1_Caractéristiques Générales Du SF6_HQ

Caractéristiques Générales du SF6 et impact environnemental

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Objectifs Pédagogiques

§ § § § § § §

Temps d’animation Raconter brièvement l’histoire du gaz SF6 30 minutes Citer les caractéristiques générales du gaz SF6 Expliquer le comportement du gaz SF6 sous l’effet de l’arc Noter les propriétés importantes du gaz SF6 Citer les impacts environnementaux Justifier les changements comportementaux vis-à-vis du SF6 Citer des comparaisons marquantes entre les impacts environnementaux du CO2 et du SF6

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La molécule

Le nom «SF6» est issu de la formule chimique: HEXAFLUORURE DE SOUFRE, 6 atomes de Fluor, 1 atome de Soufre

F F

F

S F

F F

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Historique

1900 : Moissan et Lebeau - 1ére synthèse 1933 : Yest et Clausson - publication des caractéristiques 1937 : General Electric Company proposa l’utilisation du SF6 dans les équipements électriques 1939 : Thomson-Houston fit breveter le principe d’utilisation du SF6 pour l’isolation des câbles et des condensateurs 1947 : Travaux sur l’isolation des transformateurs 1948 : Allied Chemical Corporation - fabrication industrielle 1953 : application aux disjoncteurs 15 kV à 161 kV par Westinghouse

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Historique (suite) 1955 : début des recherches chez Merlin Gerin 1962 : 1 ère consultation EDF (P.S.E.M) 1964 : réception du prototype MG chez EDF 1966 : mise en service du prototype au poste de Plessis-Gassot (Paris) 1967 : réalisation du poste de Levallois-Perret (Paris) 1969 : mise au point du disjoncteur FA 16 mars 1998 : Le protocole de Kyoto, a été ouvert à ratification. Aout 2004 : signature de l’engagement volontaire de réduction d’émission de SF6. Février 2005 : entrée en vigueur du protocole de Kyoto Juillet 2007 : entrée en vigueur du règlement européen 842/2006 Avril 2008: Mise en place d’une certification du personnel récupérant certains gaz fluorés à effet de serre (dont SF6)

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Propriétés Chimiques

gaz halogéné

1 atome de soufre - 6 atomes de fluor valence maximale du soufre

gaz très stable

6 liaisons covalentes S - F molécule très rigide

gaz inerte

inodore, incolore, neutre, non toxique

pas d'oxygène => asphyxiant simple si arc électrique décomposition de la molécule à 500°C produits de décomposition toxiques La température de l’arc électrique peut atteindre 20 000 °C Page 6

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Les Produits de Décomposition

A la température de l'arc, le SF6 se décompose en soufre et fluor qui se re-combinent : § avec les matériaux du compartiment, (cuivre, nickel, tungstène, aluminium) § avec les constituants des isolants, (carbone, silice, hydrogène), § ainsi qu'avec les impuretés qu'il contenait (air, CF4, vapeur d'eau). Ces produits de décomposition se présentent sous formes gazeuses et solides (poudre blanche). Les produits obtenus sont très nocifs et corrosifs ; néanmoins, ils peuvent être absorbés par un tamis moléculaire. Page 7

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Les Produits de Décomposition (suite)

acide fluorhydrique dioxyde de carbone anhydride sulfureux tétrafluorure de carbone tétrafluorure de silicium fluorure de thionyle tétrafluorure de thionyle fluorure de sulfuryle tétrafluorure de soufre eau déca fluorure de soufre

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HF CO2 SO2 CF4 SiF4 SOF2 SOF4 SO2F2 SF4 H2O S2F10

révèle la dégradation diélectrique

toxique

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Propriétés physiques

Masse volumique

6,14 g/l

(5 fois plus que l'air)

point de sublimation - 63,8 °C vitesse du son

130 m/s

(3 fois moins que l'air)

conduction thermique 3,8 W / cm / °K loi des gaz parfaits

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PxV t°

=

(de 2000 à 2400 °K)

constante

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Courbe Pression / t° du SF6

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Propriétés électriques

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rigidité diélectrique

2,5 fois mieux que l'air bonne tenue diélectrique

constante de temps

100 fois mieux que l'air retour rapide à la rigidité diélectrique

gaz électronégatif

très avide d'électrons très bonne aptitude à éteindre un arc

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Protocole de Kyoto Le protocole de Kyoto est le plus important instrument visant à lutter contre les changements climatiques. Il contient l'engagement pris par la plupart des pays industrialisés de réduire leurs émissions de certains gaz à effet de serre, responsables du réchauffement planétaire.

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Les effets sur l’environnement

2 principaux types de pollution environnementale :

Trou dans la couche d’ozone (détruite par les CFC)

Gaz à Effet de Serre (GES)

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Pas de Chlore => pas de destruction de l’ozone (O3)

Propriétés thermiques du SF6 + longue durée de vie => augmentation de l’effet de serre

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La Couche d’Ozone

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L’Effet de Serre

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Liste des Gaz à Effet de Serre

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Potentiel Réchauffement Global et Durée de Vie du SF6

Le SF6 est le plus puissant de tous les gaz à effet de serre PRG = 23900 + durée de vie infinie Page 17

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Illustration

1 aller/retour PARIS/NEW YORK en avion ≈ 1840 kg de CO2 / passager ≈ 1 an d’utilisation de voiture

77g de SF6 ≈ 1 an d’utilisation de voiture

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Indice et rédacteur

Vérificateur

BPA

Date

Commentaires

Ind. 0 – E. Pommier

X. XXXXX

X. XXXXX

Juillet 2013

Création du document

Références bibliographiques

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