ORCID
Simon Aubin : 0000-0002-3340-8964
Loïc Wingert : 0000-0002-5967-9594
Sébastien Gagné : 0000-0002-8374-339X
Type de document
États de la question, rapports d'expertise et revues de littérature
Année de publication
2026
Langue
Anglais
Résumé
Les isocyanates sont des composés irritants et induisent des sensibilisations respiratoires et de l’asthme professionnel. La pulvérisation de revêtements polyuréthanes contenant du diisocyanate d’hexaméthylène (HDI), sous forme monomère et d’oligomères constitue une source majeure d’exposition professionnelle, notamment dans les ateliers de carrosserie automobile. L’évaluation de l’exposition par inhalation à ces composés demeure toutefois complexe en raison de leur forte réactivité chimique et de leur présence simultanée sous forme de vapeur et de particules.
La première phase de cette recherche visait à développer et valider un système de génération en laboratoire capable de reproduire de manière réaliste les conditions de pulvérisation de vernis transparents à base d’isocyanates.
La deuxième phase consistait à utiliser ce système pour comparer trois méthodes de mesure d’isocyanates de type « filtre imprégné » (ISO 17734-1 avec dénudeur et méthodes avec cassette fermée 37 mm et cassette Swinnex 13 mm) à une méthode de référence utilisant un barboteur, basée sur la norme ISO 16702. Cette étude permettait d’examiner la performance des méthodes ainsi que la répartition spatiale des isocyanates dans les dispositifs d’échantillonnage. Des analyses par microscopie électronique à balayage (MEB) ont également été réalisées afin d’observer l’accumulation de vernis sur les filtres. Les résultats ont montré que, certaines sous-sections d’échantillonneurs captaient préférentiellement le HDI (vapeur) ou l’isocyanurate, principal oligomère (aérosol liquide). Aucune différence significative n’a été observée entre les méthodes testées et la méthode de référence, bien que la variabilité des résultats fût élevée.
La troisième phase de l’étude a porté sur l’application de cette comparaison dans un atelier de carrosserie automobile. Dans ce contexte, les aérosols générées étaient plus grossiers, et la répartition spatiale du HDI et de l’isocyanurate dans les dispositifs présentait des tendances similaires à celles observées en laboratoire. Les observations par MEB ont mis en évidence une accumulation importante de gouttelettes de vernis sur les filtres, susceptible de limiter l’efficacité des réactions chimiques nécessaires à l’analyse. Les trois méthodes testées ont mené à une sous-estimation des concentrations pour les isocyanurates, suggérant un lien entre la vitesse de réaction de l’activateur du vernis et le biais observé par rapport à la méthode de référence.
Cette étude souligne la complémentarité des essais en laboratoire et sur le terrain pour évaluer les limites des méthodes de mesure des isocyanates. Elle met en évidence l’importance du choix du dispositif d’échantillonnage, de la prise en compte de la réactivité chimique des composés afin d’obtenir des résultats fiables, et met en garde contre une dépendance exclusive aux méthodes sur filtre dans des contextes impliquant des particules réactives. Ce rapport comprend le résumé des articles publiés abordant les résultats de l’étude.
Abstract
Isocyanates are irritant compounds that induce respiratory sensitization and occupational asthma. The atomization of polyurethane coatings containing hexamethylene diisocyanate (HDI), in monomer and oligomer form, constitutes a major source of occupational exposure, particularly in automobile body shops. However, the assessment of inhalation exposure to these compounds is still complex because of their strong chemical reactivity and the fact that they exist simultaneously as fumes and as particles.
The first phase of this research was planned to develop and validate a laboratory generation system capable of realistically reproducing the conditions for atomizing transparent isocyanate-based varnishes.
The second phase consisted in using this system to compare three “impregnated filter” type methods for measuring isocyanates (ISO 17734-1 with an air stripper, and methods with a closed 37 mm cassette and a Swinnex 13 mm cassette) to a reference method using a bubbler, based on ISO 16702. This study examined the methods’ performance and the spatial distribution of isocyanates in the sampling devices. Scanning electron microscopy (SEM) analyses were also done to observe the accumulation of varnish on the filters. The results showed that certain subsections of the sampling devices preferentially collected HDI (fumes) or isocyanurate, the main oligomer (liquid aerosol). No significant difference was observed between the test methods and the reference method, although the results were highly variable.
The third phase of the study concerned the application of this comparison in an auto body shop. In this context, the aerosols generated were coarser and the spatial distribution of HDI and isocyanurate in the devices showed similar trends to those observed in the laboratory. The SEM observations revealed a substantial accumulation of varnish droplets on the filters, which could limit the effectiveness of the chemical reactions required for analysis. All three test methods underestimated the isocyanurate concentrations, suggesting that there is a link between the varnish activator’s reaction speed and the bias observed in relation to the reference method.
This study highlights the complementarity of testing in the lab and on the ground to assess the limits of isocyanates measurement methods. It underscores the importance of the choice of sampling device and of taking the compounds’ chemical reactivity into account to obtain reliable results. It also cautions users against depending exclusively on filter-based methods in contexts involving reactive particles. This report includes a summary of the published articles presenting the study’s results.
ISBN
9782897973407
Mots-clés
Isocyanates, Diisocyanate d’hexaméthylène, Hexamethylene diisocyanate, Travaux de carrosserie, Coachwork, Application de peintures et vernis, Painting, Détermination expérimentale, Experimental determination, Microscopie électronique à balayage, Scanning electron microscopy, Aérosol, Aerosol, Isocyanurates à base d’hexaméthylène diisocyanate, Hexamethylene diisocyanate homopolymer, Échantillonnage dans l’air, Air sampling, Réparation et entretien de véhicules, Vehicle repair and servicing, Polyuréthane, Polyurethane
Numéro de projet IRSST
2019-0008
Numéro de publication IRSST
RS-1236-fr
Licence Creative Commons
Cette œuvre est mise à disposition selon les termes d'une licence Creative Commons.
Citation recommandée
Aubin, S., Ahientio, H., Wingert, L., Gagné, S., Breau, L. et Lesage, J. (2026). Évaluation de la performance de divers dispositifs de prélèvement d'isocyanates dans l'air lors de l'application de vernis polyuréthane en carrosserie automobile (Rapport n° RS-1236-fr). IRSST. https://doi.org/10.70010/UGRJ1162