La détection d’une pollution gazeuse Outils et limites

Quels sont les différents types de détecteurs que nous avons ?

Rappels des différents modèles d’appareils –Principe de fonctionnement –Limites/Précautions d’emploi –Interférences –Utilisation préconisée Fonctionnement de l’infrarouge Mise en situation Cours réalisé en partie à partir du support du LCPP 2014 « POLLUTIONS GAZEUSES »

Les explosimètres: Catalytique Catharométrique Infrarouge

Oxydation catalytique: Lorsqu’un gaz rentre en contact avec le filament, il se met à brûler et augmente la température du filament, donc la résistance est modifié. C’est cette modification qui est mesurée. LIMITES DE LA MESURE: La mesure est non sélective, tous les gaz inflammables donnent une réponse. Les vapeurs siliconées, le plomb, les composés sulfurés, halogénés et organo- soufrés provoquent l’inhibition ou l’empoisonnement du capteur. Attention au déficit d’O2 :si l’atmosphère est appauvrie en oxygène, les mesures sont minorées. On considère qu’en dessous de 16% d’O2 les mesures subissent une dérive importante.

La catharométrie: On chauffe une atmosphère à une T°plus basse que l’oxy. Cata. La variation de la composition de l’atmosphère entraîne une variation de T°que l’on mesure avec un capteur. La mesure n’est donc pas la même que l’oxy.Cata. car on mesure ici la concentration absolue du gaz en % volume. LIMITES DE LA MESURE La détection est sensible à la température, à l’humidité, à la poussière, Cette technique est mieux adaptée aux gaz et aux vapeurs dont les propriétés diffèrent de celles de l’air. Le mélange de plusieurs gaz peut empêcher la réponse du capteur.

Spectre électromagnétique: Toutes les molécules peuvent être excitées par une onde électromagnétique d’une longueur d’onde donnée. La molécule choisie est soumise à un rayonnement ayant une longueur d’onde adaptée. Celle-ci va absorber de l’énergie, et cette absorption va être mesurée. Il n’y a donc pas de risque de pollution.

La détection est la différence mesurée entre le signal de référence et le signal de détection 10/10=100%

9/10=90%

5/10=50%

AVANTAGES : Une baisse du taux d’oxygène n’impacte pas la mesure, Pas de risque d’empoisonnement de la cellule par les composes sulfures ou silicones, INCONVENIENTS : Détecteur spécifique des HC, ne détectent pas les autres gaz, L’appareil est « étalonné » sur le CH4, Possibilité de faux positifs Sensible à l’humidité,

Equiper les FNRBC d’un détecteur infrarouge pour proposer un autre principe d’évaluation du risque pour croiser les mesures. Les lots GAZ sont constitués avec des explosimètres à oxydation catalytique. Ainsi sur les fuites de gaz 3 types de détections seront faites : Oxydation catalytique Catharomètre Cellule infra rouge

Cellule electrochimique: Fonctionne avec une pile. Il y a une électrode de référence dont la tension ne varie jamais et une seconde réagissant avec le gaz que l’on souhaite détecter. Il suffit de mesurer la tension aux bornes pour connaitre la quantité d’électrons en mouvement et par conséquent la concentration de gaz dans l’air. LIMITES DE LA MESURE Généralement utilisé pour la toxicométrie. Le résultat est donné en ppm. Les autres gaz oxydants peuvent causer des interférences. Il y a toujours un réglage avec la VLE et la VME car conçu pour l’usage industriel Mais on peut régler une alarme haute et une basse à la commande.

Cellule électrochimique:Inconvénients Les cellules peuvent être endommagées par une exposition prolongée a certains gaz ≪ poisons ≫ : - CO2 pour la cellule O2 - gaz corrosifs pour les cellules électrochimiques en général Limitations d’utilisation dans des atmosphères très froides, très chaudes, très humides. Besoin d’oxygène pour fonctionner : oxygène rentre dans la réaction d’oxydo-réduction qui se produit

Cellule électrochimique: Inconvénients (suite) Les cellules électrochimiques peuvent être soumises a des interférences : certains gaz peuvent faire réagir des cellules qui ne leur sont pas dédiées. Exemple : pour une atmosphère contenant 100 ppm d’H2S, la cellule NH3 de marque « Industrial Scientific » affiche également 130 ppm. Le H2S est donc un interfèrent de la cellule NH3. Les interférents sont spécifiques de chaque cellule et donc du fabricant.

Les détecteurs de gaz PID sont des appareils destines a la détection de COV (Composes Organiques Volatils) dans des teneurs très faibles (ppm). Pas de sélectivité. Temps de réponse : dépendant de l’appareil – de l’ordre de quelques secondes (MiniRAE 3000) a quelques 10aines de secondes (EntryRAE) Les Détecteurs à Photo-ionisation (PID)

Toutes les mesures affichées par le détecteur sont en équivalence iso butylène, gaz d’étalonnage de l’appareil. Lorsque le PID affiche 100 ppm, cela veut dire qu’il considère qu’il y a 100 ppm d’équivalent iso butylène. Cependant, le gaz est certainement diffèrent de l’iso butylène donc la concentration est certainement différente de 100 ppm. Exemple : atmosphère contenant du benzène: 100 ppm affiché sur le PID correspond en fait a 50 ppm de benzène dans l’atmosphère. Il faut appliquer un Facteur de correction, Les Détecteurs à Photo-ionisation (PID)

INCONVENIENTS : Les variations de pression et de température peuvent affecter le signal du détecteur, l’appareil compensera en partie ces variations. La condensation de l’eau contenue dans l’air prélevé par le PID peut créer un courant de fuite et perturber la mesure (la valeur affichée devient supérieure a la valeur réelle). Les molécules avec Energie d’ionisation > 10,6 eV ne seront pas détecter Les Détecteurs à Photo-ionisation (PID)

L’AP2C et le S4PE Utilise le principe de la photométrie de flamme Temps de réponse : < 8s pour le premier niveau (voyant jaune) < 2s pour les autres niveaux Détecte: P (HPO*), S (S 2 *)

L’AP2C et le S4PE

Attention : les 5 LED s’allument = saturation, Quantités présentes > valeurs maximales de la plage de fonctionnement, Saturation du spectre lumineux par un élément fortement émissif non affiche (Na, K, Ca …). Peut être provoque par un excès de poussières ou de fumées. → Eloigner l’appareil de la zone Interférents vapeurs : Fumées, gaz d’échappement, cigarette, engrais, désherbants, insecticides,,, Interférents liquides :Huile moteur, gazole ….

Les tubes colorimétriques Détection de composes au cas par cas : - 1 tube →1 compose donné - 1 tube → 1 famille de composés Permet une ≪ identification ≫ : ATTENTION aux interférents!!! Permet une évaluation de la teneur (ppm) : imprécision d’environ 30% sur les tubes...

Diversité importante des produits chimiques : pas de détecteur universel, Certains produits ne peuvent être trouves que par un seul détecteur, Plusieurs détecteurs peuvent détecter les mêmes produits : a des limites de détection similaires ou non, Interférents : confirmer la détection avec une autre technique Attention : même si aucun détecteur ne donne de réponse positive, si la teneur en O2 baisse, c’est qu’il y a une présence anormale d’un gaz. Recherche avec plusieurs détecteurs complémentaires

Quel appareil pour détecter : HF Cl2 NH3 HCN Br2 HCl H2S PH3

Quel appareil pour détecter : HF = Tube colorimétrique Cl2 = Cellule électrochimique ou tube colorimétrique NH3 = Cellule électrochimique ou PID (AP4C aussi) HCN = Cellule électrochimique ou tube colorimétrique (AP4C aussi) Br2 = Cellule électrochimique ou PID HCl= Cellule électrochimique ou tube colorimétrique H2S= Cellule électrochimique ou PID ou AP2C PH3= Cellule électrochimique ou AP2C ou PID OBJECTIF 2014/2015 FOS NRBC : Equiper les FNRBC de détecteurs électrochimiques monogaz afin de compléter les mesures faites par le PID, l’AP2C et les tubes colorimétriques,

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