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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Caractéristiques et grandeurs d’influence3. Constitution des différents appareils
Les détecteurs de gaz peuvent être classés en trois grands types : appareils fixes, transportables, portatifs. Ils peuvent également être monofonction (explosimètre par exemple), multifonctions (explosimètre-toximètre-oxygénomètre). Ils peuvent comporter une pompe, qui amène l’échantillon à l’intérieur de l’appareil, ou travailler par simple diffusion. La tête de détection peut être déportée de l’électronique, cette dernière pouvant aussi comprendre une partie dans la tête déportée, une partie dans une baie de mesure.
L’ensemble peut être intégré dans un système de surveillance automatisé gérant à la fois les fonctions de détection d’intrusion, d’incendie, de fuite de gaz. Ce système, en général distinct de la gestion du process, peut être relié à ce dernier car les alarmes des détecteurs peuvent, par l’intermédiaire de relais d’alarme, avoir des actions directes de mise en sécurité du process.
Les parties communes à tous les détecteurs sont : l’alimentation, le capteur, la tête de détection, le conditionnement des signaux, les corrections éventuelles d’interférents atmosphériques, les fonctions d’information (afficheur, alarmes lumineuses et sonores), les organes permettant des commandes (relais).
Dans ce qui suit, nous ne cherchons pas à faire un cours d’instrumentation, mais nous insistons sur les points qui permettront de choisir en toute connaissance de cause le détecteur adapté au problème à résoudre.
3.1 Alimentation
Les appareils alimentés par le secteur (fixes ou transportables) sont souvent conçus pour pouvoir basculer sur un système de secours en cas de coupure du secteur (24 V, ou batterie). Les appareils portatifs sont à piles, ou bien souvent à batterie rechargeable.
Le compartiment batterie peut être amovible, ce qui permet d’utiliser l’appareil pendant la recharge, grâce à un nouveau compartiment batterie. L’autonomie des batteries dépend de leur capacité et de la consommation des appareils : de 5 à 40 h selon le type de capteur. Les batteries à charge lente se chargent avec un courant égal au dixième de leur capacité.
une batterie de capacité 1 Ah sera chargée à l’aide de 0,1 A pendant 10 heures. Les batteries à...
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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.
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(3) - ACCORSI (A.) - L’explosimètre depuis 15 ans. - Face au Risque, no 234, p. 31-34, juin-juil. 1987.
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(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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