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Guide des gaz

Honeywell Analytics Les spécialistes en détection de gaz

1. Honeywell Analytics Fort de près de deux siècles d’expérience collective en conception et création de produits de détection de gaz ultra innovants, Honeywell Analytics est le premier fabricant mondial de systèmes de détection d’oxygène, de gaz inammables et de gaz toxiques. Adaptées aux applications industrielles, commerciales et domestiques dans lesquelles des personnes peuvent être exposées à des manques d’oxygène, à des gaz toxiques ou à des gaz inammables, les solutions de détection de gaz Honeywell sont disponibles en gammes à point xe et portables. Les principales compétences de la société reposent sur la conception, le développement et la fabrication de capteurs infrarouge et de cassettes papier, catalytiques et électrochimiques. Forte de son engagement dans la recherche et l’ingénierie, la société propose des solutions à des applications de contrôle et de détection des gaz de plus en plus complexes. Lumidor et Neotronics sont les gammes de produits portables de l’entreprise. l ’entreprise. Elles comprennent des instruments dotés de cartouches multigaz jetables et de fonctions d’étalonnage automatique. Les robustes détecteurs à point xe Sieger sont indispensables à la surveillance des gaz dans des conditions extrêmes, comme les environnements marins et les industries maritimes. MDA Scientic est la principale solution à point xe pour l’industrie des semi-conducteurs, contrôlant les faibles concentrations de gaz fortement toxiques, tandis que Zareba, la dernière-née dans la famille des détecteurs Honeywell Analytics, rend la mise en conformité avec les réglementations sur la santé et la sécurité dans les sites commerciaux et industriels, simple, commode et rentable. 

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Le succs et l’inuence de ces marques sont tels qu’elles sont désormais associées aux processus standards de l’industrie ainsi qu’aux produits qu’elle représentent : les « salles MDA » sont ainsi fréquemment fr équemment employées dans les installations de fabrication de semi-conducteurs et les produits Sieger sont si communément utilisés sur les plates-formes pétrolières en mer, que la marque est devenue un nom générique pour désigner la technologie de détection de gaz. La réussite Honeywell Analytics est basée sur un passé riche en innovations et développement de technologies de détection de gaz. Honeywell Analytics est également à l’origine de produits précurseurs qui ont redéni la théorie, la pratique et le langage du secteur de la détection de gaz. Parmi ces importantes innovations gurent le lament catalytique Siegistor,, les technologies de détection de Siegistor gaz infrarouge à barrière et optiques, les bandes Chemcassette ® et le premier site automatisé au monde de fabrication de cellules électrochimiques.

L’excellence est un engagement pour Honeywell Analytics et cet engagement se traduit par l’application des meilleures pratiques dans ses relations avec les clients. En choisissant une seule approche uniforme pour tous les aspects des relations et des services clients, l’ensemble des demandes, des ventes, des services et du support technique est assuré par deux services clients situés à Uster en Suisse et à Sunrise en Floride aux États-Unis, garantissant ainsi la qualité de conseil et de support recherchée par nos clients. Honeywell Analytics est une société responsable re d’entretenir des relations solides et protables avec toutes ses parties prenantes. En raison de la nature de ses activités, la société veille à respecter l’environnement et ses méthodes de travail et de fabrication retent cette préoccupation.

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 Introduction Les processus industriels impliquent de plus en plus l’utilisation et la fabrication de produits hautement dangereux, dangere ux, notamment des gaz particulière particulièrement ment inammables, toxiques ou à base d’oxygène. Inévitablement, des fuites surviennent, entraînant des risques potentiels dans les usines ainsi que pour les employés et les personnes vivant à proximité. Dans le monde entier, des incidents tels que des asphyxies, des explosions et des pertes de vies humaines, viennent continuellement rappeler ce problème problème.. Dans la plupart des industries, les programmes de sécurité destinés à réduire les risques pour le personnel et l’usine prévoient l’emploi de dispositifs d’avertissement, comme des détecteurs de gaz. Grâce à ces appareils, les industries disposent de plus de temps pour prendre des mesures correctrices ou protectrices. Ils peuvent également être intégrés au système de surveillance et de sécurité des usines.

Ce manuel est un guide simple qui s’adresse à toutes les personnes s’intéressant à l’utilisation d’équipements de détection de gaz. Il explique comment protéger de manière satisfaisante le personnel, l’usine et l’environnement, ainsi que les instruments nécessaires pour y parvenir. L’objectif de ce guide est de répondre du mieux possible aux questions les plus fréquentes sur le choix et l’utilisation d’équipement de détection de gaz industriels.

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Table des matières mat ières Section 1 2 3 4 5

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7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

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Sujet

Page

Honeywell Analytics 2-3 Introduction 4 Qu’est-ce qu’un gaz ? 6 Risques liés aux gaz 7 Risques liés aux gaz inammables 8 Limite d’inammabilité 9 Propriétés des gaz inammables 10-11 Informations sur les gaz inammables 12-19 Risques liés aux gaz toxiques 20 Contrôle sanitaire 21 Limites d’exposition à des gaz toxiques 22-25 Informations sur les gaz toxiques 26-29 Risques d’asphyxie (manque d’oxygne) 30 Enrichissement en oxygne 31 Zones nécessitant généralement une détection de gaz 32-33 Principes de détection 34 Capteur de gaz combustible 34 Capteur catalytique 34 Sortie de capteur 35 Vitesse de réponse 35 Étalonnage 36 Capteur à semi-conducteurs 37 Conductivité thermique 38 Détecteur de gaz infrarouge 39 Détecteur de gaz inammables infrarouge à barrire 40 Détecteur de gaz toxiques infrarouge à barrière 41 Capteur électrochimique 42 ® Capteur Chemcassette 43 Comparaison de techniques de détection de gaz 44 Détecteurs de gaz portables 45 Normes et homologations nord américaines sur les zones dangereuses 46 Marquage Ex nord américain et classication des zones 47 Homologations et normes sur les zones dangereuses en Europe et dans le reste du monde 48-49 ATEX 50-51 Marquage des équipements 52-53 Classication des zones 54-55 Conception des appareils 56-57 Classication des appareils 58-59 Protection étanche des boîtiers 60-61 Niveaux d’intégrité de sécurité SIL 62-63 Systmes de détection de gaz 64-65 Emplacement des capteurs 66-67 Options de montage classiques de capteurs 68 Congurations classiques des systmes 69 Méthodes d’installation 70-73 Réseau international de maintenance et de support 74-75 Glossaire 76-79

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3 Qu’est-ce qu’un gaz ? Le mot gaz vient du latin « chaos ». Un gaz est un essaim de molécules qui se déplacent aléatoirement et chaotiquement en rentrant en collision les unes avec les autres et avec ce qui les entoure. Les gaz remplissent remplisse nt tout volume disponible et, en raison de leur rapidité de déplacement, ils se mélangent rapidement dans toute atmosphère atmosphèr e où ils sont introduits.

Chaque jour, nous rencontrons différents gaz. L’air que nous respirons en contient plusieurs, comme l’oxygne et l’azote.

Le gaz naturel (méthane) est utilisé dans de nombreux foyers pour le chauffage et la cuisine.

Les moteurs de véhicules brûlent le carburant et l’oxygne, produisant ainsi des gaz d’échappement qui contiennent des oxydes d’azote, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone.

signie pas qu’il n’est pas là.

Compositiondel’air Nom Azote Oxygne Argon Dioxyde de carbone Néon Méthane Hélium Krypton Hydrogne Xénon



Les gaz peuvent être plus lourds, plus légers ou de même densité que l’air. Certains sont odorants, d’autres inodores. Ils sont parfois colorés. Le fait de ne pas voir un gaz, de ne pas le sentir ou de ne pas le toucher, toucher, ne

Symbole N2 O2 Ar CO2 Ne CH4 He Kr H2 Xe

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Pourcentage par volume 78,084 % 20,9476 % 0,934 % 0,0314 % 0,001818 % 0,0002 % 0,000524 % 0,000114 % 0,00005 % 0,0000087 %

La tableau donne la composition de l’air au niveau de la mer (en pourcentage par volume à une température de 15 °C et à une pression de 101 325 Pa).

4 Risques liés aux gaz

Il existe trois types de risques liés aux gaz :

Inammable Toxique

Risque d’incendie Risque d’empoisonnement et/ou d’explosion Par exemple : Butane, propane.

Par exemple : Monoxyde de carbone, hydrogène, dioxyde de carbone, chlore.

 Asphyxiant

Risque de suffocation Par exemple : Manque d’oxygne. L’oxygne peut être consommé ou déplacé par un autre gaz.

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5 Risques liés aux gaz inammables La combustion est une réaction chimique relativement simple dans laquelle l’oxygène se mélange rapidement à une autre substance entraînant le dégagement d’énergie. Cette énergie prend essentiellement la forme de chaleur, parfois de ammes. La substance d’ignition est normalement, mais pas toujours, un composé hydocarbure et peut être solide, liquide, gazeux ou encore se présenter sous la forme de vapeur. Seuls les gaz et les vapeurs sont traités dans cette publication. (N.B. : Les termes « inammable », « explosif » et « combustible » peuvent être interchangés dans ce document).

La combustion peut être représentée par un symbole bien connu, le triangle avec une amme à l’intérieur. Pour une combustion, trois facteurs doivent être réunis : 1. Une source d’ignition

 AIR

CHALEUR

feu COMBUSTIBLE

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. La présence d’oxygène . Un combustible combustible sous forme de gaz ou de vapeur

Dans tous les systèmes de protection incendie, l’objectif est donc de supprimer l’un de ces éléments potentiellement dangereux.

Limite d’inammabilité La plage de concentration de

100 % v/v de gaz 0 % v/v d’air

gaz/air susceptible de produire un mélange combustible est limitée. Cette plage est propre à chaque

Trop riche

gaz et vapeur va peur,, et possède possè de une limite maximale, appelée limite d’exposition supérieure (ou LES), et un seuil, appelé limite inférieure d’explosibilité (LIE).

 À des des nive niveaux aux inférie inférieurs urs à la LIE, LIE, le gaz est en quantité insufsante pour produire une explosion (mélange trop « pauvre ») et au-delà de la LES, le mélange ne contient pas assez d’oxygne (mélange trop « riche »). La plage d’inammabilité se situe donc entre les limites LIE et LES pour chaque gaz ou mélange de gaz. En dehors de cette plage, le mélange n’est pas combustible. À la section 2.4, les données sur les gaz inammables indiquent les valeurs limites de certains des gaz et des composés combustibles les plus connus. Ces valeurs correspondent à des conditions normales de pression et de température. En règle générale, une augmentation de la pression, de la température ou de la concentration d’oxygne augmente la plage d’inammabilité. Une installation industrielle classique ne présente normalement pas de fuite ou comporte, dans le pire des cas, du gaz à un niveau résiduel. Pour cette raison, le systme de détection et d’avertissement

Plage inammable

LES (limite d’exposition supérieure) LIE (limite inférieure d’explosivité)

Trop pauvre

0 % v/v de gaz 100 % v/v d’air

est seulement chargé de détecter les concentrations de gaz compris entre 0 % et la limite inférieure d’explosivité. Lorsque cette limite est atteinte, des procédures de coupure ou d’évacuation du site sont lancées. En pratique, ces mesures sont plutôt prises à des concentrations inférieures à 50 % de la valeur LIE an de disposer d’une marge de sécurité sufsante. Cependant, il ne faut pas oublier que dans les environnements clos ou non ventilés, une concentration supérieure à la LES peut parfois survenir. survenir. Lors des inspections, l’ouverture des portes et des écoutilles doit être effectuée avec prudence, car l’entrée d’air provenant de l’extérieur peut diluer les gaz pour former un mélange combustible dangereux. [Remarque : pour les besoins de cette publication, la limite inférieure d’explosivité (LIE) et la limite inférieure d’inammabilité (LIF) sont interchangeables. Cette règle s’applique également à la limite d’exposition supérieure (LES) et la limite supérieure d’inammabilité (LSI)].



Propriétés Proprié tés des gaz inammables Point d’inammation  À partir partir d’un d’une e certa certaine ine temp tempéra ératur ture, e, les les gaz gaz ina inamma mmables bles s’enamment même sans source d’ignition externe, comme une étincelle ou une amme. Cette température est appelée le point d’inammation. La température de surface des appareils utilisés en zone dangereuse ne doit pas dépasser le point d’inammation. Une température de surface maximale ou une protection thermique (T) est donc indiquée sur ces appareils.

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Point d’éclair (Point congél. en °C) Le point d’éclair d’un liquide inammable est la température la plus basse à laquelle la surface du liquide produit des vapeurs sufsantes pour allumer une petite amme.  À ne pas confondre avec le point d’inammation. Gaz/ Gaz/va vape peur ur Méthane Kérosne Bitume

Point ointd’ d’éc écla lair ir(e (en° n°C) C)P Poi oint ntd’ d’in infl flam amma mati tion on(e (en° n°C) C) Pourconvertirunemesurededegrés CelsiusendegrésFahrenheit: 1 chute Gaz/vapeur

Densité de vapeur

Méthane

0,55

Monoxyde de carbone

0,97

Sulfure d’hydrogène

1,19

Vapeur de pétrole

3 environ

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Informations sur les gaz inammables Nom courant Acétaldéhyde Acide acétique Anhydride acétique Acétone Acétonitrile Chlorure d’acétyle Acétylne Fluorure d’acétyle Acroléine Acide acrylique Acrylonitrile Chlorure d’acryloyle Acétate d’allyle Alcool allylique Chlorure d’allyle Ammoniac Aniline Benzaldéhyde Benzne 1-Bromobutane Bromoéthane Buta-1,3-dine Butane Isobutane Butane-1-ol Butanone But-1-ne But-2-ne (isomre non précisé) Acétate de butyle Acrylate de n-butyle Butylamine Isobutylamine Isobutyrate d’isobutyle Méthacrylate de butyle Éther méthyl tert-butylique Propionate de n-butyle Butyraldéhyde Isobutyraldéhyde Sulfure de carbone Monoxyde de carbone Oxysulfure de carbone Chlorobenzne 1-Chlorobutane 2-Chlorobutane 1-Chloro-2,3-époxypropane Chloroéthane 2-Chloroéthanol Chloroéthylne Méthane monochloré 1-Chloro-2-méthylpropane 3-Chloro-2-méthylprop-1-ne 5-Chloropentane-2 1-Chloropropane 2-Chloropropane Chlorotrifluoroéthylne -Chlorotolune

1

Numéro CAS 75-07-0 64-19-7 108-24-7 67-64-1 75-05-8 75-36-5 74-86-2 557-99-3 107-02-8 79-10-7 107-13-1 814-68-6 591-87-7 107-18-6 107-05-1 7664-41-7 62-53-3 100-52-7 71-43-2 109-65-9 74-96-4 106-99-0 106-97-8 75-28-5 71-36-3 78-93-3 106-98-9 107-01-7 123-86-4 141-32-2 109-73-9 78-81-9 97-85-8 97-88-1 1634-04-4 590-01-2 123-72-8 78-84-2 75-15-0 630-08-0 463-58-1 108-90-7 109-69-3 78-86-4 106-89-8 75-00-3 107-07-3 75-01-4 74-87-3 513-36-0 563-47-3 5891-21-4 540-54-5 75-29-6 79-38-9 100-44-7

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Formule CH3CHO CH3COOH (CH3CO)2O (CH3 )2CO CH3CN CH3COCl CH=CH CH3COF CH2=CHCHO CH2=CHCOOH CH2=CHCN CH2CHCOCl CH2=CHCH2OOCCH3 CH2=CHCH2CH CH2=CHCH2Cl NH3 C6H6NH2 C6H5CHO C6H6 CH3(CH2 )2CH2Br CH3CH2Br CH2=CHCH=CH2 C4H10 (CH3 )2CHCH3 CH3(CH2 )2CH2OH CH3CH2COCH3 CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH3COOCH2(CH2 )2CH3 CH2=CHCOOC4H9 CH3(CH2 )3NH2 (CH3 )2CHCH2NH2 (CH3 )2CHCOOCH2CH(CH3 )2 CH2=C(CH3 )COO(CH2 )3CH3 CH3OC(CH3 )2 C2H5COOC4H9 CH3CH2CH2CHO (CH3 )2CHCHO CS2 CO COS C6H5Cl CH3(CH2 )2CH2Cl CH3CHClC2H5 OCH2CHCH2Cl CH3CH2Cl CH2ClCH2OH CH2=CHCl CH3Cl (CH3 )2CHCH2Cl CH2=C(CH3 )CH2Cl CH3CO(CH2 )3Cl CH3CH2CH2Cl (CH3 )2CHCl CF2=CFCl C6H5CH2Cl

Masse molaire

Pt ébull. en °C

44,05 60,05 102,09 58,08 41,05 78,5 26 62,04 56,06 72,06 53,1 90,51 100,12 58,08 76,52 17 93,1 106,12 78,1 137,02 108,97 54,09 58,1 58,12 74,12 72,1 56,11 56,11 116,2 128,17 73,14 73,14 144,21 142,2 88,15 130,18 72,1 72,11 76,1 28 60,08 112,6 92,57 92,57 92,52 64,5 80,51 62,3 50,5 92,57 90,55 120,58 78,54 78,54 116,47 126,58

20 118 140 56 82 51 -84 20 53 139 77 72 103 96 45 -33 184 179 80 102 38 -4,5 -1 -12 116 80 -6,3 1 127 145 78 64 145 160 55 145 75 63 46 -191 -50 132 78 68 115 12 129 -15 -24 68 71 71 37 47 -28,4

Lesdonnéespeuventchanger selonlepaysetladate. Pourobtenirlesdernires mises à jour, jour, consultez la réglementationlocale.

Dens. vap. rel.

Pt congél en °C

1,52 2,07 3,52 2,00 1 ,4 2 2,70 0,90 2,14 1,93 2,48 1,83 3,12 3,45 2,00 2,64 0,59 3,22 3,66 2,70 4 ,7 2 3,75 1,87 2,05 2,00 2 ,5 5 2,48 1,95 1 ,9 4 4,01 4,41 2,52 2,52 4,93 4,90 3,03 4 ,4 8 2,48 2,48 2,64 0,97 2,07 3,88 3,20 3,19 3,30 2,22 2,78 2,15 1,78 3,19 3,12 4,16 2,70 2,70 4,01 4 ,3 6

–38 40 49