Empoisonnement aux vapeurs d'électrolytes

Dans la vie quotidienne et en milieu industriel, le terme « vapeur d'électrolyte » désigne le plus souvent le brouillard d'acide sulfurique acide des batteries plomb-acide. L'acide sulfurique n'est pas extrêmement volatil, mais lors de la charge, de l'ébullition de l'électrolyte, du chauffage, de la pulvérisation et des éclaboussures, des aérosols/brouillards se forment, irritant les yeux et les voies respiratoires et, en cas d'exposition chronique, endommageant l'émail des dents et les bronches. La toxicité systémique n'est pas caractéristique des vapeurs, mais de l'ingestion; le risque par inhalation réside principalement dans la corrosivité localisée des aérosols. [1]

Les autorités internationales reconnaissent les « brouillards d'acides inorganiques forts contenant de l'acide sulfurique » comme cancérogènes pour l'homme (Groupe 1), avec un risque accru de cancer du larynx (et possiblement du poumon) en cas d'exposition professionnelle prolongée. Cela ne concerne pas « tout acide sulfurique », mais les aérosols/brouillards présents dans l'air des lieux de travail. Pour les expositions domestiques de courte durée, le principal risque est l'irritation. [2]

Les locaux de batteries présentent un double danger: outre le brouillard acide, de l’hydrogène est libéré pendant la charge, créant un risque d’explosion. Par conséquent, des exigences particulières s’appliquent en matière de ventilation, de signalisation de sécurité, d’interdiction des sources d’inflammation et de surveillance des concentrations d’hydrogène. Une ventilation adéquate réduit également les aérosols d’électrolyte. [3]

Le cadre juridique comprend des limites d'exposition maximale admissible (LMA) à l'acide sulfurique (OSHA PEL 1 mg/m³, NIOSH REL 1 mg/m³; IDLH 15 mg/m³), ainsi que des normes industrielles pour les salles de batteries et la ventilation (la limite cible pour l'hydrogène est souvent fixée à ≤ 1 % en volume). Ces lignes directrices aident à évaluer les conditions de travail et à planifier la protection. [4]

Épidémiologie

L'intoxication aiguë grave par les vapeurs d'électrolytes est rare; la grande majorité des cas cliniquement significatifs impliquent une irritation oculaire/respiratoire et des brûlures par éclaboussures. Des incidents majeurs ont été signalés suite à des accidents, des dépressurisations et une ventilation insuffisante. Les travailleurs travaillant dans les zones de charge de batteries, de gravure de métaux à l'acide et de production chimique sont exposés professionnellement. [5]

Les données toxicologiques de l'ATSDR révèlent des effets chroniques typiques chez les travailleurs exposés pendant des années aux brouillards d'acide sulfurique: érosion dentaire, bronchite chronique et exacerbations de l'asthme. Les risques de cancer (notamment du larynx) augmentent également avec une exposition prolongée aux aérosols. [6]

Dans les salles de batteries, les risques d'exposition augmentent en cas d'ébullition de l'électrolyte (surcharge), de mauvaise ventilation, de remplissage manuel d'électrolyte/eau et lors de l'entretien de grandes flottes de batteries de traction (logistique, matériel d'entrepôt), où la charge se produit simultanément. [7]

La prévention systématique (évacuation locale, pratiques de charge appropriées, systèmes de remplissage fermés, stations de lavage/douche oculaire) réduit considérablement l'incidence des visites et des blessures oculaires, ce qui se reflète dans les exigences de l'OSHA pour les zones de batteries.[8]

Raisons

L'exposition par inhalation se produit lors de la formation d'aérosols d'acide sulfurique (brouillard): ébullition/gazage dans les bidons, pulvérisation et éclaboussures lors du remplissage, déversements sur des surfaces chaudes et projections de gouttelettes par les courants d'air. Plus la température et les turbulences sont élevées, plus la formation de brouillard est importante. [9]

Les vapeurs d'acide sulfurique sont faibles à température ambiante; des concentrations cliniquement significatives sont généralement associées aux brouillards. D'où le rôle crucial des bouchons de ventilation, leur bon fonctionnement et la mise en place de systèmes de service fermés. [10]

Dans les salles de charge, l'hydrogène (un sous-produit de l'électrolyse) constitue un facteur supplémentaire. Bien que non toxique, son accumulation augmente les turbulences et le transport des aérosols et, surtout, crée une atmosphère explosive nécessitant une ventilation contrôlée et l'élimination des sources d'inflammation. [11]

Le contact avec les yeux et la peau se produit souvent simultanément avec l'inhalation due aux éclaboussures. Ces contacts provoquent des brûlures corrosives et nécessitent un rinçage immédiat. La toxicité systémique par inhalation est rare pour l'acide sulfurique; les lésions sont localisées aux muqueuses. [12]

Facteurs de risque

Une mauvaise ventilation, des systèmes d'évacuation/d'abris locaux inadéquats, le remplissage manuel d'électrolyte à partir de cartouches ouvertes et la surcharge des batteries (ébullition) augmentent considérablement le risque. La réglementation OSHA exige explicitement une ventilation adéquate, des couvercles de cartouches correctement fermés et des douches oculaires. [13]

Facteurs individuels: asthme/BPCO/rhinosinusite, sensibilité aux irritants, port de lentilles de contact (risques d'éclaboussures), absence/mauvaise sélection d'EPI (écrans faciaux, gants, respirateurs pour brouillards acides en cas de dépassement des limites). [14]

Facteurs technologiques: charge simultanée d'un grand nombre de batteries, fonctionnement en fosses/sous-sols et autres espaces confinés, absence de capteurs d'hydrogène/systèmes d'échappement automatisés, conditions de température provoquant l'ébullition de l'électrolyte. Les recommandations de l'industrie visent une limite de H₂ inférieure ou égale à 1 % du volume comme objectif de ventilation de conception. [15]

Enfin, le risque cancérogène d'une exposition prolongée à de faibles concentrations de brouillards est sous-estimé. Le NTP/IARC/NCI soulignent l'association entre l'inhalation prolongée de brouillards acides et le cancer du larynx (et peut-être du poumon), ce qui oblige les employeurs à maintenir les niveaux sous les limites et à surveiller les expositions. [16]

Pathogénèse

L'aérosol d'acide sulfurique est corrosif: lorsqu'il se dépose sur les muqueuses des yeux et des voies respiratoires, il provoque une nécrose coagulative des tissus superficiels, un gonflement et une inflammation. L'inhalation du brouillard acide provoque de la toux, une sensation de brûlure au niveau du nasopharynx et un laryngospasme/bronchospasme chez les personnes prédisposées. Une exposition chronique peut provoquer une érosion de l'émail et une laryngite/bronchite chronique. [17]

Une caractéristique des aérosols d'acide sulfurique est la croissance des particules à des niveaux d'humidité élevés dans les voies respiratoires, ce qui augmente le dépôt dans l'arbre trachéobronchique par rapport aux particules inertes de la même fraction initiale. Ceci renforce l'effet irritant local. [18]

Selon le CIRC/NTP, l'effet cancérogène d'un travail prolongé en brouillard acide affecte principalement le larynx; on suspecte une inflammation/irritation chronique, des microtraumatismes épithéliaux et l'effet promoteur d'un microclimat acide. Le risque dépend du rapport dose/durée d'exposition. [19]

On ne s’attend pas à une absorption systémique en quantités significatives par inhalation; les dommages aux organes internes causés par les « vapeurs d’électrolytes » sont une casuistique et sont caractéristiques de l’ingestion d’acide, ce qui fait référence à une situation clinique différente. [20]

Symptômes

Aiguës: sensation de brûlure au niveau du nez/de la gorge, toux, larmoiement, sensation d'aigreur dans l'air, enrouement, oppression thoracique. Contact avec les yeux: larmoiement important, douleur, blépharospasme, hyperémie conjonctivale; projections: risque de brûlure cornéenne. Les symptômes disparaissent généralement rapidement après exposition à l'air libre et irrigation. [21]

Les cas modérés s'accompagnent de bronchospasme, de dyspnée, de stridor (dû à une irritation laryngée), d'une laryngite sévère et parfois d'une diminution temporaire du débit expiratoire de pointe. Des saignements de nez sont possibles en raison de l'érosion des muqueuses. [22]

L'exposition chronique entraîne une érosion de l'émail des dents (en particulier chez les travailleurs effectuant des opérations de mordançage/chargement à l'acide), une pharyngite/laryngite chronique, une toux, des exacerbations de l'asthme; une bronchite chronique professionnelle a été décrite.[23]

En cas d'exposition prolongée aux brouillards acides, un risque accru de cancer du larynx (et probablement de cancer du poumon) a été décrit - il ne s'agit pas d'un symptôme, mais d'une conséquence à long terme nécessitant une vigilance face au cancer et une exposition réduite. [24]

Formes et étapes

On distingue: (1) l'irritation aiguë par inhalation (minutes-heures d'exposition), (2) les lésions chimiques aiguës par éclaboussures (yeux/peau), (3) l'exposition professionnelle chronique (mois-années) avec conséquences ORL/bronchopulmonaires et (4) les risques de cancer à distance dus au travail de longue durée dans les brouillards acides. [25]

Pour les salles de batteries, un risque combiné a été identifié: aérosol électrolytique + hydrogène (explosif). Le tableau clinique des accidents peut inclure des blessures par explosion, des brûlures chimiques et une irritation par inhalation. [26]

La gravité de l'irritation aiguë est évaluée selon la gravité des symptômes (toux, essoufflement, bronchospasme), le besoin d'oxygène ou de bronchodilatateurs et la présence de brûlures oculaires ou cutanées. La forme chronique est évaluée selon l'état dentaire (émail), les troubles ORL/pulmonaires et les données de spirométrie. [27]

Les oncorisques sont fonction de la dose intégrale (concentration × temps d'exposition), donc même lorsque des MAC sont observés, il est important de surveiller les niveaux réels de brouillard, de documenter les expositions et de porter un EPI approprié. [28]

Complications et conséquences

Les complications immédiates incluent des brûlures chimiques oculaires (kératite, opacité cornéenne), des brûlures cutanées, un laryngospasme/bronchospasme aigu et, plus rarement, une pneumopathie chimique avec inhalation massive. Une irrigation et un traitement par inhalation rapides réduisent significativement le risque de séquelles persistantes. [29]

Chronique: érosion de l’émail dentaire, laryngite/bronchite chronique, exacerbations d’asthme, enrouement persistant, risque accru de cancer du larynx en cas d’exposition prolongée aux brouillards acides. Une prévention de l’exposition et un suivi médical régulier sont nécessaires. [30]

Industrie – Explosions d'hydrogène dans des stations de recharge mal ventilées, entraînant des blessures et des risques chimiques simultanés. Les normes exigent l'élimination des sources d'inflammation, la signalisation « Défense de fumer/Flammes nues », le contrôle des conduites de gaz et une ventilation adéquate. [31]

Un rinçage oculaire tardif ou incomplet, des tentatives d’« auto-traitement » sans décontamination et le travail sans EPI augmentent considérablement le risque de conséquences graves dues aux éclaboussures d’électrolytes. [32]

Diagnostic

En cas d'irritation aiguë par inhalation, le diagnostic est clinique: recueil des antécédents d'exposition, examen des yeux et des voies respiratoires supérieures, évaluation de la respiration et de la saturation. En cas de bronchospasme, débitmétrie de pointe/spirométrie (si possible); en cas de suspicion de pneumopathie chimique, radiographie/TDM, selon les indications. [33]

Tout contact avec les yeux ou la peau nécessite une irrigation et un examen immédiats (test cornéen à la fluorescéine). En cas de symptômes respiratoires sévères, surveiller la respiration avec de l'oxygène et des β₂-agonistes inhalés; il n'existe pas de marqueurs biologiques systémiques spécifiques de l'acide sulfurique. [34]

Pour évaluer les conditions de travail, des échantillonnages individuels/stationnaires d'aérosols d'acide sulfurique selon les méthodes OSHA/NIOSH, ainsi que des analyses de gaz pour l'hydrogène, sont utilisés; des journaux d'exposition et de mesures préventives sont tenus à jour. [35]

En cas d'exposition prolongée - examen dentaire (émail), évaluation ORL (larynx), spirométrie/questionnaires de symptômes; si des facteurs de risque/symptômes sont présents - orientation vers un oncologue ORL. [36]

Tableau 1. Quoi et quand examiner

Situation	Recherche	Cible
Irritation aiguë	Examen, SpO₂, débit de pointe/spirométrie	Gravité, besoin de bronchodilatateurs
Contact visuel	Irrigation + fluorescéine	Éliminer/traiter la kératite/brûlure [37]
Suspicion de pneumopathie	Radiographie/TDM selon les indications	Tactiques de traitement
Contrôle de production	Échantillonnage d'aérosols/d'hydrogène (OSHA/NIOSH)	Vérification de la concentration maximale admissible et de l'efficacité de la ventilation [38]

Diagnostic différentiel

Les lésions par inhalation irritante d'autres agents – isocyanates, formaldéhyde, brouillards alcalins (soude caustique/hydroxyde de potassium) – produisent des symptômes similaires, mais nécessitent des stratégies de pH et d'irrigation différentes et un profil de risque chronique différent. L'anamnèse et les mesures environnementales permettent de les différencier.

Brûlures thermiques des voies respiratoires (vapeur/fumée) - généralement avec brûlures du visage, suie dans la bouche; le brouillard acide laisse une odeur « aigre » caractéristique, plaintes de brûlures, brûlures de contact avec les yeux/la peau.

Inhalation de brouillards d'autres acides (chlorhydrique, phosphorique): effet irritant aigu similaire, mais en termes de cancérogénicité, ce sont les brouillards d'acide sulfurique qui disposent des preuves les plus convaincantes. [39]

Intoxication au gaz (chlore, dioxyde de soufre): pneumopathie distale plus sévère/râles riches; nécessite une analyse de gaz sur place et une prise en charge différente.

Traitement

Irritation aiguë par inhalation (sans brûlure oculaire/cutanée): évacuer la zone, fournir de l’air frais/de l’oxygène, β₂-agonistes inhalés en cas de bronchospasme, traitement de courte durée par glucocorticoïdes inhalés si nécessaire; observer pendant 2 à 4 heures, reprendre le travail après disparition des symptômes. Il n’existe pas d’antidote spécifique. [40]

Contact oculaire/cutané: Irrigation immédiate à l’eau/solution isotonique pendant ≥ 15 minutes, retrait des lentilles de contact, évaluation cornéenne (fluorescéine), consultation d’un ophtalmologiste en cas de douleur ou de buée. Brûlures cutanées: irrigation, pansement aseptique, consultation d’un chirurgien en cas de lésions profondes. [41]

Suspicion de pneumopathie chimique/laryngospasme: oxygène, bronchodilatateurs nébulisés, corticoïdes systémiques de courte durée selon les indications, observation/hospitalisation en cas d'aggravation de la dyspnée, radiographie/scanner selon les indications cliniques. Antibiotiques – uniquement en cas d'infection secondaire.

Mesures de prévention/d'ingénierie industrielles: aspiration locale au-dessus de la source, limitation de la surcharge (éviter « l'ébullition »), couvercles d'aération appropriés, systèmes de remplissage fermés, postes de lavage des yeux/douches; élimination des sources d'inflammation, signalisation et test des systèmes pour l'hydrogène; limite de conception de H₂ ≤ 1 % en volume, surveillance par capteurs et automatisation de la ventilation. [42]

Tableau 2. Limites MAC et directives de protection

Indicateur	Signification	Source
OSHA PEL (acide sulfurique, TWA)	1 mg/m³	OSHA/NJ RTK [43]
NIOSH REL (TWA)	1 mg/m³	NIOSH [44]
NIOSH IDLH	15 mg/m³	NIOSH IDLH [45]
Cible d'hydrogène dans les batteries	≤1% du volume	Recommandations/directives d'ingénierie pour la ventilation [46]

Prévention

Sur le lieu de travail: Concevoir et entretenir une ventilation (générale et locale) de manière à réduire simultanément les concentrations de brouillard acide et d’hydrogène; utiliser des systèmes de remplissage fermés et des couvercles de bidons adaptés; prévoir des douches oculaires et oculaires, assurer une formation en cas de déversement et interdire les flammes nues et les étincelles dans la zone de chargement. Effectuer régulièrement des tests d’aérosols conformément aux procédures OSHA/NIOSH et calibrer les capteurs d’H₂. [47]

Pour les employés: protection oculaire (écrans faciaux), gants/tabliers résistants aux acides et, en cas de dépassement, respirateurs adaptés aux brouillards acides; hygiène stricte (rinçage de la bouche à l'eau après chaque quart de travail pour protéger l'émail); remplacement régulier des filtres/EPI. Surveillance médicale: dentiste (émail), ORL/pneumologue en cas de symptômes; formation au rinçage oculaire et aux premiers secours. [48]

Prévision

En cas d'irritation par inhalation de courte durée, le pronostic est favorable: les symptômes régressent après l'arrêt de l'exposition et un traitement symptomatique, et il n'y a généralement pas de conséquences durables. Avec un rinçage rapide des yeux et de la peau, le risque de complications cicatricielles est minime. [49]

Une exposition chronique sans prévention adéquate augmente le risque d'érosion de l'émail, de bronchite chronique et de cancer du larynx (en cas de travail prolongé en brouillard acide). Le respect des limites d'exposition, une ventilation adéquate et le port d'équipements de protection individuelle améliorent significativement les résultats à long terme. [50]

FAQ

• « Vapeurs » et « brouillard » sont-ils la même chose?

Non. Ce sont les aérosols/brouillards d'acide sulfurique (microgouttelettes) qui sont dangereux, et non les vapeurs moléculaires à température ambiante. Les brouillards se forment par ébullition, éclaboussures et atomisation. [51]

• Est-il vrai que les brouillards d’acide sulfurique sont cancérigènes?

Oui. Les brouillards d'acides inorganiques forts contenant de l'acide sulfurique sont reconnus comme cancérigènes (principalement en raison du risque de cancer du larynx). Cela s'applique aux expositions professionnelles sur plusieurs années, et non aux expositions domestiques de courte durée. [52]

• Quelles sont les limites d’exposition?

Les valeurs limites d'exposition professionnelle (PEL) de l'OSHA et les valeurs limites d'exposition professionnelle (REL) du NIOSH pour l'acide sulfurique sont de 1 mg/m³ (TWA), et la valeur IDLH est de 15 mg/m³. Dans les locaux de batteries, la ventilation doit limiter la teneur en hydrogène à environ ≤ 1 % en volume. [53]

• Que faire si de l’électrolyte entre en contact avec vos yeux?

Rincer immédiatement et abondamment à l'eau/boisson isotonique pendant au moins 15 minutes, retirer les lentilles, consulter un médecin; des douches oculaires doivent être disponibles sur le lieu de travail. [54]