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Les périodes de laboratoire ont leur importance dans les cours de sciences au secondaire. Elles permettent de mettre en pratique certaines notions théoriques scientifiques ou technologiques et de faire des observations concrètes. Afin d’illustrer ces phénomènes, l’enseignant a recours à des activités qui requièrent des manipulations de la part des élèves. Lorsque nous parlons de laboratoires, cela implique plusieurs aspects soit : travail en équipe, niveau sonore plus élevé, grande activité dans la classe, manipulations dans un espace restreint et avec du matériel avec lequel les élèves sont plus ou moins familiers, etc. Il devient primordial que la sécurité des élèves soit assurée. Pour ce faire, l’enseignant doit être informé des risques lors des laboratoires et mettre en œuvre des moyens pour les prévenir. Il doit, de plus, amener les élèves à agir de façon sécuritaire. Note importante : Le présent document a été conçu à l’aide de différentes sources mentionnées dans la bibliographie. Il est à noter que les risques généraux et spécifiques ont été décrits à l’aide du site du Gouvernement du Nouveau-Brunswick : www.gnb.ca/0000/progs/servped/sciences/securite Les autres sources consultées sont mentionnées tout au long du texte. Les laboratoires au secondaire touchent à plusieurs disciplines, de l’écologie à la physique en passant par la chimie et la biologie. Lorsque nous parlons d’expérience en laboratoire, nous faisons référence tant aux instruments de mesure qu’aux substances utilisées pour leur réalisation. Les élèves manipulent un équipement avec lequel ils doivent apprendre à travailler. L’enseignant doit être conscient des risques de blessures de toutes sortes impliqués par ces manipulations et en avertir les élèves fréquemment. Pour diminuer au minimum ces risques, l’enseignant doit faire de la prévention en aménageant son local de laboratoire de façon à maximiser la sécurité, en entreposant et en éliminant les déchets tout en tenant compte des produits impliqués et en demandant aux élèves de respecter les règles de sécurité du local. Il va de soi que l’enseignant se doit de respecter toutes les règles du laboratoire, et ce, même en l’absence des élèves. Si l’enseignant voulait faire une expérience qui comporte des risques trop élevés pour les élèves ou qui coûterait trop cher à effectuer avec tout le groupe, il peut faire une démonstration devant eux. Il est alors de possible de diminuer les risques à leur minimum tout en ajoutant un côté visuel et concret à ce qui est expliqué. Aménagement du laboratoire L’élaboration d’un local de laboratoires ne peut pas se faire dans n’importe quelle salle. Le local qui peut héberger un laboratoire doit posséder les caractéristiques suivantes :
Matériel de sécurité et affichage Une fois le local aménagé de façon à respecter les caractéristiques énumérées plus haut, l’ajout de matériel de sécurité et d’ affiches annonçant leur emplacement est primordial. Le matériel présent dans un laboratoire doit être clairement identifié et en bon état :
Règles de sécurité Les règles de sécurité sont des conduites à suivre afin de prévenir tout problème possible : contamination, bris de tissus, projection de liquide dans un œil, etc. Il est important de présenter ces règles aux élèves avant de débuter les laboratoires afin qu’ils prennent conscience de leur importance puisqu’il en va de leur sécurité. Ces règles doivent être affichées dans le local. De plus, il est possible de se procurer des images illustrant les principales règles près des endroits stratégiques. Par exemple, placer une image de quelqu’un qui s’attache les cheveux près d’un brûleur à propane. Voici un résumé des principaux règlements en laboratoire :
Règles inspirées du site : http://www.chm.ulaval.ca/securite/Fasc,Regl_ENS_f.htm En plus des risques généraux qui sont présents en laboratoire, il en existe d’autres qui ont plus de chances de se manifester dans un domaine particulier. Des risques spécifiques propres à chaque discipline scolaire sont signalés ci-dessous. Biologie – Univers vivant Les expériences en biologie nécessitent l’observation d’êtres vivants. Il y a donc risque de contamination et d’infection. Il devient impératif, en plus de respecter les règles générales de sécurité, de désinfecter régulièrement le local (surtout les surfaces de travail après chaque activité) et de se laver les mains plus d’une fois durant les manipulations, que ce soit pour l’analyse d’un végétal ou d’un animal. De plus, pendant ces laboratoires, les élèves sont appelés à utiliser : du matériel de laboratoire, des instruments de mesure et d’observation et des techniques de conception et de fabrication d’environnements (vivarium, aquariums, compost, etc.). C’est pourquoi il faut bien expliquer aux élèves comment fonctionne le matériel qu’ils utiliseront pour éviter qu’ils ne le manipulent maladroitement, le brisent et se coupent. Lors des dissections, il est nécessaire de faire les manipulations avec des gants de plastique jetables pour éviter le contact potentiel avec des bactéries. Vu le danger de transmission des ITS (infections transmissibles sexuellement), tel le SIDA, et d’autres maladies infectieuses, il est recommandé de ne pas faire de prélèvement de sang humain ou de cellules de l’intérieur de la joue en vue de son observation. Il est possible d’utiliser des frottis sanguins commerciaux. Précautions envers certains animaux Les animaux vivants, ou leur dissection, sont sujets à discussion quant à leur « usage » en laboratoire pour des questions d’éthique et de contamination. Animal vivant Advenant le cas où l’enseignant décide d’héberger des animaux vivants dans le laboratoire, il doit aménager un endroit propre où il pourra y installer la cage et tout le matériel nécessaire aux bons soins de l’animal. Il est important que l’animal en classe ne soit pas l’animal d’un élève ou un animal sauvage : il devra être acheté et être dans un état de santé impeccable. Lors de l’achat de l’animal, il faudra aller chez un commerçant réputé qui assurera un bon service après vente. Lors de l’achat, l’animal doit démontrer un comportement sain : il faut donc l’observer un certain temps pour choisir le meilleur animal. Afin de savoir comment s’occuper de l’animal, l’achat de manuels portant sur l’entretien et les manipulations caractéristiques est requis. L’enseignant devra entretenir régulièrement (nettoyer et nourrir l’animal, laver la cage avec savon et germicide) son espace vital afin d’éviter qu’il n’y ait accumulation de fèces et que l’animal ne se blesse advenant le cas où son environnement est désuet, sans quoi il est possible qu’il contracte une infection. Le cas échéant, il faudra tuer l’animal (un adulte expérimenté devra s’en charger et utiliser une méthode simple et sans douleur), décontaminer la cage et désinfecter le laboratoire en entier pour éviter qu’il reste des bactéries ou autres microorganismes. Après l’achat, il est important de laisser l’animal s’acclimater à son nouvel environnement : il ne faut pas le toucher, car il pourrait subir un certain traumatisme ou se sentir agressé et mordre. Si un élève ou quelqu’un du personnel est griffé ou mordu par l’animal, il est important de ne pas prendre cette blessure à la légère : désinfecter le tout, mettre un onguent antibiotique, remplir un rapport d’accident (que vous devez conserver) et si la rougeur persiste, augmente, ou si la plaie ne se guérit pas en 48 heures, consulter un médecin. Suite à chaque manipulation, qui se fera avec le port de gants, il est important de se laver les mains pour éviter tout risque de contamination. De plus, il est déconseillé de caresser ou cajoler l’animal de laboratoire en raison de la possibilité de contamination et du risque de morsures. S’il y a une famille dans le laboratoire, il est important de manipuler les petits en l’absence de leur mère pour éviter qu’elle ne devienne féroce. En ce qui concerne les comportements des mammifères, il est important de noter tout ce qui peut être inhabituel : odeur anormale, engourdissement, peu ou pas de réaction, querelles constantes ou anormales, perte d’appétit, changement de couleur, écoulement ou suppuration, éternuements, pair mort ou reste de carcasse dans la cage, et d’en prévenir le vétérinaire. Pour toute interrogation, il est sage de consulter le Manuel sur le soin et l’utilisation des animaux d’expérimentation du Conseil canadien de protection des animaux. Dissection La dissection permet aux élèves de manipuler par eux-mêmes l’animal ou un organe de celui-ci. Ils doivent alors développer une bonne technique afin d’isoler avec le scalpel, qui est un instrument très tranchant, chaque partie à voir. La préparation à une activité de ce genre est très importante. Il faut expliquer en détail les manipulations à effectuer pour éviter qu’il n’y ait de mauvaises surprises soit des coupures ou une mauvaise coupe du modèle (souvent les modèles à disséquer sont comptés et on ne peut recommencer). Les règles de sécurité sur lesquelles il faut insister sont le port de gants jetables, pour éviter la contamination des plaies éventuelles sur les mains et pour protéger des coupures mineures, et la collecte des rebus dans le récipient prévu à cet effet, pour évacuer du local les restes tout de suite après la fin du laboratoire et diminuer les risques de contamination par les voies aériennes. À ces règles, il faut ajouter :
Précautions envers certaines plantes Certaines plantes, qu’elles soient sauvages ou cultivées, peuvent contenir des substances toxiques pour l’humain. D’ailleurs, il peut y avoir certaines parties de la plante qui le sont et d’autres qui ne le sont pas. Avant de choisir une plante à étudier, il faut se procurer un manuel qui permet l’identification des plantes et qui informe au sujet de la toxicité de celles-ci. Il faut avertir tous les membres du groupe de ne jamais ingérer ou mettre dans sa bouche toute plante que ce soit, à moins qu’on soit certain qu’elle est comestible. Advenant le cas où la sève ou le jus de fruit d’une plante touche la peau, il faut rincer abondamment. Si quelqu’un est en contact cutané ou a mangé une plante inconnue, on doit prélever un spécimen complet, incluant la tige, les feuilles et les fruits, pour l’identifier et aller voir le médecin si des symptômes apparaissent. En ce qui concerne les champignons, il est préférable de les considérer comme étant toxiques en raison de la grande diversité de ces spécimens. Sorties sur le terrain Un autre moyen d’apprendre est d’aller à l’extérieur du laboratoire pour observer les manifestations concrètes de ce qui est mentionné en cours. En biologie, les classes vertes, les randonnées pédestres en milieu forestier et les visites des vignobles, fromageries, jardins zoologiques ou botaniques, musées, aquariums, etc. vont permettre aux élèves de premier cycle du secondaire de réaliser l’importance de la diversité, de la perpétuation et du maintien de la vie. En chimie, la visite d’usines de traitement des eaux usées, de recyclage, de transformation des aliments ou de production de produits domestiques va démontrer les concepts de propriétés et de transformation de la matière. En physique, la visite d’observatoires, d’usine quelconque ou de parcs nationaux illustrera les caractéristiques générales de la Terre, l’ingénierie et les phénomènes astronomiques. C’est en raison de ces multiples possibilités de sortir du cadre scolaire qu’il faut établir un protocole de fonctionnement en sortie scolaire afin de maximiser la sécurité de tous les élèves. Avant de partir, il faut s’assurer que l’activité est appropriée aux groupes en question. Il faut la permission parentale pour chaque élève et une copie de sa fiche de santé. Il est possible de dresser une liste de matériel que les élèves devraient apporter pour l’activité (ex : vêtements de rechange ou chauds) ainsi qu’une liste qui énumèrera les règles en vigueur sur le site. Le fait d’en dresser une pour l’enseignant est préférable aussi : fiches de santé, trousse de premiers soins portative, manuels sur les plantes, animaux ou autres, etc. En ce qui concerne les élèves qui ont des allergies graves, s’assurer avant le départ qu’ils ont en tout temps en leur possession leur médication. Lors du transport, veiller à ce que les élèves respectent les règles en autobus (rester calme et assis) ou en véhicule 15 passagers et moins (mettre sa ceinture de sécurité). Une fois sur le terrain, bien avertir les élèves de rester près du groupe en tout temps et de ne toucher à rien d’animal ou de végétal. Au préalable, il faut s’assurer que le ratio enseignant : élève est adéquat (normalement, il doit être de 1 : 12). Certaines précautions doivent être prises selon le milieu dans lequel le groupe fait son activité. Pour les excursions en forêt, il est préférable de munir les élèves de boussole et qu’ils sachent s’en servir. L’enseignant doit d’ailleurs conserver un contact continuel avec chacun. Sur la plage, s’assurer que tous les élèves savent nager. Si l’endroit est rocailleux, les munir de vêtement de flottaison individuel (VFI) et leur demander de porter de bonnes chaussures afin qu’il y ait moins de risques de glisser sur les algues. Peu importe le type de plage fréquenté, il est déconseillé d’enlever les souliers pour éviter de se couper ou d’infecter des plaies déjà présentes. Finalement, les champs sont des endroits qu’on ne doit pas sous-estimer. Lors de la prise d’échantillons du sol, il est important de mettre des gants de vinyle ou de tissus pour se protéger des micro-organismes présents dans le milieu. Les bactéries Clostridium tetani sont les responsables du tétanos, qui se manifeste, à son stade le plus avancé, par des convulsions qui peuvent causer un arrêt respiratoire ou cardiaque (mort) : s’assurer que les élèves sont vaccinés contre cette maladie fatale. Il est impératif de porter sur soi la trousse de premiers soins en cas de blessure pour désinfecter la plaie, advenant le cas où les gants ont étés troués. Pour les plaies les plus profondes, il est préférable de consulter un médecin. Chimie – Univers matériel Les expériences réalisées en chimie nécessitent l’emploi de substances chimiques dont certaines peuvent être toxiques, à leur état naturel ou une fois mélangées à d’autres, irritants, inflammables, réactifs et explosifs. La préparation des laboratoires de chimie reste très importante pour l’enseignant. Il doit vérifier si les substances qu’il souhaite utiliser sont compatibles, les réactions chimiques qu’elles produisent : chaleur, précipité, vapeur, etc. Pour l’aider, il doit prendre connaissance des caractéristiques des substances par la lecture de leur fiche signalétique et de leur SIMDUT qui doivent être disponibles en tout temps. L’étiquetage des substances utilisées est primordial. Tout récipient qui n’est pas correctement identifié ne doit pas rester sur les tablettes du laboratoire ou de l’entrepôt. Les fiches signalétiques sont des renseignements sur de nombreuses caractéristiques d’une substance chimique donnée :
Étant conscient du danger que peut impliquer l’utilisation de matières chimiques, on doit redoubler de prudence lors de laboratoires les impliquant. S’il y a un choix à faire entre deux substances semblables, privilégier celle qui est la moins toxique. Mesures préventives L’attitude des élèves en laboratoire est un élément clé pour la prévention. Ils doivent préparer leurs manipulations avant d’arriver en classe afin de pouvoir agir de façon méthodique, prudente, concentrée et propre tout en respectant les règles de sécurité. Ils ne doivent pas penser que les accidents n’arrivent qu’aux autres. Pour l’enseignant, il est impératif de leur faire comprendre qu’il ne s’agit pas d’un jeu et que bien des dangers existent réellement, celui-là peut faire une démonstration de réactivité contrôlée (ex : le cuivre sur l’eau) pour leur prouver. En premier lieu, il faut expliquer que tout montage doit être solide, étanche et qu’il doit reposer sur une table où il n’y a pas de matériel inutile qui pourrait gêner les manipulations. L’utilisation du matériel de laboratoire, qui est surtout constitué de verre durable et résistant à la chaleur utilisée pour les expériences qui seront exécutées, doit être adéquate. Il est important de ne jamais utiliser d’instruments de verre qui ont été ébréchés ou qui n’ont pas été rodés. Une précaution particulière pour les ballons et Erlenmeyers : il faut les installer solidement à l’aide d’une pince, sur un support universel, sur une toile métallique supportée par un anneau pour s’assurer qu’ils ne basculent pas. Si les élèves ont besoin d’un bouchon ayant en son milieu un tube de verre ou un thermomètre, s’assurer qu’ils auront été posés au préalable afin de diminuer les risques de déversement de mercure, qui est très toxique. Il faut éviter autant que possible des thermomètres au mercure. Lorsque l’expérience nécessite de la chaleur, il est conseillé que les élèves sachent se servir convenablement des sources de chaleur disponibles : que ce soit une plaque chauffante, une lampe infrarouge ou un brûleur à gaz. L’utilisation de la plaque autant que possible est recommandée puisqu’elle implique moins de risques de feu que le brûleur où la flamme vive est la source de chaleur en soi. Il est important de demander aux élèves de mettre des vêtements qui ne sont ni amples ni accrochants, par-dessus lequel ils mettront leur sarrau. Lorsque le brûleur est en marche ou lors de son allumage, on doit tenir sa tête éloignée de la flamme et les cheveux longs doivent absolument être attachés. S’il y a des déplacements à faire avec du matériel chaud, ou toxique, il est préférable de le faire loin de la masse d’élèves en utilisant une pince appropriée antidérapante. Attention : ne pas poser un objet chaud sur la table car le plastique lamifié pourrait fondre. De plus, il ne faut jamais chauffer un récipient fermé, car il a des risques d’explosion et de projection des liquides contenus. À ce sujet, il faut vérifier les tubes de verre ou tuyaux qui sont utilisés dans les montages. Quant aux substances toxiques, en plus des précautions indiquées sur les fiches signalétiques de chacune, il faut se méfier de presque tout, car souvent les apparences sont trompeuses. Dès qu’il y a un liquide sur le plancher ou la table, rincer le tout abondamment avec de l’eau et essuyer avec un chiffon ou un papier absorbant (porter des gants). Pour sentir les vapeurs d’un produit, agiter la main au-dessus du goulot et les diriger vers soi : ne jamais respirer directement, car il pourrait se produire une brûlure des voies respiratoires. En ce qui concerne les déchets des expériences, s’assurer que les déchets qui ne peuvent pas être évacués dans les égouts ainsi que les résidus insolubles ont un récipient à cet effet. Pour terminer, il est important de ne jamais laisser les élèves aller dans l’entrepôt sans surveillance de votre part, du technicien ou autre personne responsable. Physique – Univers technologique et Terre et espace En physique, les manipulations qui sont habituellement effectuées concernent l’électricité et la mécanique. En ce qui concerne cette dernière, il n’y a pas d’énormes risques impliqués. Les principales précautions sont de faire des montages solides et de ne jamais être dans la trajectoire des objets (ex : disque ou poulie). S’il y a utilisation de gaz comprimé pour une activité, il est bien important de vérifier que les bonbonnes sont fixées solidement lors de leur utilisation ou de leur entreposage. Contrairement à la mécanique, l’électricité comporte d’énormes risques surtout si on utilise des rayons X ou des lasers. Le fait de manipuler constamment des instruments électriques met les élèves et tout le personnel du laboratoire en présence de radiations qui peuvent être néfastes pour la santé. Ces radiations peuvent être divisées en deux catégories selon l’effet qu’elles ont sur la matière. Les radiations ionisantes sont des ondes électromagnétiques qui sont capables d’ioniser la matière car elles ont une grande énergie. Elles comprennent les rayons X « artificiels » (ces rayons sont identiques aux rayons gamma qui eux proviennent d’une source naturelle), les rayons alpha, bêta et gamma qui émanent des substances radioactives. S’il y a présence de ces radiations dans le laboratoire, il est important d’installer une signalisation particulière : Danger, Haut voltage, Rayons X afin que les utilisateurs en soient informés. Leurs effets biologiques sont : à long terme, une mutation au niveau des cellules qui peut causer des dommages génétiques (transmissibles aux descendants) ou un cancer, car ces radiations s’accumulent tout au long de la vie; à court terme, perte de cheveux, vomissements, rougeurs sur la peau irradiée. Les expériences qui requièrent l’usage de telles radiations ne sont pas à conseiller dans un milieu scolaire du secondaire. Il est préférable d’en faire des démonstrations où seul l’enseignant effectue les manipulations. Les élèves doivent se tenir à une distance de 2 mètres pour les tubes à décharge et de 3 mètres pour les rayons X et le faisceau ne doit jamais être dirigé dans leur direction. Il est évident qu’il faut diminuer le plus possible la durée de fonctionnement des appareils afin de diminuer le temps d’exposition et ne jamais laisser sans surveillance un montage ou un appareil prêt à fonctionner à portée des élèves. En ce qui concerne les matières radioactives, leur usage nécessite une licence de la Commissions de l’Énergie atomique du Canada (CEAC). Les radiations non ionisantes, quant à elles, ne peuvent pas ioniser les atomes en raison de leur faible énergie. Elles comprennent les rayons ultraviolets, les lasers, les infrarouges, les micro-ondes et les radiofréquences. Ces ondes électromagnétiques peuvent causer des dommages aux yeux et à la peau, soit des inflammations, des conjonctivites, des brûlures superficielles ou profondes, des cataractes, des maux de tête, de la fatigue, des nausées et des étourdissements selon leur type. Pour éviter une surexposition, il est important d’éviter toute projection directe vers les élèves en particulier leurs yeux, de posséder un système de ventilation adéquat (pour évacuer l’ozone produit par les rayons UV), d’utiliser un laser à basse puissance (de l’ordre de 0,5 mW), de ne jamais laisser sans surveillance un montage et de surveiller de près les élèves s’ils ont à utiliser de tels rayons. Pour terminer, il est bien de mentionner de nouveau que l’affichage de la présence de ces rayons est nécessaire. En ce qui concerne les montages en électricité, avec du courant électrique « domestique », ils présentent un certain risque. Il est important de vérifier que le bloc d’alimentation possède une différence de potentiel de 30 V. Pour les expériences qui requièrent du courant alternatif, il faut utiliser un transformateur de sécurité. De plus, l’enseignant doit s’assurer que ces règles sont respectées afin de limiter les possibilités d’électrisation lors des montages :
Advenant le cas où un accident se produirait en laboratoire, il est très important pour l’enseignant de pouvoir intervenir. Il doit faire exemple de calme et savoir comment faire les premiers soins. Avant de débuter toute procédure, il doit veiller à ce qu’il n’y ait plus aucun risque possible dans l’environnement, sans quoi il se doit de le diminuer voire l’éliminer. Souvent, il est conseillé d’éloigner la victime de la cause de l’accident pour la rassurer et la calmer. De plus, il est important d’aller demander de l’aide afin que le reste du groupe ne soit pas laissé seul dans le laboratoire si l’enseignant doit quitter. Les traumatismes les plus probables sont mentionnés ci-dessous. Il est conseillé d’avoir un endroit identifié dans le laboratoire où sont regroupés trousses de premiers soins, lave-yeux, extincteur et manuel complet de premiers soins. Les premiers soins énumérés ci-dessous sont tirés du livre Soins d’urgence en milieu aquatique de la Société de sauvetage. État de choc L’état de choc est un manque d’oxygène du corps qui engendre un affaiblissement graduel. Il peut être causé par une importante perte de liquide, une incapacité du cœur à pomper suffisamment, une blessure à la tête ou à la colonne vertébrale, une accumulation de toxines dans le sang ou un choc psychologique important. Pour reconnaître un tel état, la victime pourrait avoir le teint pâle, la peau froide et moite, les lèvres bleues, une respiration rapide et profonde et un pouls faible. De plus, elle pourrait trembler et sembler étourdie, agitée, anxieuse, angoissée, confuse. Un mot clé pour parvenir à stabiliser l’état de la victime, voire l’améliorer : JEROCS.
Évanouissement et inconscience L’évanouissement est une faiblesse généralisée (chute, palpitations, pâleur) de la victime qui peut être causé par différentes situations : émotion forte, transition de position trop rapide (assis à debout), forçage pour lever une charge, trouble cardiaque, hyperventilation, diminution du volume sanguin (hémorragie, déshydratation). Normalement, l’évanouissement n’est qu’une brève perte de conscience. L’inconscience quant à elle est une perte de conscience de longue durée. Ce que l’on doit faire :
Saignement de nez Parfois, lorsque l’air ambiant est sec, qu’il y a beaucoup de poussière dans le laboratoire, les nez fragiles se mettent à saigner. Pour permettre au saignement d’arrêter :
Brûlure thermique
Brûlure chimique
Brûlure électrique ou électrisation
Brûlure des voies respiratoires
Pour ce qui est du choc anaphylactique, l’intervention doit être très rapide, car la mort peut survenir en moins de 5 minutes. Guider votre intervention comme telle :
Livres THERRIEN, Joan, Premiers secours pour intervenants récréatifs et sportifs, Éduc Santé, 2004, 13 pages. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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La sécurité au laboratoire  |
