Les rayons X sont des radiations ionisantes qui peuvent traverser le corps et ont des effets très nocifs sur la santé pour des durées d'exposition longues ou répétées et/ou pour de fortes intensités : atteintes cutanées, ophtalmologiques, hématologiques, cellulaires pouvant provoquer des cancers, des malformations fœtales. Les principales applications concernent les utilisations médicales (radiodiagnostic et radiothérapie), industrielles (contrôle non destructif, radiométallographie) et scientifiques (laboratoires) et le nombre d’équipements générateurs de rayons X est en constante augmentation. La protection contre le rayonnement X est donc impérative, tant par la prévention collective (vérification périodique des appareils, formation à leur utilisation, délimitation et signalisation des zones d’émission, écrans de protection...) que par la prévention individuelle (dosimétrie, surveillance médicale renforcée, port d’équipements de protection...).

Les rayons X sont des radiations ionisantes qui peuvent traverser le corps et ont des effets très nocifs sur la santé pour des durées d'exposition longues ou répétées et/ou pour de fortes intensités : atteintes cutanées, ophtalmologiques, hématologiques, cellulaires pouvant provoquer des cancers, des malformations fœtales.
Les principales applications concernent les utilisations médicales (radiodiagnostic et radiothérapie), industrielles (contrôle non destructif, radiométallographie) et scientifiques (laboratoires) et le nombre d’équipements générateurs de rayons X est en constante augmentation.

La protection contre le rayonnement X est donc impérative, tant par la prévention collective (vérification périodique des appareils, formation à leur utilisation, délimitation et signalisation des zones d’émission, écrans de protection...) que par la prévention individuelle (dosimétrie, surveillance médicale renforcée, port d’équipements de protection...).

Caractéristiques du rayonnement X

Les longueurs d’onde des rayons X sont de l’ordre de grandeur des distances interatomiques dans les molécules, entre 0,03 et 10 nm (nanomètre, millionième de millimètre), et cette caractéristique leur permet de passer au travers des matériaux, plus ou moins selon l’épaisseur et la nature de la matière traversée : le plomb, le béton baryté, sont de très bons écrans, les os sont moins « transparents » que la chair (d’où son utilisation dans le diagnostic médical), les pièces métalliques, dont l’acier, sont peu traversées...

Plus la longueur d’onde du rayonnement X est faible, plus le rayonnement est pénétrant (rayonnement dur), et, à l’opposé, plus la longueur d’onde est grande (rayonnement mou), plus le rayonnement est absorbé.

Plus la matière à étudier (contrôle non destructif, spectrographie ...) à l’aide de rayons X est épaisse ou absorbante, plus il est nécessaire d’utiliser un rayonnement dur, à longueur d’onde faible.

Les rayons X sont des rayons ionisants, ils arrachent ou ajoutent des électrons aux atomes qu’ils ionisent et, dans une cellule, ils peuvent rompre les molécules d’ADN. Plus leur longueur d’onde est courte, plus les rayons X pénètrent dans le corps et détériorent les structures cellulaires puis tissulaires.

Les appareils générateurs de rayons X n’émettent un rayonnement que lorsqu’ils sont sous tension. Leurs caractéristiques dépendent des conditions de tension et d’intensité de leur alimentation en courant électrique : plus la tension est élevée, plus les rayons sont énergétiques et pénétrants (« durs ») ; plus l’intensité augmente, plus le flux de rayons X (et par conséquent la dose reçue) s’accroit.
Les rayons X peuvent parcourir quelques centaines de mètres dans l’air, mais le débit de dose est inversement proportionnel au carré de la distance, c’est à dire qu’il diminue rapidement avec l’éloignement de la source.

Les situations de travail exposant aux rayons X

Elles résultent de l'utilisation des rayons X dans différentes applications médicales, industrielles, et scientifiques : le secteur de la santé a le plus grand nombre de travailleurs potentiellement exposés ; le secteur industriel vient ensuite avec la radiométallographie des pièces métalliques, l'utilisation des dispositifs à rayons X pour l'inspection des bagages et le contrôle des cargaisons... ; enfin, le personnel des laboratoires de recherche sont souvent exposés à des doses de rayons X.
Les rayons X peuvent être directement reçus à partir de la source (rayonnement primaire) ou diffusés par les murs, sols, plafonds (rayonnement secondaire).

- Les applications médicales

Le radiodiagnostic dans le cadre de la radiologie conventionnelle, de la scanographie exposent le personnel médical et vétérinaire à des doses répétées, plus fortes lorsque celui-ci se trouve à proximité du patient pour accomplir de gestes thérapeutiques, ou pour des examens comme la tomodensitométrie ou les doses peuvent être élevées.
La radiothérapie externe utilise la source d’irradiation X à distance de la peau avec des appareils de radiothérapie superficielle (contacthérapie), pour traiter des lésions cutanées.

- Les applications industrielles

Des appareils émettent des rayons X, afin de vérifier à partir d'une image radiographique, l'intégrité de structures ou de pièces, notamment l’état des soudures, le niveau de corrosion des composants métalliques, et la présence de fissures. Cette technique de radiographie industrielle permet un contrôle non destructif.
L'appareil muni d'un tube à rayons X peut être fixe et placé dans une enceinte blindée, équipée de dispositifs de sécurité, ce qui diminue grandement les risques dus aux rayonnements, mais certains appareils sont portatifs pour être utilisés sur un site de travail temporaire (oléoducs, ponts, tuyauteries, coques de navires, ailes d’avion...) ou les conditions de travail difficiles et les manipulations fréquentes de sources intenses de rayonnement X constituent un danger potentiel d'irradiation supérieur.
Le soudage par bombardement électronique, qui concentre d'intenses faisceaux d'électrons à haute énergie pour fondre et souder des métaux dans le vide, émet des rayons X.
En matière de sécurité alimentaire, des détecteurs rayons X permettent la recherche de toutes les non-conformités (défauts de remplissage, produits cassés, corps étrangers ...).
Des matériels de contrôle aux rayons X (portiques fixes, camions scanners mobiles des douanes...) sont utilisés pour détecter explosifs, armes, stupéfiants dans les bagages, colis postaux, cargaisons de camions et conteneurs pour les professionnels du monde aéroportuaire, portuaire, routier et les autorités de contrôle frontalières.

- Les applications de laboratoires

Des appareils d'analyse aux rayons X sont utilisés comme dispositifs de diffractométrie et de spectrographie conçus pour effectuer des examens microscopiques ou pour analyser des spectres de rayons X de la matière au niveau atomique ou cristallin.

Les principaux risques des rayons X

Les rayons X sont fortement énergiques et peuvent ioniser les matières qu’ils traversent, ils arrachent ou ajoutent des électrons aux atomes, donc changent leur comportement chimique et électrique. Il y a donc un risque d’exposition externe, soit globale, soit localisée, en rapport avec le pouvoir de pénétration dans le corps des rayons X émis par la source, car ces rayonnements passent très aisément la barrière cutanée : ils entraînent une irradiation en profondeur du corps humain et, à partir d’une certaine dose, modifient les fonctions et les structures cellulaires puis tissulaires (par radiolyse de l’eau de la matière biologique), dérèglent la division cellulaire, avec parfois une détérioration de l’ADN, qui contient le programme génétique et les cellules endommagées peuvent être celles de l'ovaire ou des spermatozoïdes (reprotoxicité par mutation génétique).

Toutes les radiations subies s’ajoutent et se cumulent tout au long de la vie.

Les cellules jeunes des embryons et des fœtus sont très sensibles aux rayons X ; les effets des irradiations « in utero » sont particulièrement délétères (effets tératogènes) : développement anormal du fœtus et retard mental, défaut de croissance,...

Les rayons X ont deux types d’effets différents sur l’organisme :

- Les effets déterministes, qui se manifestent rapidement et certainement lorsque la dose reçue atteint ou dépasse un seuil d’apparition, et dont la gravité est fonction de cette dose et qui sont réversibles.

Les rayons X ont notamment un effet néfaste sur la peau, les globules rouges du sang, la moelle osseuse, le cristallin de l'œil et les gonades.
Ces risques immédiats (radiodermites, anémie, syndrome hémorragique, cataracte, diminution de la fertilité ...) sont liés à une irradiation aiguë correspondant à une forte dose reçue.

- Les effets aléatoires, qui ne se manifestent pas toujours, qui apparaissent de façon différée, sans seuil évident, ni gravité clairement corrélée à la dose reçue, même si, statistiquement, leur occurrence dépend de cette dose.

Ces risques tardifs (cancers radio-induits dont les ceux de la thyroïde, les sarcomes osseux, les leucémies,... et possiblement malformations dans la descendance) sont plus liés à l'accumulation des doses sur plusieurs irradiations successives.

L’évaluation de la dangerosité d’une dose délivrée aux différents tissus et organes du corps est mesurée en Sievert (Sv) (ancienne unité : « radiation equivalent men » (rem), 1 Sv = 100 rems).

La limite d’exposition annuelle aux rayonnements X des travailleurs exposés est fixée par la réglementation à 20 milliSievert par an.
Les femmes enceintes et les très jeunes travailleurs sont les personnes les plus sensibles aux risques des rayons X.

Les maladies professionnelles reconnues dues aux expositions aux rayons X figurent dans le Tableau n°6 du Régime Général de la Sécurité sociale et n° 20 du Régime Agricole : « Affections provoquées par les rayonnements ionisants ».

Les mesures préventives des risques des rayons X

La dangerosité des rayons X implique que les employés soient efficacement protégés contre une exposition excessive à ce rayonnement pendant qu'ils travaillent. La prévention doit être orientée vers la meilleure maîtrise possible des niveaux d'expositions par la mise en œuvre de la radioprotection qui est l’ensemble des règles, des procédures et des moyens de prévention et de surveillance visant à empêcher ou à réduire les effets nocifs des rayonnements ionisants sur les personnes et l’environnement.

La prévention consiste à limiter l’ensemble des doses reçues à un très bas niveau (pour les risques aléatoires différés), et en évitant qu’une dose puisse excéder le seuil d’apparition des risques immédiats certains.

Les principes généraux de la radioprotection reposent sur trois piliers :

- Les durées : durée d’exposition aux rayons X la plus brève possible,
- Les distances : éloignement maximal des travailleurs par rapport aux sources de rayons X, avec l’utilisation d'appareils manipulables à distance,
- Les écrans : interposition d’un écran épais et absorbant entre la source de rayons X et le travailleur et port de vêtements de protection.

• La classification des travailleurs exposés aux rayons X
  
  Le médecin du travail, sur la base d’une étude de poste permettant d’établir une fiche d’exposition, classe les travailleurs exposés dans une catégorie A (susceptible de recevoir une dose comprise entre 6 et 20 mSv par an) ou B (susceptible de recevoir une dose comprise entre 1 et 6 mSv par an).
  
  Les travailleurs de catégorie A ou B bénéficient de mesures de prévention renforcées : surveillance médicale renforcée (examen au moins annuel et fiche d’aptitude), surveillance dosimétrique individuelle, formation obligatoire aux risques liés aux rayons X, surveillance post-professionnelle pour les travailleurs de catégorie A. Cette classification doit être communiquée au personnel concerné et une liste des salariés exposés doit être établie selon ces critères.
  
  Les femmes enceintes doivent être retirées d’un poste classé A ou B pendant la durée de la gestation, d’où la nécessité de déclarer le plus tôt possible leur état de grossesse.


• La désignation d’une personne compétente en radioprotection (PCR)
  
  La personne compétente en radioprotection (PCR), ayant préalablement bénéficié d’une formation spécialisée dans le domaine des rayonnements ionisants, concourt, en coordination avec le médecin du travail et les comités d’hygiène, de sécurité et des conditions de travail (CHSCT), à une mise en œuvre efficace des mesures de prévention au sein de l’entreprise : contribution à l’élaboration du « Document Unique de Sécurité » avec le recensement des risques des rayons X dans chaque poste de travail, constitution du dossier d’autorisation ou de déclaration des installations à risque d’exposition aux rayonnements ionisants, délimitation et signalisation des zones de travail autour de toutes les sources de rayonnements ionisants, contrôle périodique d’ambiance, des installations et du matériel de surveillance et de dosimétrie, choix et contrôle des équipements de protection individuelle, surveillance de la dosimétrie personnelle, rédaction des consignes et formation périodique (tous les trois ans au minimum) des travailleurs à la radioprotection...


• La réglementation de l’accès aux différentes zones à risques
  
  Les lieux de travail doivent être répartis en quatre zones, avec une délimitation et une signalétique précises : zones en accès libre, zones surveillées, zones contrôlées, zones spécialement réglementées ou interdites.
  
  A l’intérieur des zones surveillées ou contrôlées, l’accès est réglementé, et les travailleurs bénéficient de mesures de protection renforcées en matière de formation, de suivi dosimétrique des expositions aux radiations et de suivi médical.
  Les zones sont surveillées lorsque le générateur à rayons X est sous tension, et contrôlées lorsque celui-ci est en fonctionnement, c'est-à-dire qu’il émet des rayons X, avec des voyants lumineux le signalant : alors, seuls peuvent demeurer à la station de travail les professionnels informés et équipés des équipements de protection et de surveillance requis pour l’accès à cette zone. L’accès y est en particulier interdit aux femmes enceintes et aux personnes mineures.
  
  Pour les applications extérieures (camion scanner par exemple), un périmètre de sécurité doit être instauré autour de l'appareil afin de protéger les agents qui doivent interdire de manière rigoureuse à toute personne d’y pénétrer lorsque l'appareil est en mode de fonctionnement, en particulier les conducteurs afin qu’ils soient à une distance suffisante de leurs véhicules au moment des contrôles.


• Les appareillages de surveillance de l’exposition aux rayons X
  
  S’agissant d’une exposition externe, la surveillance est réalisée au moyen d’un suivi dosimétrique assuré par des mesures individuelles de dosimétrie passive nominative à lecture différée (dosimètre porté à la poitrine, au poignet, bague,...) éventuellement associé à une dosimétrie active opérationnelle à lecture directe en temps réel.
  
  Le port de dosimètres passifs est obligatoire pour tout le personnel exposé (catégories A et B). Il est envoyé à l'organisme chargé de la dosimétrie tous les mois et au médecin du travail, ou, pour les catégories B seulement, tous les trimestres. Ces dosimètres donnent la possibilité de prendre les précautions appropriées pour limiter les occasions futures d'exposition de manière que le cumul de dose maximale permise ne soit pas dépassé.
  
  Pour la dosimétrie active obligatoire pour tout travailleur entrant en zone contrôlée, la mesure en temps réel de l'exposition est pourvue d’alarmes auditives et visuelles se déclenchant en cas de surdose et le suivi est assuré par la personne compétente en radioprotection (PCR) à chaque sortie de zone contrôlée ou en fin de poste.


• Les mesures de prévention technique
  
  - L’interposition d’écrans et l’éloignement de la source Des écrans de protection entre le salarié et la source (plomb, verre au plomb ou plexiglas...), dont la nature et l’épaisseur sont adaptées aux caractéristiques du rayonnement et à l’activité, réduisent l’exposition. Combinés à l’éloignement de la source de toutes les parties du corps du travailleur, l’exposition peut devenir très faible. Ces écrans peuvent être des paravents plombés fixes, des bas volets plombés sur les tables d’intervention, des suspensions plafonnières, des écrans mobiles entre la source de rayonnement et le salarié lors d’utilisation d’émetteur de rayons X mobiles ...
  L’éloignement de la source peut être réalisé par un appareillage à commandes déportées dans un local indépendant et protégé.
  
  - Le contrôle et l’entretien des équipements Les équipements à rayons X doivent être contrôlés régulièrement (lors des contrôles règlementaires périodiques par un organisme agréé, du contrôle qualité des installations, ...), notamment pour vérifier le bon réglage des appareils.
  
  Le contrôle doit être systématique pour les appareils générateurs de rayons X lors de l’installation et chaque fois qu’ils ont subi une transformation, tous les ans pour les appareils mobiles, tous les 3 ans pour les appareils fixes. En effet, un rayonnement parasite peut provenir de pièces défectueuses, d'un mauvais ajustement des accessoires à l'origine de fuites par des ouvertures non blindées et il convient de vérifier le bon fonctionnement de tous les blindages, obturateurs, fenêtres de sortie du faisceau, accessoires et raccords.


• Les mesures de prévention individuelle
  
  Le port de protections individuelles (gants, lunettes, tablier plombés...) complète les mesures de prévention collectives précédentes en réduisant considérablement l’intensité du rayonnement. Les opérateurs doivent avoir à leur disposition des vêtements de protection pour chaque personne travaillant en zone contrôlée, adaptés à leur morphologie et d’une épaisseur en équivalent de plomb d’au moins 0,35 mm à l’avant (0,50 mm possiblement) et 0,25 mm à l’arrière. Il est également préconisé d’avoir à disposition des lunettes en verre plombés, des caches thyroïdes, des caches gonades et des gants plombés lorsque l’exposition des mains ne peut être évitée, par exemple si la présence auprès du patient en radiologie médicale est nécessaire (examens spécifiques, ...).


• La surveillance médicale
  
  Les salariés exposés aux rayonnements X bénéficient d'une Surveillance Médicale Renforcée (SMR) adaptée à leur poste de travail.
  
  La surveillance médicale s'effectue avant l'affectation au poste de travail, puis au moins annuellement, ou à la demande du salarié, notamment en cas de grossesse, et visite exceptionnelle en cas d'irradiation importante (avec examens hématologiques, dermatologiques, ophtalmologiques...).
  
  Le médecin du travail élabore une fiche d’exposition renseignant sur la nature du travail, la quantité des rayonnements reçus, la période d’exposition et les cas d’exposition accidentelle anormale éventuels.
  Cette fiche est mise à jour annuellement et conservée dans le dossier médical individuel pendant 50 ans à compter de la cessation de l'exposition.
  
  Les travailleurs de catégorie A bénéficie d’une surveillance médicale post-professionnelle.

Pour aller plus loin

Dossier INRS ED 958 : "Les rayonnements ionisants. Prévention et maîtrise des risques ", 2006, 56 pages