Gaz comprimés Gaz comprimés Page 1 sur 9
Introduction De nombreux gaz comprimés sont utilisés dans les laboratoires et instituts de l'université. Il s agit notamment des gaz à caractère médicaux (oxygène, gaz anesthésiques,...), des gaz utilisés à des fins d analyse (hydrogène, argon, hélium,...) et des gaz utilisés à des fins techniques (p.ex. acétylène pour le soudage, gaz naturel). La première caractéristique d'une bonbonne de gaz comprimé est d'avoir un contenu sous pression élevée. La seconde caractéristique tient à la nature du gaz contenu sous pression (inflammable, toxique, corrosif,...). La plupart des gaz sont plus lourds que l air et ont donc tendance à descendre en l absence de déplacements d air suffisants. En cas de fuite dans un lieu mal aéré, ces gaz peuvent donc se concentrer dans les points bas, par exemple dans les égouts, les fosses, les tranchées ou les sous-sols. Les quelques gaz usuels plus légers que l air sont présentés ci-dessous (en cas de fuite, ces gaz auront tendance à se concentrer au niveau du plafond). Gaz plus légers que l air. Gaz plus léger que l'air densité par rapport à l'air Gaz plus léger que l'air densité par rapport à l'air Hydrogène 0.07 Néon 0.70 Hélium 0.14 Acétylène 0.91 Méthane 0.55 Monoxyde de carbone 0.97 Ammoniac 0.60 Azote 0.97 Gaz naturel 0.64 Ethylène 0.98 Dangers Il existe un danger d éclatement ou de rupture lié à la pression. Outre les dégâts dûs à l éclatement proprement dit, des risques de dommages importants liés à la projection violente de matière peuvent survenir (blessures directes, mise en mouvement des cylindres, fouettement par des tuyauteries flexibles,..). Le vanne est la partie la plus fragile des cylindres de gaz, des ruptures peuvent par exemple se produire lors d un choc sur le robinet ou le détendeur (p.ex. en cas de chute). Des gaz inflammables comme l'acétylène, le butane, l'éthylène, l'hydrogène peuvent brûler ou exploser lorsque la concentration du gaz dans l'air est comprise entre la limite inférieure d'inflammabilité (LII) et la limite supérieure d'inflammabilité (LSI). En deçà de ces valeurs, le mélange est trop pauvre Gaz comprimés Page 2 sur 9
pour brûler et, au-delà de celles-ci, il est trop riche. C'est la limite inférieure d'inflammabilité du gaz qui est la donnée la plus importante à connaître et à contrôler. Pour qu'un gaz inflammable prenne feu dans sa zone d'inflammabilité dans l'air (ou dans un gaz oxydant), il faut une source d'inflammation. Celles-ci sont nombreuses dans la plupart des lieux de travail ( flammes nues, étincelles, surfaces chaudes). Les bonbonnes de gaz les plus dangereux actuellement en inventaire, sont l'acétylène, et l'hydrogène. Ces derniers, qui ont un domaine d inflammabilité très étendu, sont particulièrement dangereux en cas de fuite. Dans l'air (à température et pression atmosphérique normales) l hydrogène est inflammable à des teneurs comprises entre 4% (LII) et 75% (LSI) du volume du mélange. Table 1. Limites d inflammabilité de quelques gaz courants Gaz inflammables LII. [% vol] LSI [% vol] acétylène 2,5 100 hydrogène 4 75 éthane 3,2 12,5 éthylène 2,1 36 Les gaz comburants ou oxydants, peuvent réagir rapidement et avec violence au contact des matières combustibles. Des incendies ou explosions sont possibles. Sont oxydants, tous les gaz contenant de l'oxygène dans une proportion supérieure à celle de l'atmosphère (plus de 23-25 pour cent), les oxydes d'azote et les gaz halogénés comme le chlore et le fluor. Les matières combustibles pouvant réagir avec ces gaz sont, par exemple : les composés organiques (contenant du carbone), la plupart des gaz inflammables, les liquides inflammables et combustibles, les huiles, les graisses, et un grand nombre de matières plastiques et de tissus; les métaux finement divisés (poudres métalliques); d'autres composés oxydables comme l'hydrazine, l'hydrogène, les hydrures, le soufre et les composés soufrés, la silicone, l'ammoniac et les composés ammoniés. La teneur normale en oxygène de l'air est de 21 pour cent. À des teneurs en oxygène légèrement supérieures, par exemple à 25 pour cent, des matières combustibles comme les vêtements et les tissus s'enflamment plus facilement et brûlent plus rapidement. Les incendies dans des atmosphères enrichies par un gaz oxydant sont très difficiles à éteindre et peuvent se propager rapidement. Certains gaz comprimés purs sont chimiquement instables (dangereusement réactifs). l exposition à de légères augmentations de température ou de pression, ou à un choc mécanique, peut provoquer des réactions chimiques indésirables comme des polymérisations ou des décompositions. Ces réactions Gaz comprimés Page 3 sur 9
exothermiques peuvent devenir violentes et entraîner des incendies ou des explosions. Le gaz dangereusement réactif le plus commun est l'acétylène. En cas de fuite les gaz peuvent agir comme asphyxiants en réduisant la teneur en oxygène dans l air (par dilution). Cette situation peut être particulièrement dangereuse avec les gaz inodores, dont la présence ne peut être détectée que trop tard. Il existe un risque d asphyxie lors de la manipulation de gaz comprimés dans des locaux confinés ou mal ventilés. La détente des gaz provoque un refroidissement. Outre la baisse de température du gaz lui-même, ce phénomène peut provoquer un abaissement important de la température des équipement à proximité de la zone de détente (détendeur, raccord, tuyauterie). Une détente de gaz importante peut donc présenter des risques de brûlure par le froid et des risques de rupture mécanique (matériaux soumis au froid). Autres dangers Certains gaz inflammables peuvent causer des retours de flammes. En effet, de nombreux gaz inflammables comprimés sont plus lourds que l'air. Une traînée de gaz peut donc se propager jusqu'à une bonne distance d'une bouteille qui fuit. En cas d ignition, les flammes peuvent remonter jusqu'à la bouteille. Certains gaz sont toxiques et peuvent être dangereux à des teneurs de plusieurs ordres de grandeur plus faibles que les concentrations présentant des risques d inflammabilité ou d asphyxie. Ces derniers peuvent être particulièrement dangereux quand ils sont inodores. On se reportera au chapitre nocifs/toxiques pour plus d information à ce sujet. Le MONOXYDE DE CARBONE (CO) est un exemple de gaz Inflammable et toxique qui et à l origine de nombreux accidents mortels. Le PROTOXYDE D'AZOTE (oxyde nitreux) a une odeur et un goût légèrement sucré, et est d'une toxicité moyenne; on l'appelle gaz hilarant. Le SULFURE D'HYDROGÈNE (H 2 S), qui est un gaz inflammable et un toxique possédant une odeur d œuf pourri, peut provoquer une paralyse des centre respiratoires. Gaz comprimés Page 4 sur 9
Consignes générales Stockage et stockage intermédiaire Toutes les bonbonnes de gaz (y compris les vides) doivent être attachées à l'aide d'une chaîne de sécurité et gardées en position verticale. Lors du stockage elles doivent être munies d un capuchon de protection. Il est préférable de ne pas entreposer les bouteilles vides et pleines ensemble. Ne pas exposer les bonbonnes à des températures supérieures à 50 C. Certains systèmes de rupture peuvent céder à 65 C. Transport (interne et externe) S'assurer que la valve de la bonbonne est bien fermée et que le capuchon protecteur est installé avant de la déplacer. Quand la bonbonne n'est pas utilisée, toujours s'assurer que la valve est bien fermée. Les bonbonnes doivent toujours être déplacées à l'aide d'un chariot prévu à cette fin. Elles doivent être debout, attachées durant le transport et avec leur capuchon. Ne jamais traîner ou rouler une bonbonne de gaz pour la déplacer. Toujours manipuler les bouteilles avec précaution, sans les laisser tomber ou s'entrechoquer, afin d'éviter qu'elles s'endommagent et que surviennent des fuites. Les petites bonbonnes de gaz, de 2 litres et moins, peuvent être entreposées dans leur boîte d'expédition, dans des casiers ou sur des tablettes faites de matériaux non combustibles. Ne pas les attacher en groupe. Utilisation Ne jamais vider une bonbonne complètement. Il pourrait en résulter une contamination par l'humidité de l'air. Laisser une légère pression de façon à ne pas contaminer la bonbonne. Toujours utiliser des lunettes de sécurité lorsque l'on manipule et que l'on utilise les gaz comprimés. Ne pas exposer les bonbonnes à des températures supérieures à 50 C. Certains systèmes de rupture peuvent céder à 65 C. Toute anomalie constatée dans les laboratoires, en rapport avec l'entreposage ou l'utilisation des bonbonnes de gaz, doit être portée à la connaissance du service technique et/ou, si il y a lieu, du service de sécurité. Enlever toujours le régulateur lorsque la bonbonne est vide. Remettre le capuchon protecteur et indiquer que la bonbonne est vide (étiquette ad hoc, fiche signalétique, ). Aviser le service de livraison. Gaz comprimés Page 5 sur 9
Attention de ne pas ouvrir un cylindre de gaz trop rapidement, ce qui provoque parfois un balayage dangereux de la tubulure et favorise les décharges statiques. Ce dernier effet peut provoquer l ignition des gaz inflammables. Montages Utiliser l'équipement et le matériel conçus pour la pression mise en œuvre dans le cylindre. Ne jamais lubrifier, modifier, forcer ou cogner la valve du cylindre. Les gaz toxiques, inflammables ou réactifs devraient être, dans la mesure du possible, utilisés sous une hotte. Ne jamais mettre de lubrifiant huileux ou graisseux sur la tubulure ou le régulateur. Cela pourrait entraîner une explosion s'il s'agit de gaz à propriétés comburantes (oxygène, oxyde nitreux, etc.). Raccords et reconnaissance des cylindres Utiliser le régulateur approprié pour chaque bonbonne de gaz. Les filetages sur le régulateur sont faits pour éviter une mauvaise utilisation. Toute adaptation ou modification peut s'avérer dangereuse. Les raccords à utiliser diffèrent selon le type de gaz employé! Les couleurs de reconnaissance des cylindres de gaz vont être progressivement adaptées aux normes européennes. Durant toute la durée de cette transformation (planifiée de 1998 à 2006), les deux types de marquages pourront être rencontrés. Autres dangers particularités de quelques gaz usuels Les dangers propres à quelques gaz d usage courants sont présentés ci-dessous : OXYGENE Risques comburant entretient vivement la combustion peut réagir violemment avec les matières combustibles n'utiliser ni huile ni graisse n'utiliser que des matériels agréés pour l'oxygène maintenir à l'écart de toute source d'inflammation entreposer à l'écart des gaz inflammables et des autres produits inflammables Gaz comprimés Page 6 sur 9
AZOTE, ARGON, GAZ RARES DE L'AIR Risques Premiers secours peuvent causer l'asphyxie s'ils viennent se substituer à l'air respiré (exemple : interventions en enceintes inertées à l'azote, fuites importantes dans un local confiné) stocker et utiliser dans un endroit bien ventilé en cas d'asphyxie, le sauveteur doit s'équiper d'un appareil respiratoire autonome pour secourir la victime ACETYLENE Risques extrêmement inflammable : peut former un mélange explosif avec l'air instable se décompose violemment sous l'action de la chaleur ou de la pression forme avec le cuivre, l'argent ou le mercure des acétylures explosifs installation de pare-flammes et d'anti-retours sur les tuyauteries surveiller tous risques de fuites entreposer dans un endroit bien ventilé, à l'écart des matières comburantes ne pas rejeter quand il y a des risques d'accumulation ou risques de formation avec l'air de mélange explosif HYDROGENE Risques extrêmement inflammable : peut former un mélange explosif avec l'air brûle avec une flamme incolore invisible maintenir à l'écart de toute source d'inflammation entreposer dans un endroit bien ventilé, à l'écart des matières comburantes ne pas rejeter quand il y a des risques d'accumulation ou risques de formation avec l'air de mélange explosif DIOXYDE DE CARBONE (OU GAZ CARBONIQUE) Risques peut causer l'asphyxie s'il vient se substituer à l'air respiré (interventions en enceintes inertées au CO 2, fuites importantes dans un local confiné) de faibles concentrations entraînent une accélération du rythme respiratoire et des maux de tête gaz plus lourd que l'air, peut s'accumuler dans les endroits confinés et en particulier au niveau ou en dessous du sol stocker et utiliser dans un endroit bien ventilé Gaz comprimés Page 7 sur 9
Premiers secours ne pas rejeter dans un endroit où son accumulation pourrait être dangereuse en cas d'asphyxie, le sauveteur doit s'équiper d'un appareil respiratoire autonome pour secourir la victime MONOXYDE DE CARBONE Risques toxique par inhalation. Les premiers symptômes sont des étourdissements, maux de tête, nausées, perte de motricité inflammable Premiers secours assurer une ventilation d'air appropriée maintenir à l'écart de toute source d'inflammation entreposer dans un endroit bien ventilé, à l'écart des matières comburantes ne pas rejeter dans tout endroit où son accumulation pourrait être dangereuse et où il peut former des mélanges inflammables avec l'air. Le gaz rejeté doit être brûlé en cas d'intoxication, déplacer la victime dans une zone non contaminée en s'équipant d'un appareil respiratoire autonome laisser la victime au chaud et au repos. Appeler un médecin. Pratiquer la respiration artificielle si nécessaire PROTOXYDE D'AZOTE (OU HEMIOXYDE D'AZOTE OU OXYDE NITREUX) Risques comburant entretient vivement la combustion peut réagir violemment avec les combustibles plus lourd que l'air, peut s'accumuler dans les endroits confinés, en particulier au niveau ou en-dessous du sol n'utiliser ni huile, ni graisse maintenir à l'écart de toute source d'inflammation entreposer dans un endroit bien ventilé, à l'écart des gaz et autres produits inflammables Gaz comprimés Page 8 sur 9
Références Produits dangereux - tome 2, Collectif CNPP, édition 1994 Encyclopédie des gaz, L'air liquide, Elsevier, 1976 Liens utiles Fiches relatives à la sécurité des gaz comprimés vendus par Carba : http://www.carbagas.ch/new/franz/sicherheit-f.htm Fiches relatives à la sécurité des gaz comprimés vendus par BOC : http://www1.boc.com/uk/sds/ Gaz comprimés Page 9 sur 9