Respiratory protective devices -- Human factors

ISO/TS 16976-8:2013 gives guidance on the generic ergonomic factors for the preparation of standards for performance requirements, testing and use of respiratory protective devices (RPD). It specifies principles relating to: the biomechanical interaction between RPD and the human body; the interaction between RPD and the human senses: vision, hearing, smell, taste and skin contact.

Appareils de protection respiratoire -- Facteurs humains

L'ISO/TS 16976-8:2013 fournit des lignes directrices relatives aux facteurs ergonomiques génériques liés aux APR. Elle spécifie aux rédacteurs de normes de performance des APR les principes liés ŕ l'interaction biomécanique entre l'APR et le corps humain, et l'interaction entre l'APR et les sens humains: vue, ouďe, odorat, goűt et contact avec la peau.

General Information

Status
Published
Publication Date
26-May-2013
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
01-Sep-2020
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Technical specification
ISO/TS 16976-8:2013 - Respiratory protective devices -- Human factors
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ISO/TS 16976-8:2013 - Appareils de protection respiratoire -- Facteurs humains
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Standards Content (sample)

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 16976-8
First edition
2013-06-01
Respiratory protective devices —
Human factors —
Part 8:
Ergonomic factors
Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains —
Partie 8: Facteurs ergonomiques
Reference number
ISO/TS 16976-8:2013(E)
ISO 2013
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013

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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Ergonomic factors ............................................................................................................................................................................................... 1

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 1

4.2 Integration of performance and ergonomic requirements ............................................................................... 1

4.3 Factors to be considered in the determination of the best ergonomic solution ............................ 2

4.4 Factors to be considered in specifying requirements for the adjustability of RPD and its

appropriate fixation to the body .............................................................................................................................................. 4

4.5 Factors to be considered in specifying requirements to ensure that RPD does not irritate

or cause discomfort ............................................................................................................................................................................ 4

4.6 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the

anthropometric factors of RPD ................................................................................................................................................. 4

4.7 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the

biomechanical factors of RPD .................................................................................................................................................... 5

4.8 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the thermal

effects of RPD............................................................................................................................................................................................ 6

4.9 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the sensory

effects of RPD............................................................................................................................................................................................ 7

5 Verification procedure for compliance with ergonomic factors ......................................................................... 7

5.1 General approach .................................................................................................................................................................................. 7

5.2 Selecting an appropriate type of test ................................................................................................................................... 8

5.3 Assessment of the anthropometric factors of RPD and their impact on the wearer .................. 9

5.4 Assessment of the biomechanical factors of RPD and their impact on the wearer ..................... 9

5.5 Assessment of the thermal effects of RPD and their impact on the wearer ....................................10

5.6 Assessment of the sensory factors of RPD and their impact on the wearer ...................................10

Annex A (informative) Ergonomic assessment of RPD using panels of test subjects ......................................13

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................16

© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any

patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on

the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

The committee responsible for this document is ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and

equipment, SC15, Respiratory protective devices.
ISO/TS 16976 consists of the following parts:
— Part 1: Metabolic rates and respiratory flow rates
— Part 2: Anthropometrics

— Part 3: Physiological responses and limitations of oxygen and limitations of carbon dioxide in the

breathing environment

— Part 4: Work of breathing and breathing resistance: Physiologically based limits

The following parts are under preparation:
— Part 5: Thermal effects
— Part 6: Psycho-physiological effects
— Part 7: Hearing and speech
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
Introduction

This part of ISO/TS 16976 provides guidance for the writers of respiratory protective devices (RPD)

performance standards on the specification of ergonomic factors.

Ergonomics involves the application of scientific methods and appropriate data to the design and

specification of machines, equipment, environments, systems and the interface with the people using

it. The successful use of ergonomics in designing RPD will enhance the acceptability of the RPD and

through this will improve the safety, health, performance and effectiveness of the wearer.

RPD is used in situations where a risk to health or safety has been identified. The preferred solution is to

reduce the risk to zero and thereby to remove the need for RPD. If this is not possible, the threat should be

reduced so that practical RPD can minimize the risk to wearer exposed to that hazard. In some working

conditions some RPD may be more comfortable than none and not to be considered as an additional

discomfort. Side effects of using RPD can range from discomfort to severe constraint and physical load.

The application of ergonomic principles to RPD allows optimization of the balance between protection

and usability.

Some aspects of the design and specification of RPD require specialist knowledge of the particular job

the RPD is used for and of the particular hazard against which the RPD is to be effective or particular

ergonomics issues. Although this part of ISO/TS 16976 covers many aspects, the writers of performance

standards should be aware that it cannot be expected to identify all the existing and possible future

problem points for which ergonomic factors and test methods will be required in performance standards.

It will remain the responsibility of the relevant experts to identify and quantify the hazards in the work

place and to foresee the potential ergonomic problems, and thus to ensure that the RPD specified and

manufactured is fit for the purposes intended in all respects.

For practical reasons, this part of ISO/TS 16976 presents ergonomics factors separately. However, it

should be recognized that the overall acceptability of a RPD will be determined by a combination of

these and other factors by the individual wearer.

Together with ISO/TS 16976 Parts 1 to 7, this part of ISO/TS 16976 provides basic human factor data.

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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 16976-8:2013(E)
Respiratory protective devices — Human factors —
Part 8:
Ergonomic factors
1 Scope

ISO/TS 16976 provides information on factors related to human physiology, ergonomics and performance

for the preparation of standards for performance requirements, testing and use of respiratory protective

devices (RPD).

This part of ISO/TS 16976 gives guidance on the generic ergonomic factors related to RPD.

It specifies for the writers of RPD performance standards principles relating to:

— the biomechanical interaction between RPD and the human body;

— the interaction between RPD and the human senses: vision, hearing, smell, taste and skin contact.

This part of ISO/TS 16976 does not cover requirements related to specific hazards for which RPD

are designed.
2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 16972, Respiratory protective devices — Terms, definitions, graphical symbols and units of measurement

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16972 apply.

4 Ergonomic factors
4.1 General

Harmonized performance standards for RPD should contain ergonomic requirements and test methods,

or should make normative reference to other standards to be applied.

Usually, ergonomic assessments of RPD have to be made while people are wearing them or are connected

to the external component of the system. Wherever possible, the assessments should be objective,

although some aspects can only be assessed subjectively.
Examples of how to make assessments are given in Annex A.
4.2 Integration of performance and ergonomic requirements

The primary purpose of RPD is to provide protection against specific inhalation hazards that cannot

be eliminated or adequately reduced by other means. Performance standards should therefore contain

performance requirements and test methods to ensure that the products fulfilling the performance

© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO/TS 16976-8:2013(E)

provide the appropriate protection against the identified hazards, and that they are ergonomically

suitable for the users.

Performance standards writers should consider the tasks being performed, the equipment being used,

the duration of the usage of the RPD, and the environments likely to be encountered. They should ensure

as far as possible that the RPD does not create hazards for the users. This may be by incorporating in

performance standards requirements and test methods based on this part of ISO/TS 16976.

Where the presence of more than one risk or the need to cover more parts of the body makes it necessary for

a wearer to use simultaneously besides an RPD another item of Personal Protective Equipment (PPE), such

equipment must be mutually compatible and continue to be effective against the risk or risks in question.

In addition to interactive effects on technical performance, interaction between different forms of PPE

including RPD may influence ergonomic aspects. Thus, although the effect of individual items of PPE

tested in isolation may not be significant, it will be the combined effect that will determine the overall

load and consequent acceptability. For example, both a half-mask respirator and a safety helmet may

intrude upon the visual field (glasses). Either in isolation may be acceptable but, when worn together the

combined impact may not be. At its most extreme, extensive body coverage by RPD, or wearing several

forms of protection may result in sensory and physical isolation.

Ergonomics requirements can be taken into account by determination of performance levels on the

basis of a risk assessment.

4.3 Factors to be considered in the determination of the best ergonomic solution

4.3.1 General

RPD is to be worn by an individual for protection against one or more health and safety hazards. This

protection is the intended effect of the RPD, but wearing RPD can also result in unintended negative

effects, which can interfere with the wearer’s normal performance of the risk-related tasks.

Performance standards writers should consider how to specify the best compromises between

protection, practicality, and any potentially adverse impact of wearing the RPD. If different solutions

apply, equivalent compromises may be possible.

4.3.2 Factors to be considered in specifying the optimum level of protection to be provided

Performance standards writers should consider the following variable aspects of the use of RPD:

— the duration of use of the RPD (some RPD such as escape RPD may be worn for only a few minutes

when it is perceived that a hazard is present, but other RPD may be worn for several hours or

throughout a working day/shift);

— whether there are different situations in which the RPD is used, that require different amounts of

the body to be covered and for various other PPE to be used in addition;

— the reasonable balance between the severity of the hazard, protection, burden and duration.

4.3.3 Factors to be considered in specifying the optimal practicability

The designs of RPD that result from compliance with performance standards should allow, as far as

possible, normal pursuit of all activity within the occupational environment. To ensure this is achieved,

performance standards should include test procedures and requirements based on the performance

of prescribed movements, or should make normative reference to such procedures and requirements.

Standards writers should, where relevant, include reference to the fact that where RPD suppliers claim

mutually compatible components of PPE, the resulting combination should be tested together. Tests should

be selected to represent a range of the normal movements made by wearers of the RPD while using it.

[19]
For fire fighter PPE assessment, standard writers should refer to BS 8469.
2 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
In any event they should include the following:
— understanding instructions and warnings given by the manufacturers;
— putting on, adjusting, and taking off the RPD and/or PPE;
— general activities, such as moving and communicating;
— activities specific to situations where the RPD is to be used;
— safety of the subjects.

Practical performance tests may impose physiological strains on the test subjects thus requiring

stringent controls. To ensure the safety of test subjects:
[5]

a) the test subjects should be medically examined and certified fit in accordance with ISO 12894

[20]
b) ethical clearance should be obtained in accordance with Reference;
[20]
c) the experimentation should be performed in accordance with Reference;
d) there should be physiological monitoring of test subjects;

e) normal safety procedures should be applied, including close supervision by trained, experienced

staff, and voluntary withdrawal should be permitted at any time.

Interpretation of the results should take into account the levels of hazard against which the RPD is

intended to provide protection, the inevitable burdens such RPD will impose, and the environmental

conditions under which it will be used.

Guidance on the choice of movements and the overall conduct of ergonomic assessment of RPD using

human subjects is given in Annex A.
[9] [11] [12]
For more information, see ISO/TS 16976-1 , ISO/TS 16976-3 and ISO/TS 16976-5 .
4.3.4 Factors to be considered in the physiological impact of RPD

The following indicators might be considered to determine the physiological impact in relation to

the use of RPD:
— heart rate,
— oxygen consumption,
— alveolar gas composition,
— breathing rate,
— body temperature change,
— sweat rate,
— fatigue or strain of muscles.

Examples where indicators might be used include where the mass of the RPD may result in an excessive

burden or where the exothermic processes providing breathable air or other factors of RPD may give

rise to thermal strain.
[9] [11]
More information may be obtained in ISO/TS 16976-1 and ISO/TS 16976-3 .
© ISO 2013 – All rights reserved 3
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ISO/TS 16976-8:2013(E)

4.4 Factors to be considered in specifying requirements for the adjustability of RPD

and its appropriate fixation to the body

Performance standards writers should consider whether requirements and test methods need to be

included to test the adjustments and restraint of RPD. In deciding that need, they should consider the

seriousness of the consequences of displacement of the RPD, and the maximum tolerable displacement.

The following are examples of aspects that could be considered:
— the information and instructions for fitting and adjusting;
— the information and instructinos for doffing of the RPD;
— the adjustability and the stability of adjustments;
— determining that the RPD has been correctly fitted.

When writing a test, consideration should be given to the static and dynamic forces that might be exerted

on the RPD in normal wear, and during the circumstances in which it is intended to provide protection

and how these may be represented in test methods.

4.5 Factors to be considered in specifying requirements to ensure that RPD does not ir-

ritate or cause discomfort

RPD shall not irritate or cause discomfort which may later lead to injuries for the users who may come

into contact with it. Factors to be taken into account include:

— whether the RPD will be in contact with the skin and how sensitive this particular area of skin is to

the effects of rubbing and pressure;
— for how long the RPD will normally be in contact with the skin;
— whether the type of RPD may have sharp or hard edges or points;

— whether the bulk, hardness and position of adjustment and closure mechanisms may have a negative

impact on the user;

— whether chemical composition of the material used and its by-products may affect the body;

— whether any materials likely to be used in contact with the skin are known to produce allergic

reactions in a proportion of the population;

— whether any closure mechanism, or other feature, may become caught up with scalp, facial or body hair;

— whether the outer surface of the RPD could harm other people;

— whether simple visual and manual examination of the RPD is adequate for an assessment, or

whether specific test methods need to be developed for assessing the hardness, roughness or other

features of the RPD.

4.6 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the an-

thropometric factors of RPD

In determining appropriate anthropometric factors of the intended RPD wearer group to be specified in

the RPD performance standards, the following shall be considered:
— the body part(s) it will be in contact with or cover;
— the physical activities expected to be performed during its use.

The body part(s) the RPD will be in contact with will serve to identify those parts for which anthropometric

data are needed. If the RPD crosses or covers a body joint, then more anthropometric dimensions should

be specified based on different joint positions.
4 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/TS 16976-8:2013(E)

The physical activity expected to be performed during the use of RPD may alter body dimensions. This

should be taken into account in specifying anthropometric dimensions in a RPD performance standard.

Excessively close fitting or otherwise poorly dimensioned RPD may prevent or hinder the performance

of necessary activities.

Loose fitting or bulky RPD may restrict access to working areas or may present a potential safety hazard

by snagging on projections or other features of the environment.

The intended user group will need to be defined to ensure that appropriate dimensions are specified to

encompass that population. Variations in size may be accommodated by means of adequate adjustment

systems or the provision of size ranges as appropriate.

Because different body dimensions are not necessarily closely correlated, standards writers should

consider the need to specify more than one essential anthropometric dimension in order to ensure

satisfactory fit for the intended user group.

Performance standards writers should address at least the topics related to anthropometric factors

10] [6]
detailed in ISO/TS 16976-2[ and in ISO 15537 .

4.7 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the biome-

chanical factors of RPD
4.7.1 General

In determining appropriate biomechanical effects to be specified in the RPD performance standards,

the following should be considered:

— the static distribution of mass, the dynamic or inertial forces and consequent load on the human

body when using different types of RPD and/or combinations of RPD and PPE,

— optimization of the influence of biomechanical effects of RPD on work load and/or task performance.

RPD can have adverse effects on the body by increasing muscle strain or energy consumption through

increased passive loading or by altering the dynamic loading. For example, additional mass on the head

produces forces in the neck that have to be countered by the neck muscles.

The mass of RPD and its distribution have to be considered in relation to the specific body part or parts

likely to be affected.

Heavy masses on the body or body parts increase energy consumption, especially when walking or running.

Care should be taken when applying the principles in this section of this document to RPD intended to

be worn under water or in situations involving unusual accelerative forces.
4.7.2 Mass distribution

Peripheral parts of the body are more susceptible to added mass than the trunk, because of the increased

moment. Hence, an additional weight is best worn on the trunk and as close as possible to the body

centre of gravity and as symmetrical as possible. This means that the waist is the body location where

such a weight is best carried. However, this is often not practical because RPD is normally made to be

worn on specific body parts in order to protect against a specific risk.
4.7.3 Restriction and prevention of movements

Heavy, close fitting, stiff or bulky material can excessively impede the bending of joints and restrict

working positions and movements. Materials and products that resist movement elastically and require

a continuous muscular effort acting against the elastic recoil to maintain a particular joint position can

cause fatigue and injury.
© ISO 2013 – All rights reserved 5
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ISO/TS 16976-8:2013(E)
4.7.4 Abrasion or compression of the skin and underlying structures

Movement of RPD against the body can give rise to redness (erythema) and, if prolonged, to abrasion.

Depending upon the duration of wear, compression of the skin can cause unsightly marking. Where

blood vessels or nerves pass close to the body surface or are liable to be trapped against hard (bony)

body parts then further adverse effects can occur. For example, straps passing close to the neck/shoulder

junction can compress nerves or occlude blood flow. Abrasion or compression might cause irritation or

reduce the acceptability of the RPD. Pulse points in the neck, groin and wrist are obvious possible areas

for concern in relation to circulatory effects.
4.7.5 Exacerbation of vibration

In some situations RPD, interacting with an external force, can produce vibration or shock effects. Some

forms of RPD can impart additional vibration to the body of the wearer such as effects of vibration

exposure, when wearing RPD during travelling in vehicles. The writers of performance standards should

be aware of the special circumstances where such phenomena occur and, if appropriate, should include

suitable testing within their standard.

4.8 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the ther-

mal effects of RPD
4.8.1 General

In the preparation of performance standards ergonomic factors should be considered so that the

protective function of the RPD is maintained at the best possible level of thermal comfort for the wearer.

It is evident that RPD which does not put severe restrictions on heat exchange would considerably

improve wearer comfort and efficiency. This can to some extent be achieved by appropriate material

selection and designs.

Whenever possible, RPD shall be designed so that covered body parts can maintain good ventilation and

moisture exchange when this is necessary. For example, the condensation of moisture from exhaled air

occurs with many forms of RPD and this can result in local thermal discomfort.

The overall effect on the wearer’s heat exchange depends on the interaction between the thermal

environment, activity, clothing and RPD. Therefore, RPD or combined RPD and workwear and/or other

clothing have an upper and a lower range of environmental conditions for defined activity levels within

which there will be little discomfort for the user. Proper specification of such limits, and/or thermal

properties for the calculation of such limits should be given in performance standards.

4.8.2 Thermal effects of materials and complete RPD

Attention shall be paid to the selection of materials for RPD which shall not only provide the required

protection against the relevant hazards, but should also interfere as little as possible with body heat

balance. The aim is to obtain thermal comfort and minimize thermal strain.

The performance standard writer should bear in mind that the thermal effects of multi-layer materials

or of RPD enclosing the whole body may not be the same as the sum of those of the individual materials.

The performance standard writer should bear in mind that the impact of the thermal effects of the

complete RPD will be influenced by the thermal environment in which the RPD is to be worn and the

physical activity of the wearer.

Performance standards writers should address thermal effects by considering the information given in

[12]
ISO/TS 16976-5 .
6 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/TS 16976-8:2013(E)

4.9 Factors to be considered in specifying requirements to take into account the sen-

sory effects of RPD
4.9.1 General

The human senses are the means through which the human body receives information from the

environment. Reception of the correct information is often a precondition for taking appropriate

reactions. In a working situation the information can for example be about the environment, spoken

information from other persons, visual information from papers, machinery or displays; feed-back from

the working process; or warning signals. If the sensory signals are too weak or distorted there is a risk

that they will either not be received or will be misunderstood. If the sensory signals

...

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 16976-8
Première édition
2013-06-01
Appareils de protection
respiratoire — Facteurs humains —
Partie 8:
Facteurs ergonomiques
Respiratory protective devices — Human factors —
Part 8: Ergonomic factors
Numéro de référence
ISO/TS 16976-8:2013(F)
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TS 16976-8:2013(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 16976-8:2013(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Facteurs ergonomiques ................................................................................................................................................................................. 1

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 1

4.2 Intégration des exigences de performance et des exigences ergonomiques .................................... 2

4.3 Facteurs à prendre en compte lors de la détermination de la solution la

plus ergonomique ................................................................................................................................................................................. 2

4.4 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la

possibilité de réglage de l’APR et à sa fixation appropriée sur le corps ................................................. 4

4.5 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences permettant de

s’assurer que l’APR ne provoque pas d’irritation ou d’inconfort ................................................................. 4

4.6 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la prise en

compte des facteurs anthropométriques de l’APR ................................................................................................... 5

4.7 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la prise en

compte des effets biomécaniques de l’APR ..................................................................................................................... 5

4.8 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la prise en

compte des facteurs thermiques de l’APR ....................................................................................................................... 6

4.9 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la prise en

compte des effets sensoriels de l’APR .................................................................................................................................. 7

5 Procédure de vérification de la conformité aux facteurs ergonomiques ..................................................8

5.1 Approche générale ............................................................................................................................................................................... 8

5.2 Choix d’un type d’essai approprié .......................................................................................................................................... 9

5.3 Évaluation des facteurs anthropométriques d’un APR et de leur impact sur l’utilisateur .... 9

5.4 Évaluation des facteurs biomécaniques d’un APR et de leur impact sur l’utilisateur ............10

5.5 Évaluation des effets thermiques d’un APR et de leur impact sur l’utilisateur ............................10

5.6 Évaluation des facteurs sensoriels d’un APR et de leur impact sur l’utilisateur .........................11

Annexe A (informative) Évaluation ergonomique d’un APR en utilisant des panels de

sujets d’essai ..........................................................................................................................................................................................................14

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................18

© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO/TS 16976-8:2013(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne

la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.

org/directives.

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les

références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration

du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,

www.iso.org/patents.

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour

information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements

et équipements de protection, sous-comité SC 15, Appareils de protection respiratoire.

L’ISO/TS 16976 comprend les parties suivantes, présentées sour le titre général Appareils de protection

respiratoire — Facteurs humains:
— Partie 1: Régimes métaboliques et régimes des débits respiratoires
— Partie 2: Anthropométrie

— Partie 3: Réponses physiologiques et limitations en oxygène et en gaz carbonique dans l’environnement

respiratoire

— Partie 4: Travail de respiration et de résistance à la respiration: limites physiologiques

— Partie 8: Facteurs ergonomiques
Les parties suivantes sont en cours d’élaboration:
— Partie 5: Effets thermiques
— Partie 6: Effets psycho-physiologiques
— Partie 7: Discours et audition
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ISO/TS 16976-8:2013(F)
Introduction

La présente partie de l’ISO/TS 16976 fournit des lignes directrices aux rédacteurs des normes de

performance des appareils de protection respiratoire (APR) relatives à la spécification des facteurs

ergonomiques.

L’ergonomie concerne l’application de méthodes scientifiques et de données appropriées à la conception

et à la spécification des machines, des équipements, des environnements, des systèmes et de l’interface

avec les personnes les utilisant. L’application réussie de l’ergonomie dans la conception des APR

améliorera l’acceptabilité des APR et, de ce fait, améliorera la sécurité, la santé, les performances et

l’efficacité de l’utilisateur.

Les APR sont utilisés dans les situations où un risque pour la santé ou la sécurité a été identifié. La

solution préférentielle consiste à éliminer le risque et ainsi supprimer la nécessité d’un APR. Lorsque

cela est impossible, il convient d’atténuer la menace de sorte qu’un APR pratique puisse réduire au

minimum le risque pour l’utilisateur exposé à ce phénomène dangereux. Dans certaines conditions de

travail, certains APR peuvent assurer un plus grand confort que leur absence et ne sont pas considérés

comme un inconfort supplémentaire. Les effets secondaires du port d’un APR peuvent aller de l’inconfort

jusqu’à une contrainte et une charge physique importantes. L’application de principes ergonomiques aux

APR permet d’optimiser le compromis entre protection et utilisabilité.

Certains aspects de la conception et de la spécification d’un APR nécessitent une connaissance

approfondie de la tâche particulière pour laquelle l’APR est utilisé et du risque particulier contre lequel

l’APR doit être efficace ou des problèmes d’ergonomie particuliers. Bien que la présente partie de

l’ISO/TS 16976 couvre de nombreux aspects, il convient que les rédacteurs de normes de performance

soient conscients qu’elle ne peut pas identifier tous les points problématiques existants et possibles dans

le futur pour lesquels des facteurs ergonomiques et des méthodes d’essai seront requis dans les normes

de performance. Il appartiendra aux experts concernés d’identifier et de quantifier les risques sur le lieu

de travail et de prévoir les éventuels problèmes ergonomiques, pour s’assurer ainsi que l’APR spécifié et

fabriqué est en tout point adapté à l’usage prévu.

Pour des raisons pratiques, la présente partie de l’ISO/TS 16976 présente les facteurs ergonomiques

séparément. Néanmoins, il convient d’admettre que l’acceptabilité globale d’un APR sera déterminée par

une combinaison de ces facteurs et d’autres facteurs liés à chaque utilisateur.

La présente partie de l’ISO/TS 16976, conjointement à l’ISO/TS 16976-1 à l’ISO/TS 16976-7, fournit des

données relatives aux facteurs humains.
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16976-8:2013(F)
Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains —
Partie 8:
Facteurs ergonomiques
1 Domaine d’application

L’ISO/TS 16976 fait partie d’une série de documents fournissant des informations sur les facteurs liés à

la physiologie humaine, à l’ergonomie et aux performances en vue de l’élaboration de normes relatives

aux exigences de performance, aux essais et à l’utilisation des appareils de protection respiratoire (APR).

La présente partie de l’ISO/TS 16976 fournit des lignes directrices relatives aux facteurs ergonomiques

génériques liés aux APR.

Elle spécifie aux rédacteurs de normes de performance des APR les principes liés à

— l’interaction biomécanique entre l’APR et le corps humain, et

— l’interaction entre l’APR et les sens humains: vue, ouïe, odorat, goût et contact avec la peau.

La présente partie de l’ISO/TS 16976 ne traite pas des exigences liées aux risques spécifiques pour lequel

l’APR est conçu.
2 Références normatives

Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables

à l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour

les références non datées, la dernière édition du document de référence (y compris les éventuels

amendements) s’applique.

ISO 16972, Appareils de protection respiratoire — Termes, définitions, symboles graphiques et unités de mesure

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16972 s’appliquent.

4 Facteurs ergonomiques
4.1 Généralités

Il convient que les normes de performance harmonisées relatives aux APR contiennent des exigences

ergonomiques et des méthodes d’essai ou fassent référence à d’autres normes devant être appliquées.

Les évaluations ergonomiques des APR doivent généralement être réalisées alors que des personnes les

portent ou sont reliées à l’élément externe du système. Si possible, il convient que les évaluations soient

objectives, bien que certains aspects ne puissent faire l’objet que d’une évaluation subjective.

Des exemples de méthodes d’évaluation sont donnés dans l’Annexe A.
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ISO/TS 16976-8:2013(F)
4.2 Intégration des exigences de performance et des exigences ergonomiques

Le principal objectif d’un APR est d’assurer une protection contre des risques d’inhalation spécifiques qui

ne peuvent pas être éliminés ou réduits de manière adéquate par d’autres moyens. Il convient donc que les

normes de performance contiennent des exigences de performance et des méthodes d’essai permettant

de s’assurer que les produits satisfaisant à ces performances procurent la protection appropriée contre

les risques identifiés et qu’ils soient adaptés aux utilisateurs d’un point de vue ergonomique.

Il convient que les rédacteurs de normes de performance tiennent compte des tâches réalisées, de

l’équipement utilisé, de la durée d’utilisation de l’APR et des environnements susceptibles d’être

rencontrés. Il convient qu’ils s’assurent autant que possible que l’APR n’engendre pas de risques pour

les utilisateurs. À cet effet, ils peuvent incorporer dans les normes de performance des exigences et des

méthodes d’essai fondées sur la présente partie de l’ISO/TS 16976.

Lorsque la présence de plusieurs risques ou la nécessité de protéger d’autres parties du corps oblige l’utilisateur

à porter un autre équipement de protection individuelle (EPI) en même temps que l’APR, ces équipements

doivent être mutuellement compatibles et demeurer efficaces contre le ou les risques considérés.

Outre les effets interactifs sur les performances techniques, l’interaction entre différentes formes

d’EPI, y compris un APR, peut avoir une influence sur les aspects ergonomiques. Ainsi, bien que l’effet

de chaque élément d’EPI soumis à essai séparément puisse ne pas être significatif, c’est l’effet combiné

qui déterminera la charge globale et par conséquent l’acceptabilité. Par exemple, la combinaison d’un

appareil équipé d’un demi-masque et d’un casque de protection peut faire intrusion dans le champ de

vision (lunettes). Chaque élément considéré isolément peut être acceptable mais, lorsqu’ils sont portés

simultanément, l’impact combiné peut ne pas l’être. A l’extrême, une couverture étendue du corps par

un APR ou le port de plusieurs formes de protection peut entraîner un isolement sensoriel et physique.

Les exigences ergonomiques peuvent être prises en compte par la détermination de niveaux de

performance sur la base d’une appréciation du risque.

4.3 Facteurs à prendre en compte lors de la détermination de la solution la plus er-

gonomique
4.3.1 Généralités

L’APR doit être porté par un individu pour le protéger contre un ou plusieurs risques pour la santé et

la sécurité. Cette protection est l’effet prévu de l’APR, mais le port d’un APR peut aussi avoir des effets

négatifs inattendus qui peuvent interférer avec la réalisation normale par les utilisateurs des tâches

associées aux risques.

Il convient que les rédacteurs des normes de performance tiennent compte de la façon de spécifier les

meilleurs compromis entre protection, aspect pratique et tout effet potentiellement néfaste du port de

l’APR. Lorsque différentes solutions s’appliquent, des compromis équivalents peuvent être possibles.

4.3.2 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification du niveau de protection optimal à

fournir

Il convient que les rédacteurs de normes de performance tiennent compte des aspects variables suivants

liés à l’utilisation d’un APR:

— la durée d’utilisation de l’APR (certains APR, tels que les APR de fuite, ne peuvent être portés que

quelques minutes lorsque la présence d’un danger est perçue, mais d’autres APR peuvent être portés

jusqu’à plusieurs heures ou pendant toute une journée de travail/poste);

— l’existence de différentes situations dans lesquelles l’APR est utilisé, qui nécessitent de protéger une

surface plus ou moins grande du corps et d’utiliser divers autres EPI en complément;

— un compromis raisonnable entre la gravité du risque, la protection, la charge et la durée.

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ISO/TS 16976-8:2013(F)

4.3.3 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification de la praticabilité optimale

Il convient que les conceptions d’APR résultant du respect des normes de performance permettent,

autant que possible, la poursuite normale de toutes les activités dans l’environnement de travail. Pour

s’en assurer, il convient que les normes de performance contiennent des modes opératoires d’essai et

des exigences fondés sur la réalisation de mouvements spécifiés, ou fassent référence à des normes

spécifiant de tels modes opératoires et exigences. Le cas échéant, il convient que les rédacteurs de

normes incluent une mention stipulant que, lorsque les fournisseurs d’APR déclarent que des éléments

d’EPI sont mutuellement compatibles, il convient que la combinaison résultante soit soumise à essai.

Il convient de choisir des essais représentant la gamme des mouvements normaux effectués par les

utilisateurs de l’APR alors qu’ils portent l’appareil.

Pour l’évaluation des EPI pour pompiers, il convient que les rédacteurs de normes aient connaissance de

[19]
la BS 8469.
Dans tous les cas, il convient qu’ils incluent les éléments suivants:

— la compréhension des instructions et des avertissements donnés par les fabricants;

— la mise en place, le réglage et le retrait de l’APR et/ou de l’EPI;
— les activités générales, tels que les déplacements et la communication;
— les activités propres aux situations dans lesquelles l’APR doit être utilisé;
— la sécurité des sujets.

Les essais pratiques de performance peuvent imposer une astreinte physiologique aux sujets d’essai,

nécessitant donc des contrôles rigoureux pour assurer la sécurité des sujets d’essai:

a) il convient que les sujets d’essai fassent l’objet d’un examen médical et soient certifiés aptes

[5]
conformément à l’ISO 12894;
[20]

b) il convient d’obtenir l’approbation d’un comité d’éthique conformément à la Référence;

[20]
c) il convient que l’expérimentation soit réalisée conformément à la Référence;

d) il convient de mettre en place une surveillance physiologique des sujets d’essai;

e) il convient d’appliquer les procédures normales de sécurité, y compris une supervision étroite par

un personnel formé et expérimenté, et il convient que les volontaires soient autorisés à se retirer à

n’importe quel moment.

Il convient que l’interprétation des résultats tienne compte des niveaux de risque contre lesquels l’APR

est censé assurer une protection, des charges inévitables qu’un tel APR imposera et des conditions

ambiantes dans lesquelles il sera utilisé.

Des lignes directrices concernant le choix des mouvements et la conduite générale de l’évaluation

ergonomique d’un APR en faisant appel à des sujets humains sont données dans l’Annexe A.

[9] [11] [12]

Pour plus d’informations, voir l’ISO/TS 16976-1 , l’ISO/TS 16976-3 et l’ISO/TS 16976-5 .

4.3.4 Facteurs à prendre en compte dans l’impact physiologique d’un APR

Les indicateurs suivants peuvent être pris en compte pour déterminer l’impact physiologique lié à

l’utilisation d’un APR:
— fréquence cardiaque;
— consommation d’oxygène;
— composition du gaz alvéolaire;
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— rythme respiratoire;
— variation de la température corporelle;
— taux de sudation;
— fatigue ou tension musculaire.

Des indicateurs peuvent être utilisés, par exemple, lorsque la masse de l’APR peut engendrer une charge

excessive ou lorsque les procédés exothermiques produisant un air respirable ou d’autres facteurs

peuvent donner lieu à une astreinte thermique.
[9] [11]

De plus amples informations sont données dans l’ISO/TS 16976-1 et l’ISO/TS 16976-3 .

4.4 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la

possibilité de réglage de l’APR et à sa fixation appropriée sur le corps

Il convient que les rédacteurs de normes de performance déterminent si des exigences et des méthodes

d’essai doivent être incluses pour évaluer les réglages et le maintien de l’APR. Pour déterminer cette

nécessité, il convient qu’ils tiennent compte de la gravité des conséquences d’un déplacement de l’APR

ainsi que du déplacement maximal tolérable. Les points suivants sont des exemples des éléments pouvant

être pris en compte:
— les informations et les instructions de mise en place et de réglage;
— les informations et les instructions de retrait de l’APR;
— la possibilité de réglage et la stabilité des réglages;
— les points permettant de déterminer qu’un APR a été correctement mis en place.

Lors de la rédaction d’un essai, il convient de tenir compte des forces statiques et dynamiques pouvant

s’exercer sur l’APR lors d’un port normal et dans les circonstances dans lesquelles il est censé assurer

une protection, et de la façon dont elles peuvent être représentées dans les méthodes d’essai.

4.5 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences permettant de

s’assurer que l’APR ne provoque pas d’irritation ou d’inconfort

L’APR ne doit pas provoquer d’irritation ou d’inconfort susceptible d’entraîner ultérieurement des lésions

pour les utilisateurs en contact avec lui. Les facteurs à prendre en compte sont notamment les suivants:

— déterminer si l’APR sera en contact avec la peau et le niveau de sensibilité de cette zone cutanée

particulière aux effets du frottement et de la pression;

— déterminer la durée pendant laquelle l’APR sera normalement en contact avec la peau;

— déterminer si le type d’APR peut présenter des arêtes ou points vifs ou durs;

— déterminer si l’encombrement, la dureté et la position des mécanismes de réglage et de fermeture

peuvent avoir un impact négatif sur l’utilisateur;

— déterminer si la composition chimique du matériau utilisé et de ses sous-produits peut affecter le corps;

— déterminer si les matériaux susceptibles d’être en contact avec la peau sont connus pour provoquer

des réactions allergiques dans une fraction de la population;

— déterminer si un mécanisme de fermeture, ou un autre élément, peut se prendre dans les cheveux,

les poils de barbe ou le système pileux;
— déterminer si la surface extérieure de l’APR peut blesser d’autres personnes;
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— déterminer si un simple examen visuel et manuel de l’APR est adéquat pour l’évaluation et si des

méthodes d’essai spécifiques doivent être mises au point pour évaluer la dureté, la rugosité ou

d’autres caractéristiques de l’APR.

4.6 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la

prise en compte des facteurs anthropométriques de l’APR

Lors de la détermination des facteurs anthropométriques appropriés du groupe d’utilisateurs prévu

des APR devant être spécifiés dans les normes de performance de l’APR, les points suivants doivent être

pris en compte:

— la ou les parties du corps avec lesquelles il sera en contact ou qu’il recouvrira;

— les activités physiques qu’il est prévu d’effectuer pendant son utilisation.

La ou les parties du corps avec lesquelles l’APR sera en contact serviront à identifier les parties pour

lesquelles des données anthropométriques sont nécessaires. Lorsque l’APR traverse ou couvre une

articulation du corps, il convient alors de spécifier d’autres dimensions anthropométriques fondées sur

les différentes positions de l’articulation.

L’activité physique qu’il est prévu d’effectuer pendant l’utilisation de l’APR peut modifier les dimensions

du corps. Il convient d’en tenir compte dans la spécification des dimensions anthropométriques dans

une norme de performance relative à l’APR. Un ajustement trop serré ou un APR mal dimensionné peut

empêcher ou entraver l’exécution des activités nécessaires.

Un APR non ajusté ou encombrant peut limiter l’accès aux zones de travail ou peut présenter un risque

potentiel pour la sécurité en s’accrochant aux saillies ou à d’autres éléments de l’environnement.

Le groupe d’utilisateurs prévu devra être défini pour s’assurer que des dimensions appropriées sont

spécifiées pour l’ensemble de cette population. Les variations de taille peuvent être compensées au

moyen de systèmes de réglage adéquats ou en fournissant des gammes de tailles, selon le cas.

Étant donné que les différentes dimensions corporelles ne sont pas nécessairement étroitement

corrélées, il convient que les rédacteurs de normes tiennent compte de la nécessité de spécifier plusieurs

dimensions anthropométriques essentielles pour assurer un ajustement satisfaisant pour le groupe

d’utilisateurs prévu.

Il convient que les rédacteurs de normes de performance traitent au moins les sujets liés aux facteurs

[10] [6]
anthropométriques détaillés dans l’ISO/TS 16976-2 et l’ISO/TS 15537 .

4.7 Facteurs à prendre en compte lors de la spécification des exigences relatives à la

prise en compte des effets biomécaniques de l’APR
4.7.1 Généralités

Lors de la détermination des effets biomécaniques appropriés devant être spécifiés dans les normes de

performance des APR, il convient que les points suivants soient pris en compte:

— la répartition statique de la masse, les forces dynamiques ou d’inertie et la charge sur le corps humain

qui en résulte, lorsque différents types d’APR et/ou combinaisons d’APR et d’EPI sont utilisés;

— l’optimisation de l’influence des effets biomécaniques de l’APR sur la charge de travail et/ou

l’exécution des tâches.

L’APR peut avoir des effets néfastes sur le corps en augmentant la tension musculaire ou la dépense

d’énergie par une augmentation de la charge passive ou en modifiant la charge dynamique. Par exemple,

une augmentation de la masse de la tête produit des forces dans le cou qui doivent être contrées par les

muscles du cou.
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ISO/TS 16976-8:2013(F)

La masse de l’APR et sa répartition doivent être considérées par rapport à la partie ou aux parties

spécifiques du corps susceptibles d’être affectées.

Des masses lourdes sur le corps ou des parties du corps augmentent la dépense d’énergie, notamment

lors de la marche ou de la course.

Il convient de prendre des précautions lorsque les principes du présent paragraphe de ce document

sont appliqués à un APR destiné à être porté sous l’eau ou dans des situations impliquant des forces

d’accélération inhabituelles.
4.7.2 Répartition de la masse

Les parties périphériques du corps sont plus sensibles à une masse ajoutée que le tronc en raison de

l’augmentation du moment. Par conséquent, il est préférable de porter une masse supplémentaire sur le

tronc et aussi près que possible du centre de gravité du corps et le plus symétriquement possible. Cela

signifie que la taille est l’endroit du corps le plus adapté au port d’une telle masse. Toutefois, ce n’est

souvent pas possible parce que l’APR est normalement destiné à être porté sur des parties spécifiques

du corps afin de les protéger contre un risque spécifique.
4.7.3 Limitation et entrave des mouvements

Un matériel lourd, très ajusté, rigide ou encombrant peut entraver excessivement la flexion des

articulations et limiter les positions de travail et les mouvements. Les matériaux et les produits qui

résistent au mouvement de façon élastique et qui nécessitent un effort musculaire continu pour lutter

contre la rétraction élastique pour maintenir une position particulière de l’articulation peuvent

provoquer une fatigue et des blessures.
4.7.4 Abrasion ou compression de la peau et des structures sous-jacentes

Le mouvement de l’APR contre le corps peut provoquer une rougeur (érythème) et à long terme une

abrasion. Selon la durée du port, la compression de la peau peut provoquer des marques inesthétiques.

Lorsque des vaisseaux sanguins ou des nerfs passent
...

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