lasers UV ou des LED pour polymériser la résine, et les stations de post-polymérisation externes augmentent encore le risque d’exposition. Une exposition directe aux UV peut endommager les yeux ou la peau si les protections ou les capots de sécurité sont retirés.
Les risques UV liés à la SLA incluent :
- Dommages oculaires causés par la lumière UV de polymérisation
- Exposition cutanée lors du post-traitement
- Danger en cas de retrait des capots ou de désactivation des sécurités
Cela nécessite le port de lunettes de protection spécifiques contre les UV lors des opérations de maintenance.
3. Risque d’incendie
- Liquides inflammables : De nombreuses résines et solvants de post-traitement (par ex. l’alcool isopropylique) sont inflammables. Leurs vapeurs peuvent s’enflammer à proximité de sources de chaleur ou d’étincelles.
- Stockage des solvants et vapeurs : Un mauvais stockage, des déversements d’IPA dans des espaces confinés ou des vapeurs de solvants près d’équipements électriques augmentent le risque d’ignition.
- Fours de polymérisation ou installations DIY : Placés trop près des solvants ou dépourvus de ventilation adéquate, ils peuvent provoquer un incendie.
- Déchets : Les chiffons, essuie-tout ou lingettes contaminés par de la résine ou du solvant peuvent s’auto-échauffer ou s’enflammer s’ils sont stockés de manière inappropriée.
4. Gestion des déchets de résine
L’un des défis les plus importants en matière de sécurité et d’environnement dans l’impression 3D SLA est l’élimination appropriée de la résine et des matériaux contaminés par celle-ci. Contrairement à l’impression FDM, où les déchets sont principalement constitués de plastique solide et non dangereux, la SLA génère des déchets chimiques dangereux qui nécessitent une gestion contrôlée. Une mauvaise gestion des déchets de résine peut entraîner des risques pour la santé, des dangers d’incendie, une contamination de l’environnement et des responsabilités légales.
II. Impression 3D du filament
Bien que l’impression FDM soit généralement plus sûre que la SLA, elle présente tout de même des risques importants qui doivent être maîtrisés, en particulier dans les espaces partagés comme les fablabs, les salles de classe ou les ateliers. Les principaux dangers associés à la FDM proviennent des températures de fonctionnement élevées, des systèmes électriques, ainsi que de l’émission de particules ultrafines (UFP) des particules de moins de 100 nanomètres, et de composés organiques volatils (COV) lors de la fusion et de l’extrusion des thermoplastiques.
1. Risque d’incendie
Les imprimantes FDM reposent sur des composants chauffés électriquement, ce qui fait de la sécurité incendie un enjeu essentiel. Même si les modèles modernes intègrent des protections via le firmware, des incendies peuvent encore se produire en raison de défaillances mécaniques, d’un mauvais entretien ou de modifications effectuées par les utilisateurs.
2. Émissions particulaires (UFP et COV)
Les imprimantes FDM émettent des particules ultrafines (UFP) ainsi que de petites quantités de composés organiques volatils (COV) lorsque le plastique fond et est extrudé. Bien que ces émissions soient beaucoup moins dangereuses que les fumées de la SLA, elles peuvent tout de même irriter le système respiratoire et s’accumuler dans les espaces mal ventilés.
Origine des émissions :
- PLA : produit principalement du lactide et de petites particules ultrafines.
- ABS : produit du styrène (un irritant bien connu).
- Nylon, PC et composites : libèrent davantage de particules et de fumées.
3. Risques liés à la chaleur
La buse fonctionne généralement entre 180 et 300 °C. La toucher peut provoquer de graves brûlures, surtout lors du déblocage de la buse ou du retrait du filament. De plus, les plateaux chauffants (50 à 110 °C) peuvent également causer des brûlures cutanées s’ils sont touchés immédiatement après une impression ou pendant le nivellement.
Risques d’émission toxique liés à l’impression 3D au bureau | Rapport 2024
III. Solutions de sécurité pour la SLA et la FDM
1. SLA (Résine)
- Porter des gants et une protection oculaire pour toute manipulation de résine.
- Assurer une bonne ventilation pour réduire les émanations de résine.
- Stocker la résine et l’IPA dans des contenants hermétiques, à l’écart des sources de chaleur.
- Utiliser des bacs de rétention et nettoyer immédiatement tout déversement.
- Polymériser tous les déchets de résine avant élimination ; résine liquide et IPA = déchets dangereux.
- Garder les capots UV fermés ; porter des lunettes anti-UV pour la maintenance.
- Former les utilisateurs à la manipulation de la résine et à la gestion des déchets.
2. Solutions
- Assurer une bonne ventilation ou utiliser un filtre HEPA + charbon actif pour réduire les particules ultrafines (<100 nm).
- Activer la protection contre l’emballement thermique pour éviter la surchauffe.
- Garder la zone dégagée de matériaux inflammables ; utiliser une surface stable et non inflammable.
- Ne pas toucher la buse ou le plateau tant qu’ils ne sont pas complètement refroidis.
- Vérifier le câblage pour détecter les connecteurs desserrés ou surchauffés.
- Utiliser des filaments à faibles émissions (PLA/PETG) lorsque possible.
