Sécurité LASER Novembre 2015 Valérie REITA Pôle Optique et Microscopies

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1 Sécurité LASER Novembre 2015 Valérie REITA Pôle Optique et Microscopies

2 plan Le spectre électromagnétique Les 4 classes de laser et exemples au laboratoire Les 3 Types d exposition Les 3 Effets du rayonnement sur l organisme Conséquences sur la peau et l œil Les éléments de sécurité: collectif, individuel et quoi faire en cas d accident Annexes: paramètres de sécurité, bases réglementaires, reflexe palpébral

3 Le spectre électromagnétique Zone d intérêt

4 Unité et grandeurs

5 Mode continu et mode pulsé d un laser

6 4 classes de laser depuis 2008 Classe 1: Sans danger dans des conditions raisonnablement prévisibles, même en employant des instruments optiques pour regarder les faisceaux: imprimantes, lecteurs CD ou CVD (classe 1M: idem mais danger si instruments optiques) Classe 2: laser 400 à 700nm (visibles), protection correcte par reflexe palpébral (0,25s max) (lecteurs code barre) (Classe 2M: idem mais danger si instruments optiques: loupe, télescopes) Classe 3B: laser dont la vision directe est toujours dangereuse. La réflexion diffuse est normalement sans danger Classe 4: laser aussi capables de produire des réflexions diffuses dangereuses. Ils peuvent causer des dommages sur la peau, l oeil et risque d incendie.

7 Exemples de Lasers à Institut Néel Classe III laser d alignement HeNe-5mW Pointeur laser Red laser diode

8 La majorité des Lasers à Institut Néel Classe IV Titane-Saphir Krypton 0.5W Argon 5W Yag pulsed Nd-YAG pulsed and OPO

9 Types d expositions Exposition directe Faisceau direct, non focalisé, focalisé ou divergent Réflexion spéculaire Faisceau spéculaire simple, focalisé ou divergent Réflexion diffuse diffusion uniforme, divergente ou focalisée

10 Effet du rayonnement laser sur l organisme: effet photochimique (1) Processus: Paramètres: Rayonnement U.V Pour durée d exposition > 10s: effets prédominants Effets biologiques: Erythème Kératose Allergie cutanée Mélanome Réaction chimique in-situ Ex applications médicales: Photochimiothérapie (photosensibilisateur) Photofluorescence (imagerie médicale)

11 Effet du rayonnement laser sur l organisme: effet photo-ablatif (2) Processus: Paramètres: Rayonnement U.V Impulsions d énergie élevée Tissu absorbant (molécules) Effets biologiques: Désorption de la surface des tissus Rupture des liaisons moléculaires Ejection des fragments Ex applications médicales: Ophtalmologie: chirurgie de la myopie

12 Effet du rayonnement laser sur l organisme: effet thermique (3) Processus: laser chaleur Paramètres: Rayonnement IR et visible Energie transportée Absorption tissulaire Durée d exposition (1ms à 10s) Effets biologiques: Erythème Phlyctène Carbonisation supérieure Coagulation Ex applications médicales: Ophtalmologie: thérapie du décollement de la rétine par photocoagulation

13 Absorption des rayonnements par la peau

14 Absorption des rayonnements par l œil et dommages occasionnées Ultra-violet lointain (UVC et UVB) 170nm à 315nm conjonctivite photo kératite (inflammation de la cornée) perte de transparence du cristallin Infra-rouge lointain (IRB et IRC) Proche Ultra-violet (UVA): photokératite à long terme: cataracte Visible et Proche Infra-rouge: Selon la focalisation sur la rétine hors macula: ras dans la macula et périphérie: tache noire dans la fovéa: perte de vue

15 Absorption des rayonnements par l œil

16 3 types de Protection Intrinsèque au dispositif Capotages, coupe-circuits, verres filtrants, pièges à lumière, tubage Collective Barrières, écrans, rideaux, interdictions de zones, Individuelle Lunettes, gants, vêtements IL FAUT MAITRISER LES RISQUES

17 Consignes aux utilisateurs: ce qu il faut faire ET NE PAS faire Enlever tout objet réfléchissant apparent (montre, bracelet, bague, clés ) Utiliser un laser de classe 1 ou 2 pour les alignements Atténuer au maximum le faisceau chaque fois que l émission maximale n est pas nécessaire Choisir ET porter des lunettes de protection appropriées Utiliser des viseurs IR ou carte de visualisation pour les alignements Limiter le nombre de personne autour de l expérience Bien éclairer la salle pour que la pupille soit fermée au maximum et assure son rôle de protection Ne jamais placer son œil en face du faisceau durant l alignement Ne jamais diriger le faisceau vers quelqu un de la salle Ne jamais placer le faisceau au niveau des yeux (cf hauteur du PC de manip) Ne jamais entrer dans une salle laser sans autorisation si le signal laser de la porte est ON

18 Normes EN207, EN208 Protections oculaires: marquage des lunettes, choix Sur le côté des lunettes, on trouve DI 1060 L8 univet CE EN207 1: type de laser (D continu, I pulsé, R impulsion géantes, M laser pico et femto seconde) 2: longueur d onde filtrée 3: numéro d échelon (indique le niveau de densité de puissance maximale à la longueur d onde donnée) 4: fabricant 5: marque de certification 6: référence à la norme concernée Dans l exemple ci dessus, lunettes pour laser Nd:Yag continu et pulsé

19 Que faire en cas d accident En cas de lésion thermique de la peau: Mettre sous l eau à température ambiante minimum 15min En cas de lésion de l œil: Fermer les yeux obligatoirement (s asseoir ou se coucher par terre), appeler quelqu un Mettre plusieurs compresses stériles sur les 2 yeux pour empêcher la lumière de pénétrer. Les fixer avec une bande de gaze Appeler le service médical, 1287 ou 1515 ou 1818 préciser la partie du corps atteinte identifier le laser (classe, énergie, longueur d onde, rayon directe ou indirecte) Quelque soit l importance de l accident, aller à l hôpital dans les heures qui suivent Subir un fond d œil

20 Attention, le danger vient de partout Pôle optique et microscopies: Personnes impliquées dans les lasers: Valérie Reita David Jegouso Corinne Félix

21 ANNEXES Puissance continue max en fonction de la classe du laser Les paramètres de sécurité: DRNO: distance normale de risque oculaire et EMP: émission maximale permise et son calcul Bases réglementaires, directives et décrets Reflexe palpébral

22 Maximum power, for continuous laser Class 1 : jusqu à 0.39µW. Class 2 : de 0.39µW à 1mW. Class 3R : de 1 à 5mW. Class 3B : de 5 à 500mW. Class 4 : au-delà de 500mW. Pour les lasers pulsés, il faut aussi tenir compte de: longueur d onde du laser largeur de l impulsion taux de répétition 22

23 Les paramètres de sécurité (1) EMP(Exposition Maximale Permise): exposition maximale permise pour les hommes, sans subir de dommages immédiat ou à long terme. Elle varie selon: Sources étendues ou non Longueur d onde Source continue ou impulsionnelle Elle s applique à: peau, cornée, œil Exemples:

24 Les paramètres de sécurité (2) DNRO DNRO (Distance Nominale de Risque Oculaire): la distance pour laquelle l'éclairement énergétique E ou l'exposition énergétique H tombe en dessous de la valeur de l'exposition Maximale Permise (E.M.P) au niveau de la cornée ou de la peau 4 calculs selon la sortie: source non focalisée, source focalisée, source fibrée multimode, source fibrée monomode

25 DNRO: exemples de calcul a diamètre du faisceau m f divergence du faisceau rad EMP exposition maximale permise J/m 2 ou W/m 2 O.N ouverture numérique de la fibre P flux, en puissance ou énergie J ou W l longueur d onde du faisceau m f 0 focale du système optique m

26 Bases réglementaires, directives, décrets Union européenne: Traité de Rome Acte Unique Directive cadre «risques chimiques physiques biologiques» 80/1107/CEE du 17/11/80 88/842/CEE du 16/12/88 Directive sécurité au travail 89/391/CEE 12/06/89 Loi du 31/12/91 Code du travail Décret du 11/01/93 Règles utilisation équipements de travail, EPI Directive «utilisation des équipements de travail» 89/655/CEE du 30/11/89 95/63/CE du 05/12/89 Directive «risques optiques» 2006/25/CE du 05/04/06 Décret du 02/07/2010

27 Directives (1) Directive «Sécurité au Travail»(89/655/CEE) Information des travailleurs (utilisation des équipements de travail, situations anormales prévisibles, conclusions de l expérience acquise) Formation des travailleurs Vérification des équipements de travail (initiale, si déplacement, après accident) Qualification et désignation des travailleurs (exploitation, maintenance) Directive «Utilisation des équipements de travail» (89/391/CEE) Responsabilité de l employeur ou du chef d établissement Elaboration d instructions adéquates sur les risques pour la santé et la sécurité (code du travail L.230-3) Règlement intérieur: consignes particulières «Hygiène et sécurité des conditions de travail»

28 Directive «Risques Optique» Appréciation et mesurage Evaluation des risques optiques, par l employeur, renouvelée Moyens documentaires ou calcul ou mesure Mesurages tous les 5 ans Données dans le Document uniques d évaluation des risques Communication aux travailleurs exposés DIRECTIVES RISQUE OPTIQUE Réduction du risque Protection individuelle Information des travailleurs Accès aux zones à risque Formation des travailleurs Surveillance de la santé Contrôle sur mise en demeure Mise en application au 5/07/2010 NORMALISATION Personne responsable Signalisation Choix des surfaces Protection des yeux Sécurité optique NF EN appareils laser NF EN Protecteurs pour laser NF TR Contrôles en réf. NF EN Protecteur oculaire NF EN 207 lunettes laser NF EN 208 Lunettes laser pour réglages

29 Normes EN207, EN208 Protections oculaires: marquage des lunettes, choix Sur le côté des lunettes, on trouve DI 1060 L8 univet CE EN207 1: type de laser (D continu, I pulsé, R impulsion géantes, M laser pico et femto seconde) 2: longueur d onde filtrée 3: numéro d échelon (indique le niveau de densité de puissance maximale à la longueur d onde donnée) 4: fabricant 5: marque de certification 6: référence à la norme concernée Dans l exemple ci dessus, lunettes pour laser Nd:Yag continu et pulsé

30 Décret n (2 juillet annexe II) tableau 2.1: risques liés au rayonnement Extrait du tableau 2.2: valeur limites d exposition

31 Reflexe palpébral Eblouissement Réflexe de fermeture des paupières Réflexe palpébral 0,25 s Laser à émission continue Laser à émission impulsionnelle : cumul des énergies