Chutes de hauteur : évaluation en conditions réelles des garde-corps en bois et métalliques

Crédit: IRSST

Les statistiques le confirment : les chutes de hauteur sont un véritable fléau dans le milieu de la construction au Québec. En 2017, tous secteurs confondus, 10 travailleurs en sont morts, ce qui représente 16,1 % des décès au travail, soit la troisième cause de mortalité pour l’année de référence. Les chutes sont aussi la deuxième cause d’accidents quant aux coûts : 397 millions de dollars par année pour la période 2010- 2012.

Selon la CNESST, les « chutes au niveau inférieur, qui se définissent par un point de contact à la fin de la chute plus bas que la surface où se trouvait la personne avant de tomber », causent environ 4 000 lésions professionnelles annuellement dans la province.

L’élimination pure et simple des travaux en hauteur est la meilleure stratégie de protection contre ce danger. Mais lorsque cela est impossible à réaliser, il faut plutôt songer à mettre en place des moyens de protection collectifs, dont les garde-corps. Outre une grande sécurité en empêchant la chute, ces dispositifs offrent une meilleure mobilité aux travailleurs. Les garde-corps temporaires, par opposition aux permanents, sont couramment utilisés sur les chantiers de construction. Ils doivent cependant répondre aux exigences contenues dans le Code de sécurité pour les travaux de construction (CSTC) en vigueur au Québec.

Si l’IRSST a déjà étudié la conception des montants et lisses des garde-corps métalliques temporaires, ce n’était pas le cas de leur mode de fixation, qui peut être vissé ou cloué à la structure d’accueil. Les garde-corps en bois, généralement installés sur des solives ajourées ou sur des murs préfabriqués, n’avaient tout simplement jamais été évalués. Il est donc difficile de s’assurer du respect des exigences de résistance aux charges que prescrit le CSTC, souligne Bertrand Galy, chercheur en prévention des risques mécaniques et physiques à l’IRSST et auteur du rapport de recherche sur la résistance des garde-corps en bois et métalliques. « Les travaux antérieurs n’avaient pas examiné les garde-corps métalliques en conditions réelles et avaient complètement fait fi des garde-corps en bois, qu’on rencontre pourtant fréquemment », confirme le chercheur.

Des centaines d’essais

Pour pallier ce manque, Bertrand Galy et ses collaborateurs ont procédé à trois séries d’essais de résistance de garde-corps. La première, comprenant 262 essais, a été menée en laboratoire sur des garde-corps en bois construits avec des madriers (des « 2 x 4 ») et fixés sur des solives ajourées. Maintes combinaisons ont été mises à l’épreuve pour cerner l’influence des divers paramètres étudiés, comme la hauteur des solives (9,5 po à 16 po) et le nombre de travées (une à trois). Certaines variables, dont le nombre et le type de clous (lisses, annelés, vrillés) ou de vis (à bois, tirefond), ont été sélectionnées de manière à refléter la réalité sur les chantiers de construction. Pour d’autres, comme la hauteur du dispositif, les chercheurs se sont référés à la réglementation du CSTC, qui stipule que « tout garde-corps doit avoir une hauteur qui varie entre 1 mètre (m) et 1,2 m au-dessus de l’aire [de travail] » afin de pouvoir empêcher efficacement la chute d’un travailleur.

La seconde série d’essais de résistance, au nombre de 98, a aussi été réalisée en laboratoire sur des gardecorps en bois, mais ceux-là fixés à un mur préfabriqué constitué d’une structure en 2 x 4 recouverte de panneaux OSB. L’influence des mêmes paramètres énumérés précédemment a été examinée. Fait à noter : c’est à la suite de commentaires recueillis auprès de partenaires du milieu de la construction que les murs préfabriqués ont été intégrés au devis de recherche. « Au départ, nous prévoyions nous concentrer sur les solives. Puis, divers intervenants nous ont fortement incités à considérer les murs préfabriqués, étant donné qu’ils sont couramment utilisés dans les chantiers de construction résidentielle », raconte Bertrand Galy.

La troisième et dernière série d’essais a, quant à elle, été menée sur le terrain avec des garde-corps métalliques installés par des couvreurs sur deux bâtiments réels et en bon état. Le but de ces 36 essais : mettre à l’épreuve la résistance des dispositifs selon la méthode que les chercheurs de l’IRSST ont établie, mais sur des parapets à l’état inconnu. Trois modèles de garde-corps ont été testés et plusieurs variables ont été étudiées, comme le type de vis utilisée (noire, autotaraudeuse, tirefond) ou le nombre de faces (une ou deux) du système de fixation des montants. « Le nombre élevé de contraintes sur le terrain nous a forcés à limiter le nombre d’essais », commente Bertrand Galy.

Recommandations

Certaines des conclusions de la recherche s’avèrent attendues. Ainsi, dans les essais en laboratoire sur des structures reconstituées, la résistance d’un garde-corps situé à 1,2 m de hauteur était systématiquement plus faible que son vis-à-vis à 1 m, et ce, par simple effet de levier. Même chose pour la résistance naturellement plus grande de trois travées plutôt que d’une seule ou de deux appliquées avec force sur le montant. Contrairement aux hypothèses des chercheurs, la hauteur des solives a eu un effet somme toute modeste. En ce qui concerne les murs préfabriqués, le fond de clouage ou de vissage n’était pas assez profond pour offrir une résistance maximale. « L’arrachement survenait assez rapidement. Il faut envisager des clous ou des vis plus longs dans ce cas », recommande l’expert.
Sur le terrain, les résultats confirment l’importance de choisir le bon type de vis pour ancrer les garde-corps métalliques aux parapets, même si les différences ne sont pas si marquées.


Au final, les deux variables clés sont le nombre de vis utilisées pour fixer le pied du montant du garde-corps — il faut se fier aux recommandations du fabricant — et le système de fixation des montants, qui doit faire appel à deux faces du parapet. Bertrand Galy conseille de privilégier les systèmes polyvalents qui offrent plusieurs options de fixation des montants et s’adaptent aux parapets de petites dimensions. « Les observations de notre étude prennent peu de temps à s’appliquer sur le terrain. Elles représentent une réelle opportunité de réduction des cas de chute de hauteur », conclut-il.

Les garde-corps : près de 40 ans de recherche

Des experts du champ de recherche Prévention des risques mécaniques et physiques de l'IRSST s'intéressent depuis plusieurs années aux garde-corps et à leur efficacité. La prévention contre les chutes de hauteur fait d'ailleurs aujourd'hui encore partie de la programmation de recherche de l'Institut. Rétrospective.

Par Marjolaine Thibeault

Pour les planchers de béton

À la fin des années 1980, c’est à la conception d’un garde-corps adaptable aux planchers de béton et aux tables volantes pendant les opérations de coffrage que s’attaquent Jean Arteau, de l’IRSST, et l’architecte Raymond Bertrand. Le nouveau gardecorps est ajustable en largeur et peut être installé en ligne droite ou à angle, en bordure du vide. L’ancrage de sa base à la dalle de béton peut être fait avant ou après le bétonnage.

Installés à pied d’oeuvre

Au début des années 2000, une autre recherche est conduite par André Lan, Jean Arteau et Renaud Daigle de l’IRSST, pour développer et valider une méthode d’évaluation des garde-corps fabriqués et installés à pied d’oeuvre sur les chantiers. L’équipe évalue la résistance, l’efficacité et la fiabilité des gardecorps en bois et de ceux qui sont dotés d’étais métalliques comme support et de cadres métalliques qui leur sont reliés. Les tests en laboratoire reproduisent les conditions observées sur le terrain. La méthode validée s’avère pratique et reproductible pour vérifier la sécurité et la conformité de ces types de garde-corps aux normes et aux règlements. Le rapport (R-415), publié en 2005, inclut des recommandations techniques à l’intention des travailleurs et des entrepreneurs du secteur de la construction.

Préfabriqués métalliques

Quelques années plus tard, André Lan et Renaud Daigle entreprennent une recherche sur les garde-corps préfabriqués métalliques (R-678, RA-678) en utilisant ceux que l’on trouve le plus souvent sur les chantiers du Québec. Ces dispositifs font l’objet d’essais de validation pour vérifier leur conformité au Code de sécurité pour les travaux de construction ainsi que pour déterminer les méthodes d’installation et de fixation répondant à ses exigences. Les chercheurs utilisent les installations de Polytechnique Montréal pour effectuer des essais de résistance. Les trois garde-corps s’avèrent répondre aux exigences de résistance du Code et permettent d’assurer une protection adéquate aux travailleurs.


À l’issue de ces travaux, l’IRSST et l’Association sectorielle paritaire pour la santé et la sécurité du travail du secteur de la construction collaborent pour rédiger et publier une fiche de prévention (RF-768) destinée aux entrepreneurs et aux travailleurs de la construction. André Lan s’associe à François Ouellet, conseiller en valorisation de la recherche de l’IRSST, et à Louise Lessard, conseillère en prévention de l’ASP, pour rédiger un résumé des résultats de la recherche sur les trois modèles de garde-corps pour des toits plats qu’utilisent principalement les couvreurs. Cette fiche contient un tableau qui permet de vérifier que chaque élément d’un garde-corps répond aux spécifications du Code, une description et des illustrations de chacun des dispositifs étudiés.