Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
En explosimétrie et toxicométrie, les détecteurs de gaz sont utilisés en surveillance de l’atmosphère et non en contrôle continu. En effet, ils sont conçus pour, suite à une mesure, déclencher une alarme lorsque l’atmosphère devient explosive ou toxique. Cet article commence par définir les notions associées à ces appareils, notamment les seuils de danger. Il présente ensuite le principe de détection des explosimètres et toxicomètres, leurs caractéristiques et grandeurs d’influence, ainsi que leur critères de choix.
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Antoinette ACCORSI : Ingénieur de l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris - Expert Capteurs Gaz auprès des Organismes de Normalisation (UTE, CENELEC, CEI) - Ingénieur à l’INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques)
INTRODUCTION
Le présent article traite de l’utilisation des détecteurs de gaz pour l’explosimétrie et la toxicométrie. Dans ces domaines, le détecteur de gaz est un appareil fait pour donner une alarme lorsque l’atmosphère devient explosible (présence d’un gaz combustible) ou toxique (présence d’un gaz dangereux pour la santé, ou absence d’oxygène). Le détecteur de gaz combustible, combustible gas detector en anglais, est aussi appelé « explosimètre » en français.
Pour définir un seuil de danger avec précision, l’appareil doit réaliser une mesure : il mesure la concentration du gaz présent, ou la plupart du temps sa pression partielle. Ce type d’appareil est donc utilisé en surveillance de l’atmosphère, et non en contrôle de processus, ce qui le différencie des analyseurs qui sont plus précis et donc plus coûteux. Son usage est le plus souvent de nature industrielle ; des tentatives existent cependant pour le faire entrer dans les usages domestiques (détecteur de fuites de méthane).
L’utilisation des microprocesseurs permet d’élargir son domaine à l’hygiène industrielle et même au contrôle de pollution ; il devient possible de mémoriser les mesures, de calculer des moyennes dans le temps... Cependant ces mesures, bien souvent réglementaires, exigent des précisions ou des règles spécifiques de mesurage qui ne peuvent pas toujours être obtenues ou utilisées avec ce type d’appareil. Méthodes et spécifications sont en cours d’élaboration au niveau des Communautés européenne et internationale (travaux du CEN – Comité européen de normalisation – et de l’ISO – Organisation internationale de normalisation).
Il convient donc d’être prudent dans le choix de tels appareils pour des mesures autres que de simples indications de présence ou d’absence de gaz.
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Installation des détecteurs fixes4. Caractéristiques et grandeurs d’influence
4.1 Quelques éléments théoriques
Nous avons vu que la plupart des méthodes utilisées couramment en détection de gaz reposent sur l’interaction entre un milieu gazeux et un solide (ou un liquide dans le cas de l’électrochimie). Il faut donc que le gaz à détecter arrive au contact du solide ; pour cela, il doit traverser un certain nombre de milieux protecteurs de l’élément sensible. Il faut donc considérer l’ensemble de la tête de détection, qui, comme nous l’avons vu précédemment, comporte un filtre, un fritté, un espace libre, et enfin le capteur sur lequel le gaz va réagir, après s’être adsorbé (figure 8). Les espèces formées par la réaction vont ensuite désorber, et diffuser jusqu’à l’air libre en retraversant les barrières précédentes.
Les équations générales de diffusion-réaction s’écrivent :
-
![]()
avec :
- D i :
- coefficient de diffusion dans le milieu i
- c :
- concentration du gaz
-
![]()
: - dérivée partielle par rapport au temps
-
![]()
: - dérivée partielle, du second ordre, d’espace normalement à la surface ;
dans l’espace compris entre le fritté et la surface réactive ;
-
c = C 0 ou c = f (t ) à l’interface fritté/air, si l’on suppose respectivement une concentration constante, ou en train d’évoluer ;
- ...
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Caractéristiques et grandeurs d’influence
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOUTONNAT (M.) - La détection des atmosphères explosibles. - Protection Civile et Sécurité Industrielle, nov. 1973.
-
(2) - ACCORSI (A.) - Les capteurs de gaz, domaines d’application, axes de recherche. - Spectra 2000, vol. 15, no 121, p. 34-42, mai 1987.
-
(3) - ACCORSI (A.) - L’explosimètre depuis 15 ans. - Face au Risque, no 234, p. 31-34, juin-juil. 1987.
-
(4) - ROSE (G.), ACCORSI (A.) - Improving catalytic sensors performances by electronic techniques. - EUROSENSORS 5, San Sebastian 1992. Sensors and Actuators B, vol. 15-16 (1993).
-
(5) - JANATA (J.) - Principles of Chemical Sensors. - Plenum Press, Plenum Publishing Corporation, New York.
-
(6) - GOPEL (W.), HESSE (J.), ZEMEL (J.N.) - * - Sensors, A Comprehensive Survey, volume 1 : Fundamentals...
Normes françaises (NF), européennes (EN), anglaises (BS) et internationales (CEI)
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