Comment choisir sa détection de gaz ?

La détection de gaz permet de surveiller la présence de gaz dans l’air afin d’identifier les dangers sur une zone définie. Elle permet de garantir la sécurité des sites industriels dans lesquels la manipulation de gaz est fréquente (les raffineries, les industries chimiques…). La détection est primordiale pour prévenir les accidents et les situations dangereuses où des gaz toxiques ou inflammables peuvent être présents.

Quels sont les risques liés au gaz ? Comment identifier ses besoins en détection de gaz ?

1. Comprendre les gaz

LES PROPRIÉTÉS DES GAZ

Les gaz ont plusieurs propriétés physiques et chimiques qui les différencient des liquides et des solides :

• Une faible densité : les gaz ont une densité beaucoup plus faible que les liquides et les solides, leurs molécules sont très espacées les unes des autres.
• Une grande compressibilité : l’espacement entre les molécules de gaz peut être diminué en compressant le gaz.
• Une forte expansion : les gaz ont tendance à se dilater dans tout l’espace disponible.
• Une pression exercée par les molécules sur les parois du conteneur.
• Un faible point de fusion et d’ébullition très bas, leur permettant de passer d’un état à l’autre très facilement.

LA THÉORIE DU GAZ

La théorie du gaz se base sur le fait que les gaz sont composés de molécules qui sont en constante agitation thermique, se déplaçant à des vitesses différentes dans toutes les directions.

Cette théorie explique également la relation entre la pression (P), le volume (V), la température (T) et la quantité de gaz (n), connue également sous le nom de loi des gaz parfaits.

Les gaz se rapprochant des propriétés des gaz parfaits sont, par exemple, l’azote, l’oxygène, l’hydrogène, l’hélium, le néon, l’argon…

2. Les dangers des gaz

LA TOXICITÉ

Certains gaz peuvent être toxiques pour les être humains, les animaux, et cela même à faible concentration, pouvant aller de la « simple » irritation jusqu’à la mort :

• Monoxyde de Carbone (CO).
• Hydrogène sulfuré (H2S).
• Dioxyde de carbone (CO2).
• Chlore (CL2)…

Une inhalation, une ingestion ou une pénétration par la peau peuvent être extrêmement nocifs. Il faut donc protéger les employés face à un risque toxique immédiat mais aussi sur des expositions à long terme. À savoir, le nombre de décès par exposition à des gaz toxiques est supérieur à celui des décès par explosions dues à des gaz inflammables.

L’INFLAMMABILITÉ ET L’EXPLOSIVITÉ

Les risques liés aux gaz inflammables sont l’incendie et/ou l’explosion. Ces gaz peuvent brûler ou exploser dès lors qu’une source d’ignition est présente à proximité.

Le triangle du feu

Pour qu’il y ait un risque d’incendie ou d’explosion, il faut la réunion de 3 éléments :

• Un combustible : les gaz inflammables (méthane, butane, propane, alcools, solvants).
• Une source d’ignition : flammes, étincelles, surfaces chaudes, arcs électriques…
• L’oxygène en quantité suffisante pour maintenir la combustion du gaz inflammable.

La combustion est donc une réaction chimique dans laquelle l’oxygène se mélange rapidement à une autre substance entrainant un dégagement d’énergie, qui prend la forme de chaleur voire de flammes.

Les limites d’inflammabilité ou d’explosivité

Les limites d’inflammabilité ou d’explosivité d’un gaz correspondent à la plage de concentrations limites du gaz dans l’air pour produire un mélange combustible (inflammation ou explosion). Elle se situe entre 2 limites :

• La limite inférieure d’inflammabilité (LII) ou d’explosivité (LIE) : il s’agit de la concentration minimale de gaz inflammable dans l’air suffisante pour soutenir la combustion en présence d’une source d’ignition.
• La limite supérieure d’inflammabilité (LSI) ou d’Explosivité (LSE) : il s’agit de la concentration maximale de gaz inflammable dans l’air pouvant soutenir la combustion en présente d’une source d’ignition.

En dessous de la limite inférieure, il s’agit d’un mélange pauvre, il n’y a pas assez de gaz pour soutenir une combustion. Au-delà de la limite maximale, l’oxygène n’est pas assez présente, il y a trop de gaz pour soutenir la combustion. Ces limites varient en fonction de la composition chimique du gaz inflammables et des conditions environnementales (température, pression…).

L’ASPHYXIE

L’oxygène est indispensable pour respirer, et cela même s’il n’est présent dans l’air ambiant qu’à 20.9%v/v. Lorsque le taux chute en dessous de 19.5%, l’air est considéré comme appauvri en oxygène et en dessous de 16%v/v, l’air est dangereux pour l’être humain pouvant créer des étourdissements, des vertiges. En dessous de 6%v/v, l’air est fatal pour l’être humain.

LES EFFETS ENVIRONNEMENTAUX

Certains gaz peuvent causer des dommages sur l’environnement très importants et être la cause du réchauffement climatique comme les gaz à effet de serre (naturels ou industriels) :

• Dioxyde de Carbone.
• Méthane.
• Protoxyde d’azote
• Ozone troposphérique
• Les fluorocarbures…

3. Les solutions de détection de gaz

LES SYSTÈMES DE DÉTECTION PORTABLES

Les détecteurs de gaz portables

Les détecteurs de gaz portables sont des appareils capable d’estimer la concentration d’un ou plusieurs gaz présents dans l’air, dans les zones de travail où des gaz dangereux peuvent être présents. Lorsqu’un détecteur de gaz capte la présence d’un gaz dangereux dans l’air dépassant les seuils d’alarmes préréglés, il émet une alarme sonore et/ou visuelle pour avertir l’utilisateur du danger.

En outre, ils peuvent détecter une large gamme de gaz, comme les gaz toxiques, les gaz inflammables et les gaz asphyxiants. Ils sont conçus pour détecter plusieurs gaz simultanément ou un seul type de gaz.

Les balises de détection

La balise de chantier permet de protéger les équipes d’intervention ou de maintenance dans les zones à risques gaz en délimitant un périmètre dangereux. Elles permettent une surveillance ponctuelle (chantier…).

Ces balises sont généralement connectées à distance et peuvent être reliées à une centrale de gaz sans fil afin de remonter les informations précises sur la zone.

LES SYSTÈMES DE DÉTECTION DE GAZ FIXES

Les systèmes de détection de gaz fixes sont des systèmes permanents installés dans les bâtiments industriels pour détecter la présence de gaz inflammables ou toxiques afin de maitriser les risques et de permettre une surveillance en continue.

Ils sont généralement raccordés à une centrale de gaz et dès lors qu’un détecteur capte la présence d’un gaz, il l’envoie au système de contrôle centralisé qui surveille les niveaux de gaz en temps réel et qui active les alarmes sonores et/ou visuelles en cas de dépassement des seuils de sécurité.

Ces systèmes sont souvent utilisés dans les zones où des gaz dangereux peuvent s’accumuler (espaces confinés, chambres froides, canalisations, chaufferies, salles de charge de batteries…) mais aussi pour surveiller les processus industriels où des gaz dangereux sont produits ou utilisés (raffineries de pétrole, usines chimiques, centrales électriques…). Ces systèmes peuvent surveiller l’ensemble des détecteurs sur une ou plusieurs zones.

L’entretien de ces systèmes est un élément important à prendre en compte car cette maintenance permet de garantir leur efficacité à long terme. La maintenance comprend l’étalonnage des capteurs, l’inspection des composants du système.

LES ANALYSEURS DE GAZ

Les analyseurs de gaz sont des instruments utilisés pour mesurer la quantité de matière gazeuse, telle que l’oxygène, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et d’autres gaz dangereux. Ils peuvent mesurer un ou plusieurs gaz. Il existe 2 sortes d’analyseur :

• L’analyseur ambiant : il mesure la quantité de gaz dans l’air ambiant, utilisé pour le contrôle et l’analyse de la pollution atmosphérique.
• L’analyseur à émission : il mesure la quantité de gaz émis, utilisé pour les cheminées industrielles.

Ces analyseurs sont portatifs ou sont reliés à un système de mesurage automatisé.

4. Choisir sa détection de gaz

Il existe une grande variété d’équipements de détection de gaz qui peuvent sembler identiques. Toutefois, chaque appareil possède des fonctionnalités et des caractéristiques bien définies, offrant des avantages propres à chacun. C’est pourquoi, il est primordial de bien définir son ou ses besoins pour trouver le détecteur de gaz qui convient.

1. ÉVALUER LES RISQUES GAZ

Avant de définir le matériel nécessaire à la détection de gaz, il faut connaitre et identifier les risques présents sur site. Toute société a pour obligation de procéder à une évaluation des risques pour identifier les dangers potentiels. Pour reprendre, plusieurs risques peuvent donc être présents :

• Le risque d’incendie et d’explosion en présence de gaz inflammables (méthane).
• Le risque d’intoxication en présence de gaz toxiques (monoxyde de carbone, hydrogène sulfuré, gaz carbonique, chlore, ammoniac…).
• Le risque d’asphyxie (anoxie ou hyperoxie) en raison d’une déficience ou d’une trop forte concentration d’oxygène.
• Le risque environnemental en présence de gaz à effet de serre.

Dès lors qu’un de ces dangers est identifié, la détection de gaz constitue un moyen de réduction de ces risques.

2. IDENTIFIER L’OBJECTIF PRINCIPAL

La deuxième étape est de définir l’objectif principal à l’installation de la détection de gaz. Plusieurs raisons :

• Être conforme à la réglementation en vigueur.
• Respecter les conditions imposées par les assureurs.
• Sécuriser un site industriel, au-delà même de la réglementation ou des demandes des assureurs.
• Obtenir des analyses pour optimiser la productivité (les fuites de gaz pouvant entrainer des temps d’arrêt coûteux pour un site).
• Répondre aux responsabilités sociales et environnementales fixées.

3. ANALYSER LE SITE À PROTÉGER

a. L’identification et l’origine des gaz

Adapter la solution finale c’est avant tout pouvoir identifier la présence d’un gaz particulier et agir en conséquence avant que des niveaux dangereux ne soient atteints. Il faut donc :

• Identifier les niveaux de concentration qui peuvent s’avérer dangereux pour définir les seuils d’alarmes, la position du capteur…
• Identifier les sources de fuite de gaz pour déterminer le nombre, le type (fixe ou portatif) et l’emplacement des capteurs.

b. Les conditions environnementales

Les détecteurs de gaz sont équipés de capteurs sensibles aux conditions environnementales (température, taux d’humidité, niveaux de pression…). Il peut y avoir des conséquences sur ses performances, sa précision et sa fiabilité. Au-delà des conditions environnementales, les conditions de production peuvent également jouer un rôle impactant dans la détection (processus de production, de fluctuations, de variabilité saisonnière). Il faut donc :

• Identifier la zone à protéger : intérieur ou extérieur.
• Identifier toutes les conditions : environnementales, de production…
• Identifier le niveau de sécurité nécessaire pour ces équipements (ATEX…).

c. Les fonctionnalités du produit

Il existe des technologies différentes, des fonctionnalités différentes et donc des prix différents : présence d’une interface utilisateur locale, le nombre de relais et de sorties requis, la possibilité de connexion de capteurs distants, le remplacement à chaud des cartouches, la consignation des évènements…

d. La compréhension du produit

La détection de gaz sert aussi à protéger les collaborateurs. De ce fait, la compréhension du produit et sa facilité d’utilisation et de sa maintenance sont indispensables pour tous ceux qui l’utiliseront.