La plupart des dangers auxquels s'expose une équipe de sauvetage en atmosphère dangereuse sont invisibles, et beaucoup sont inodores. Cette page présente les propriétés essentielles des gaz les plus souvent rencontrés, avec les valeurs de référence en usage dans différents pays et les liens vers les sources officielles.
Trois types de danger
Un gaz peut nuire de trois manières différentes, et beaucoup de gaz cumulent plusieurs effets.
- Les gaz toxiques empoisonnent l'organisme même en faible quantité. Le sulfure d'hydrogène, le monoxyde de carbone, le chlore et le cyanure d'hydrogène peuvent tuer à quelques centaines de parties par million (ppm), voire moins, bien en deçà du niveau où ils chasseraient une part notable de l'oxygène.
- Les gaz asphyxiants privent l'organisme de l'oxygène dont il a besoin. Les asphyxiants simples, comme l'azote, l'argon, le méthane ou le dioxyde de carbone, déplacent l'air ; la sous-oxygénation ne prévient pas et peut provoquer une perte de connaissance en quelques inspirations. Le monoxyde de carbone et le cyanure d'hydrogène sont dits asphyxiants chimiques, car ils empêchent l'organisme d'utiliser l'oxygène qu'il respire. Voir aussi la sous-oxygénation.
- Les gaz inflammables brûlent ou explosent lorsque leur concentration dans l'air se situe entre la limite inférieure et la limite supérieure d'explosivité (LIE et LSE). Un mélange au-dessus de la LSE n'est pas sûr pour autant : dès qu'il est dilué par l'air, il repasse dans le domaine d'inflammabilité.
Où le gaz s'accumule
La densité d'un gaz par rapport à l'air (air = 1) indique où le chercher. Les gaz plus lourds que l'air, comme le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de carbone, le chlore ou le dioxyde de soufre, s'écoulent vers le bas et s'accumulent dans les fosses, caves, tranchées, regards et au fond des cuves. Les gaz plus légers, comme le méthane et l'ammoniac, montent et se rassemblent sous les toitures et dans la partie haute des puits. Les gaz de densité voisine de celle de l'air, comme le monoxyde de carbone, se mélangent à l'air et envahissent tout le volume.
La densité n'est qu'une indication. Un rejet froid (par exemple de l'ammoniac liquéfié ou un gaz qui se détend à travers une vanne) peut d'abord être plus lourd que l'air, un gaz chaud issu d'un incendie monte, et les courants d'air comme la ventilation déplacent le tout. C'est pourquoi l'atmosphère est mesurée à plusieurs hauteurs avant l'engagement, puis en continu pendant l'intervention.
Les gaz courants en un coup d'œil
Sauf indication contraire, les valeurs proviennent du NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Le REL du NIOSH est la limite d'exposition recommandée aux États-Unis : TWA désigne une moyenne pondérée sur 10 heures, ST une limite sur 15 minutes, C une valeur plafond. IDLH (en français DIVS) signifie danger immédiat pour la vie ou la santé.
| Gaz | Densité (air = 1) | LIE–LSE, % vol. | REL NIOSH | IDLH | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|
| Sulfure d'hydrogène H₂S | 1,19 | 4,0–44 | C 10 ppm (10 min) | 100 ppm | Odeur d'œuf pourri à faible dose, mais paralyse l'odorat ; égouts, pétrole et gaz, tanneries, biogaz |
| Monoxyde de carbone CO | 0,97 | 12,5–74 | TWA 35 ppm, C 200 ppm | 1 200 ppm | Inodore ; incendies, moteurs, fours, gaz de haut fourneau, gaz d'après-explosion |
| Méthane CH₄ | 0,55 | LIE 4,4 (CEI) ; 5–15 (ICSC) | — | — | Inodore (le gaz naturel est odorisé) ; mines de charbon, égouts, décharges, biogaz |
| Ammoniac NH₃ | 0,60 | 15–28 | TWA 25 ppm, ST 35 ppm | 300 ppm | Odeur piquante ; installations frigorifiques, engrais, agriculture |
| Chlore Cl₂ | 2,47 | ininflammable | C 0,5 ppm (15 min) | 10 ppm | Jaune verdâtre, piquant ; comburant puissant ; traitement de l'eau, chimie |
| Dioxyde de carbone CO₂ | 1,53 | ininflammable | TWA 5 000 ppm, ST 30 000 ppm | 40 000 ppm | Inodore ; caves de fermentation, silos, puits, installations d'extinction |
| Dioxyde de soufre SO₂ | 2,26 | ininflammable | TWA 2 ppm, ST 5 ppm | 100 ppm | Piquant, irritant ; fonderies, combustion de combustibles soufrés |
| Dioxyde d'azote NO₂ | ≈ 1,6 | ininflammable | ST 1 ppm | 13 ppm | Brun-rouge, âcre ; fumées de tir, silos, acide nitrique ; lésions pulmonaires parfois retardées de plusieurs heures |
| Cyanure d'hydrogène HCN | 0,94 | 5,6–40 | ST 4,7 ppm (peau) | 50 ppm | Amande amère, que beaucoup ne perçoivent pas ; incendies de plastiques, galvanoplastie, fumigation |
| Sous-oxygénation | — | — | — | moins de 19,5 % O₂ (OSHA) | L'air normal contient 20,9 % d'O₂ ; gaz inertes, CO₂, rouille, fermentation, inertage |
Les densités du méthane, du dioxyde d'azote et du cyanure d'hydrogène sont calculées à partir des masses molaires ; les limites du méthane proviennent de la fiche internationale de sécurité chimique de l'OIT (5–15 %) et de la CEI 60079-20-1 (LIE 4,4 %), expliquées plus bas. Le méthane n'a ni REL ni IDLH : son danger est l'explosion et le déplacement de l'oxygène, pas la toxicité.
Des valeurs limites différentes selon les pays
Les valeurs limites d'exposition professionnelle sont fixées au niveau national et ne sont pas les mêmes partout. Le tableau compare les valeurs limites indicatives de l'Union européenne, les limites réglementaires américaines de l'OSHA (PEL) et les concentrations maximales admissibles russes (PDK) dans l'air de la zone de travail.
| Gaz | UE, valeur indicative 8 h | UE, valeur indicative 15 min | États-Unis, PEL OSHA | Russie, mg/m³ |
|---|---|---|---|---|
| H₂S | 5 ppm | 10 ppm | C 20 ppm | 10 (3 en mélange avec des hydrocarbures C1–C5) |
| CO | 20 ppm | 100 ppm | TWA 50 ppm | 20 |
| CH₄ | — | — | — | 7 000 |
| NH₃ | 20 ppm | 50 ppm | TWA 50 ppm | 20 |
| Cl₂ | — | 0,5 ppm | C 1 ppm | 1 |
| CO₂ | 5 000 ppm | — | TWA 5 000 ppm | 27 000 / 9 000 |
| SO₂ | 0,5 ppm | 1 ppm | TWA 5 ppm | 10 |
| NO₂ | 0,5 ppm | 1 ppm | C 5 ppm | 2 |
| HCN | 0,9 ppm | 4,5 ppm | TWA 10 ppm | 0,3 |
Sources : directives 2000/39/CE (ammoniac), 2006/15/CE (chlore, dioxyde de carbone), 2009/161/UE (sulfure d'hydrogène) et (UE) 2017/164 (monoxyde de carbone, dioxyde de soufre, dioxyde d'azote, cyanure d'hydrogène) ; valeurs OSHA tirées du NIOSH Pocket Guide ; valeurs russes du tableau 2.1 des normes sanitaires SanPiN 1.2.3685-21. Une valeur russe unique est la concentration maximale ponctuelle ; lorsque deux valeurs figurent, la première est la valeur maximale, la seconde la moyenne sur le poste. Pour le monoxyde de carbone, la réglementation russe admet des travaux de courte durée à des concentrations plus élevées : jusqu'à 50 mg/m³ pendant une heure, 100 mg/m³ pendant 30 minutes et 200 mg/m³ pendant 15 minutes.
Attention aux unités : les limites européennes et américaines sont exprimées en ppm, les russes en mg/m³. À 20 °C, mg/m³ ≈ ppm × masse molaire ÷ 24,1 ; pour le sulfure d'hydrogène, 10 mg/m³ correspondent à environ 7 ppm. Les valeurs indicatives européennes servent de référence : chaque État membre fixe ses propres valeurs nationales en en tenant compte (en France, les VLEP), si bien que les listes nationales peuvent différer.
Méthane : 4,4 % ou 5 % ?
Pendant des décennies, la LIE du méthane a été donnée à 5 % en volume, et ce chiffre reste en usage dans la littérature minière et de nombreux documents américains. L'approche européenne, fondée sur la CEI 60079-20-1 (remplacée depuis 2017 par l'ISO/IEC 80079-20-1), détermine la limite dans d'autres conditions d'essai et aboutit à une valeur plus basse : 4,4 %. Aucune des deux n'est « fausse » — elles résultent de méthodes d'essai différentes —, mais l'écart compte pour les détecteurs. Un appareil étalonné de sorte que 100 % LIE correspondent à 4,4 % de méthane affiche environ un septième de plus qu'un appareil étalonné sur 5 % dans la même atmosphère : 1 % de méthane s'affiche alors à environ 23 % LIE au lieu de 20 % LIE. Les sauveteurs doivent savoir sur quelle base leurs propres détecteurs sont réglés, surtout lorsqu'ils interviennent aux côtés d'équipes d'autres pays.
Oxygène : sous-oxygénation et suroxygénation
L'air sec contient 20,9 % d'oxygène en volume. Les seuils d'action varient :
- États-Unis : en dessous de 19,5 %, l'atmosphère est sous-oxygénée, au-dessus de 23,5 % suroxygénée, selon le 29 CFR 1910.146 ; d'après le 29 CFR 1910.134, toute atmosphère sous-oxygénée est considérée comme IDLH.
- Allemagne : les appareils filtrants ne doivent pas être utilisés en dessous de 17 % d'oxygène (19 % pour les filtres contre le monoxyde de carbone), et les travaux dans les réservoirs et espaces confinés en dessous de 17 % exigent un appareil isolant (DGUV Regel 112-190).
- Russie : tout travail dans une zone où l'oxygène descend sous 20 % est classé parmi les « travaux gazodangereux », et le travail à l'intérieur d'un appareil sans protection respiratoire n'est admis qu'avec au moins 20 % d'oxygène et aucun polluant au-dessus de sa limite (règles de Rostekhnadzor sur les travaux gazodangereux, par points chauds et de réparation, arrêté n° 528 du 15.12.2020).
La suroxygénation est elle aussi dangereuse : au-delà d'environ 23 % d'oxygène, vêtements, huiles et graisses s'enflamment facilement et brûlent violemment. Ne jamais « assainir » un espace avec de l'oxygène.
Sources
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards — REL, PEL OSHA, IDLH, limites d'explosivité et densités
- Fiche internationale de sécurité chimique 0291 de l'OIT — méthane
- Directive (UE) 2017/164, directive 2009/161/UE, directive 2006/15/CE, directive 2000/39/CE — valeurs limites indicatives de l'UE
- SanPiN 1.2.3685-21 — normes d'hygiène russes, tableau 2.1
- OSHA 29 CFR 1910.146 et 29 CFR 1910.134
- DGUV Regel 112-190 — utilisation des appareils de protection respiratoire
- CEI 60079-20-1 (annulée, remplacée par l'ISO/IEC 80079-20-1:2017)
Voir aussi les équipements, la sécurité et le choix d'un détecteur de gaz.