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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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Normalisation. Certification et marque NF5. Installation des détecteurs fixes
Les détecteurs de gaz sont « ponctuels » ; ils ne détectent que la présence du gaz qui arrive à leur contact. Leur emplacement est donc très important vis‐à‐vis de la sécurité.
Pour assurer une détection efficace, il faut connaître le comportement des gaz lors d’une fuite. Il faut tenir compte des paramètres suivants : site extérieur ou intérieur, sources potentielles de fuite de gaz ou de vapeurs, nature du gaz ou des vapeurs, nature et concentrations des rejets (exemples : jet haute pression, fuite lente, liquide répandu), topographie du site, mouvements d’air (en intérieur : ventilation naturelle et ventilation mécanique ; en extérieur : vitesse et direction du vent), effet de température, environnement local de l’usine, population de l’usine et des localités à proximité, situation des sources potentielles d’explosion...
Trois méthodes peuvent aider à réaliser une installation :
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les « règles de l’art » : cela consiste à prendre en compte les influences et à les pondérer en utilisant la connaissance et le savoir-faire qu’un spécialiste a développé en la matière ;
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l’expérimentation sur le site : elle consiste à utiliser des tests avec tubes fumigènes, des mesures anémométriques ou des techniques plus sophistiquées comme les gaz traceurs, pour simuler et décrire précisément le comportement des gaz ;
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la simulation numérique : elle permet de prédire le comportement des gaz lors d’une fuite ; elle n’est pas encore suffisamment au point pour permettre la connaissance de l’évolution des concentrations près des sources de fuite.
Il sera dans tous les cas nécessaire d’utiliser les compétences du spécialiste du comportement des gaz, du spécialiste du procesus de l’usine à surveiller, et de l’ingénieur chargé de la sécurité ou de l’hygiène du travail.
On trouvera plus de détails dans le projet CENELEC « Guide pour la sélection, l’installation, l’utilisation et la maintenance des appareils du groupe II de détection et de mesure des gaz combustibles dans les atmosphères potentiellement explosives ». Ce guide est à l’étude au niveau international (CEI) ; il est possible de se procurer le projet à l’UTE....
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Installation des détecteurs fixes
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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