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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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Définitions7. Critères de choix. Maintenance
7.1 Critères de choix
Nous répertorions ci‐après, pour l’utilisateur qui cherche à s’équiper de détecteurs de gaz, les questions à poser au constructeur et qui, souvent, n’ont pas de réponse sur les notices.
Le point clé de l’appareil est le capteur, principalement sa durée de vie. Il est nécessaire de se renseigner sur son origine, son prix en tant que pièce de rechange : un élément détecteur explosimétrique coûte 400 à 600 F (1992), la tête de mesure, qu’il faut parfois changer en entier, peut coûter jusqu’à 2 000 F si elle inclut une partie de l’électronique. Un capteur électrochimique d’oxygène coûte environ 600 F, pour les autres gaz il peut coûter jusqu’à 2 000 F.
La consommation électrique n’est pas un critère très important pour les appareils fixes ; elle le devient pour les appareils portatifs, pour lesquels il faut se faire préciser l’autonomie des batteries sans alarme et avec alarme.
Outre le domaine de température de fonctionnement, il sera utile de demander le coefficient de température.
Un appareil fonctionnant en zone classée devra avoir les références de son certificat électrique.
Enfin, il est indispensable de demander conseil pour le calibrage du capteur, et sa périodicité : dans tous les cas, une absence de signal peut correspondre à un capteur insensible au gaz. Les appareils de détection de manque d’oxygène possèdent souvent un auto-contrôle de leur vieillissement, en prenant l’air ambiant comme référence : si ce type d’appareil est mis en route dans une atmosphère appauvrie en oxygène, il va confondre un vieillissement du capteur et un manque d’oxygène.
Tous les autres capteurs ne peuvent être vérifiés qu’en injectant du gaz.
Si le capteur est intégré dans un système complet de détection, il peut être utile de faire expertiser l’ensemble du système par un laboratoire reconnu en sécurité des systèmes électroniques, une défaillance du système ne devant pas entraîner un mauvais fonctionnement du détecteur de gaz, en particulier la perte d’alarme. Les normes métrologiques ne tenant pas compte des défauts que le logiciel peut avoir, il est bon qu’une étude de sécurité du logiciel soit faite.
L’utilisateur potentiel d’un détecteur devra...
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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).
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(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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