La technologie laser offre un large éventail de possibilités, allant des pointeurs laser inoffensifs aux systèmes de marquage et de nettoyage laser extrêmement puissants.
Certains lasers sont si puissants qu’ils peuvent endommager votre peau, causer de graves blessures aux yeux et mettre le feu à votre lieu de travail. C’est pourquoi les gouvernements et les organisations internationales ont introduit des normes strictes qui classent les systèmes laser en catégories de sécurité en fonction de leur niveau de risque.
Avant de poursuivre, qu’est-ce qu’un laser exactement ?
Ce terme a été inventé en 1959 par Gordon Gould, un physicien américain, et est l’abréviation de « light amplification by stimulated emission of radiation » (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement). Grâce à l’amplification optique, les systèmes laser génèrent des faisceaux lumineux hautement concentrés et riches en énergie.
Dans cet article, nous passerons en revue les différentes normes laser et les dangers qui y sont liés. Mais tout d’abord, quelles sont les différentes classes laser ? Et qu’est-ce qui distingue une classe d’une autre ?
Pour simplifier, nous nous concentrerons sur le système de classification laser révisé spécifié dans la norme internationale IEC 60825-1. Aux États-Unis, la norme ANSI Z136.1 (l’ancien système) est toujours utilisée et est très similaire.
Lasers de classe 1
Les lasers de classe 1 sont sans danger pour les yeux dans toutes les opérations, même pendant une longue période et avec des instruments optiques. Ces lasers ont généralement une puissance de sortie très faible (quelques microwatts).
Les lasers industriels de classes supérieures (telles que les classes 3 ou 4) sont souvent convertis en classe 1 en les enfermant de manière sécurisée (on parle alors de laser intégré). Par exemple, les imprimantes laser utilisent des lasers de classe 4 encapsulés dans l’imprimante. Elles sont donc considérées comme des lasers de classe 1 et vous n’avez pas besoin de prendre de précautions pendant leur fonctionnement normal, tant qu’elles ne sont pas endommagées.
Les lasers de classe 1M (ou de classe 1 « amplifiés ») sont très similaires aux lasers de classe 1, car ils peuvent généralement être observés à l’œil nu en toute sécurité.
Alors, qu’est-ce qui les différencie des lasers de classe 1 ?
L’observation de leur faisceau agrandi à l’aide d’instruments optiques tels que des jumelles peut être dangereuse (à l’exception des lunettes de vue). Le faisceau étant amplifié, il dépasse l’exposition maximale admissible (qui correspond à la densité de puissance maximale considérée comme sûre pour l’observation).
Les diodes laser, les systèmes de communication par fibre optique et les compteurs de vitesse laser sont des lasers de classe 1M.
Lasers de classe 2
Les lasers de classe 2 ne peuvent causer des lésions oculaires que si vous les fixez intentionnellement. Le réflexe de clignement des yeux empêche normalement de regarder des faisceaux dangereux (et visibles) pendant plus de 0,25 seconde. Tant que vous ne luttez pas contre vos instincts, le faisceau laser peut être regardé sans danger.
Les lasers ne peuvent être classés dans la classe 2 que si leur lumière laser est visible. Ceci est important, car, dans le cas contraire, le réflexe de clignement des yeux ainsi que d’autres réactions instinctives (comme détourner le regard de la lumière) ne se déclencheraient pas.
Les lasers de classe 2 sont généralement limités à 1 mW pour les lasers à onde entretenue (mais cette valeur peut être supérieure dans certains contextes). Dans l’ancien système de classification, les lasers de classe IIa sont une sous-classe de la classe II qui n’est dangereuse que si la durée d’exposition dépasse 1 000 secondes.
Lasers de classe 2M
Les lasers de classe 2M sont généralement sans danger. Comme pour les lasers de classe 2, le réflexe de clignement et la réaction instinctive qui consiste à détourner le regard d’une lumière protègent vos yeux des faisceaux non amplifiés. Mais si vous regardez le faisceau à l’aide d’un instrument optique (même accidentellement), le réflexe de clignement ne suffira pas à prévenir les dangers pour les yeux. Même la plus courte durée d’exposition peut être nocive.
Lasers de classe 3R
Les lasers de classe 3R, tels que les pointeurs laser et les scanners laser, présentent un risque plus élevé pour la sécurité que les classes précédentes, mais ils sont toujours considérés comme sûrs lorsqu’ils sont manipulés avec précaution. Des lésions oculaires peuvent survenir si vous regardez directement le faisceau, en particulier lorsque vous utilisez des instruments optiques. Mais en général, une brève exposition des yeux ne leur causera aucun dommage (la durée d’exposition acceptable varie en fonction de la longueur d’onde).
Comme l’exposition au faisceau présente un risque faible mais potentiellement dangereux, les lasers de classe 3R doivent être identifiés à l’aide d’étiquettes d’avertissement appropriées (cela vaut également pour les classes de laser supérieures). Si vous utilisez l’ancien système de classification, vous constaterez que les lasers de classe IIIa (ou classe 3a) sont essentiellement les mêmes.
Lasers de classe 3B
Il faut éviter tout contact direct avec le faisceau laser ou les réflexions spéculaires (également appelées réflexions miroitantes) des lasers 3B. Elles peuvent causer des blessures aux yeux ou de petites brûlures sur la peau.
Seules les réflexions diffuses sont sans danger avec les lasers de classe 3B.
Pour avoir une idée des émissions maximales autorisées pour les lasers de classe 3B, consultez les limites d’émission accessibles (LEA) suivantes :
Les lasers à onde entretenue ne peuvent pas dépasser 0,5 watt si leur longueur d’onde est comprise entre 315 nm et les rayons infrarouges lointains.
Les lasers à impulsions ne peuvent pas dépasser 30 millijoules s’ils se situent dans la gamme de lumière laser visible (entre 400 et 700 nm)
Les spectacles lumineux de divertissement entrent dans cette catégorie. Si vous utilisez l’ancien système de classification, la classe 3B est la même que la classe IIIb.
Lasers de classe 4
Les lasers de classe 4 sont les plus dangereux. Procédez avec une extrême prudence si le laser n’est pas correctement encapsulé.
La puissance de sortie des lasers de classe 4 est si élevée qu’ils peuvent enflammer des matériaux. C’est cette puissance qui les rend intéressants pour la découpe laser, le marquage laser, le soudage laser et le nettoyage laser.
La classe 4 est la classe la plus élevée en matière de dangers liés aux lasers. Si vous vous trouvez dans la zone de danger, vous êtes exposé à de graves lésions oculaires et cutanées. De plus, aucun matériau combustible ne doit se trouver à proximité du laser afin d’éviter tout risque d’incendie.
Les réflexions diffuses des lasers de classe 4 sont également dangereuses. Vous pourriez attraper des coups de soleil ou perdre la vue simplement en regardant une pièce en cours de traitement.
Une bonne règle de base consiste à prêter attention aux étiquettes d’avertissement, à porter un équipement de protection et à suivre toutes les mesures de contrôle supplémentaires pour la sécurité laser.
Heureusement, les lasers de classe 4 peuvent être correctement encapsulés pour les rendre pratiquement inoffensifs. Par exemple, les machines de marquage laser automatisées fabriquées par Laserax sont des produits laser de classe 1, mais elles comprennent des systèmes laser de classe 4 à haute puissance allant de 20 à 500 watts.
Maintenant que vous avez une bonne idée du degré de danger de chaque classe de laser, examinons les types de dangers.
Les différents dangers liés aux lasers
Le rayonnement laser peut entraîner trois types de dangers fondamentaux : pour les yeux, pour la peau et les risques d’incendie.
Si un laser n’est pas conforme à la classe 1, les travailleurs doivent porter un équipement de protection lorsqu’ils pénètrent dans la zone dangereuse : des lunettes de sécurité laser pour protéger les yeux et des combinaisons spéciales pour protéger la peau.
Dangers pour les yeux
De tous les dangers liés au laser, les blessures aux yeux sont les plus graves. Perdre la vue n’est pas une mince affaire. Voyons pourquoi les blessures aux yeux surviennent et comment vous pouvez les prévenir.
Lorsque la lumière atteint l’œil, la cornée et le cristallin agissent comme des amplificateurs. À l’instar d’une loupe, ils concentrent la lumière sur la rétine (à l’arrière de l’œil), qui est ensuite traitée par le cerveau sous forme d’image. Ces trois composants de l’œil humain (cornée, cristallin et rétine) sont les plus sensibles aux dommages causés par le rayonnement laser.
Presque tous les types de lumière laser peuvent endommager vos yeux, mais les différents composants de l’œil humain réagissent plus fortement à certaines longueurs d’onde lumineuses. La plupart des machines de gravure laser produisent une lumière dans le spectre des rayons infrarouges proches (de 700 à 2 000 nm) et des rayons infrarouges lointains (de 4 000 nm à 11 000+ nm), qui sont tous invisibles à l’œil nu.
Une partie de la lumière visible est absorbée par les yeux avant d’être amplifiée par le cristallin et la cornée. Cela vous protège en réduisant la puissance de sortie de la lumière.
Mais la lumière infrarouge n’est pas visible et n’est pas absorbée par les yeux. Lorsque la lumière invisible atteint la rétine, elle est plus puissante et plus dangereuse que la lumière visible.
Toute cette énergie est utilisée pour brûler une petite zone de la rétine, ce qui provoque la cécité et de graves lésions oculaires. Des dommages photochimiques sont également possibles pour les lumières inférieures à 400 nm (dans la gamme des ultraviolets) et peuvent provoquer des cataractes (baisse de la vision).
Les lunettes de protection, telles que les lunettes laser, vous protègent en absorbant les lumières dangereuses. Différentes lunettes absorbent différentes lumières ; vous devez donc porter les lunettes adaptées à votre classe laser. Par exemple, vous avez besoin de lunettes qui vous protègent de la longueur d’onde de 1 064 nm pour les systèmes laser à fibre optique Laserax.
Dangers pour la peau
Si vous aviez le choix entre mettre vos yeux ou vos mains sur la cuisinière, vous mettriez probablement vos mains. Dans cette optique, il est facile de comprendre pourquoi les dangers pour la peau sont moins graves que les dangers pour les yeux. Mais les risques de brûlures cutanées méritent tout de même une attention particulière.
Le contact direct avec le faisceau laser et les reflets spéculaires (semblables à ceux d’un miroir) peuvent causer des lésions cutanées. Ces lésions sont généralement causées par des dommages thermiques similaires à ceux causés par le contact avec une cuisinière, ou par des dommages photochimiques similaires à ceux causés par les coups de soleil.
Le niveau de brûlure dépend de la puissance de sortie du laser, de la longueur d’onde, de la taille de la zone touchée et de la durée de l’irradiation.
Dangers d’incendie
Outre les dangers pour la santé, la lumière laser peut également provoquer des incendies et mettre votre environnement de travail en danger.
Seuls les lasers de classe 4 posent de réels problèmes de sécurité incendie. Leur faisceau direct ainsi que tout type de réflexion peut enflammer des matériaux combustibles. Pour une intégration sûre, ces lasers doivent être correctement encapsulés et tenir compte de tous les angles de réflexion possibles, y compris les réflexions diffuses.
Vue d’ensemble des normes laser
Les normes laser ont été mises en place lorsque les scientifiques ont reconnu que même les lasers de faible puissance pouvaient être potentiellement dangereux. Elles fournissent des mesures de sécurité appropriées pour prévenir les risques pour la santé et les dangers d’incendie.
Toutes les normes expliquent les différentes classes, comment calculer certains paramètres laser, les étiquettes appropriées, les mesures de sécurité à prendre lors de la manipulation du laser, etc. Elles imposent également des mesures de sécurité telles que la zone de danger nominale, qui définit les endroits où la lumière laser directe, les réflexions spéculaires et les réflexions diffuses sont dangereuses.
Ressources sur les normes laser :
La norme internationale pour la classification des lasers est la norme Iec 60825-1.
L’équivalent nord-américain de cette norme est la norme Ansi Z136.
La FDA a publié l’avis 50 en 2007 et l’avis 56 en 2019, indiquant qu’elle ne s’oppose pas aux produits laser conformes à la norme IEC 60825-1.
Avant d’acheter un laser
Lorsque vous achetez des solutions et des systèmes laser, vous devez soit vous procurer une machine laser de classe 1, soit travailler avec des intégrateurs qui s’assurent que votre système laser de classe 4 est conforme à la classe 1.
Chez Laserax, des experts en laser vous conseillent afin de garantir que tous les produits sont 100 % sûrs, y compris l’extraction des fumées laser.
Foire aux questions
Quelles sont les 4 classes de laser ?
En fonction des risques potentiels qu’ils présentent pour les personnes et l’environnement, les lasers sont classés en 4 grandes catégories. Ces classes de lasers contribuent à une utilisation sûre de la technologie laser. La puissance de sortie du laser, les risques d’incendie potentiels et les dangers pour la peau et les yeux constituent la base du système de classification.
1. Classe 1 (totalement sans danger)
Aucun danger en fonctionnement normal.
Souvent utilisé dans les scanners de codes-barres et les imprimantes laser.
2. Classe 2 (faible puissance, danger pour les yeux en cas de fixation directe)
Lasers visibles de moins de 1 milliwatt (mW).
Sans danger sauf en cas de fixation directe prolongée.
Courants dans les pointeurs laser et les outils d’alignement.
3. Classe 3 (risque modéré à élevé pour les yeux et la peau)
Divisée en classe 3R (risque faible) et classe 3B (risque plus élevé).
Une exposition directe peut endommager l’œil nu.
Utilisés dans la recherche scientifique et certaines applications industrielles.
4. Classe 4 (puissance élevée, risques graves)
Catégorie la plus dangereuse, avec un risque d’incendie important.
Peut causer des brûlures graves et des lésions oculaires irréversibles.
Courants dans les applications industrielles de découpe, soudage, marquage, texturation et médicales.
Que signifie EMP ?
EMP signifie exposition maximale permise. Il s’agit du niveau maximal de rayonnement laser auquel une personne peut être exposée sans effets dangereux pour sa santé, en particulier pour les yeux et la peau.
Les valeurs EMP sont établies par des normes de sécurité telles que les normes nationales américaines ANSI Z136.1 (pour les États-Unis) et IEC 60825-1 (internationales).
Que signifie LEA ?
LEA signifie limite d’émission accessible. Selon les normes internationales et nationales américaines, il s’agit de la quantité maximale de rayonnement laser qu’un système peut produire sans dépasser les critères de sécurité en matière de rayonnement pour la classe laser qui lui est attribuée.
Une LEA détermine la classe du laser et est calculée sur la base de l’EMP tout en tenant compte des conditions de fonctionnement réelles, telles que la divergence du faisceau et la distance par rapport à la source.
Si vous souhaitez discuter de la sécurité laser et de votre application, contactez-nous pour en parler avec un expert.
Formée en génie physique, Julie est spécialiste laser chez Laserax. Elle coordonne les tests clients afin de déterminer la solution laser la mieux adaptée à leurs besoins. Elle est également responsable de la sécurité laser, ce qui signifie qu’elle est chargée de la sécurité laser dans l’atelier et dans les laboratoires.
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