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Cours SST-208 Hygiène industrielle

Chapitre 3: Vapeurs et gaz

[email protected]

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Définition des gaz État gazeux aux conditions normales

atmosphériques (25 degrés C, 101,3 kPa) Air :

– azote (78%), – oxygène (21%) – et autres

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VapeursRésultat de la vaporisation

des liquides sous l’effet de la chaleur ou de la pression

Exemples : vapeur d’eau, vapeur d’essence

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BrouillardsDispersion de fines gouttelettes

provenant de la pulvérisation d’un liquide

Ou condensation d’une vapeur et d’un gaz

Exemples: brouillard d’huile, brume matinale

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Question 3.1 : Exemples de gaz, vapeurs et brouillards dans

les milieux de travail suivants:– Industries pétrolières, Industries papetières– Garages de réparation d’auto, Soudage– Mines– Salles de chirurgie dans les hôpitaux– Morgue– Nettoyeurs à sec– Ateliers de peinture

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Inflammabilité Gaz inflammables ou combustibles Trois (3) conditions de feu :

– Présence des gaz (exemples de gaz ?????)– Présence de l’oxygène ou comburant (ozone,

fluor, nitrate d’ammonium, nitrites (dynamite), acide perchlorique, péroxyde d’hydrogène)

– Présence d’une source d’énergie (étincelles, électricité statique (prévention ?), équipements électriques (prévention ?), etc…)

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Explosion Combustion dans un endroit clos 2 autres conditions (à part les trois

conditions du feu) pour avoir une explosion:

– Concentration suffisante

– Espace clos

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Concentration suffisante pour une explosion

Concentration d’un combustible pour provoquer une explosion en la présence d’une source d’énergie

Limite inférieure d’inflammabilité (LII) Limite supérieure d’inflammabilité (LSI)

Exemple :carburateur d’auto

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Point d’éclair Température minimale à laquelle un

liquide produit assez de vapeurs pour s’enflammer en présence d’une source d’ignition

3 classes d’inflammabilité:– Très inflammables (classe 1) : P.E < 38°C– Inflammables (classe 2) : P.E. < 60°C– Peu inflammables (classe 3): P.E. < 93°C– Ininflammables : P.E. > 93°C

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Effets biologiques des gaz et vapeurs

Quatre catégories selon les effets biologiques :–Irritants–Asphyxiants–Anesthésiques–Toxiques systémiques

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Irritants Voir tableau 3.3.a d’exemples d’irritants Question 3.2 :

– Dites où l’on retrouve chacun de ces gaz (applications, sources et utilisations)

– Référer au règlement sur la SST– Que pouvez vous conclure de la

comparaison?

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AsphyxiantsAsphyxie par :

–Déplacement d’oxygène (asphyxiants simples)

–Perturbation de l’oxygénation des tissus (asphyxiants chimiques)

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Exemples d’asphyxiants Voir tableau 3.3.b et répondre à la dernière

colonne Répondre à des questions supplémentaires :

– Commenter la densité relative du gaz (propane, hydrogène)

– Commenter le point d’éclair du méthane– Commenter la limite olfactive du méthane et

du propane, de l’acétylène et de l’hydrogène– Commenter la LII

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Anesthésiques et narcotiques

Dépresseurs du système nerveux central

La plupart des solvants sont des anesthésiques et des narcotiques

Voir tableau 3.3c et commenter les applications et les propriétés

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Toxicité systémique

Substances qui peuvent endommager plusieurs organes ou systèmes spécifiques

Contaminants mutagènes, tératogènes et cancérigènes

Exemples: ………………….

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Classification par famille chimique

Deux grandes familles:

–Composés inorganiques

–Composés organiques

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Composés inorganiques Gaz inertes, très peu réactifs et peu

toxiques Asphyxiants simples Utilisation dans des procédés de soudage Exemples de gaz inertes:

– Azote, argon, hélium, néon

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Composés inorganiques Halogènes :

– Irritants puissants et très corrosifs– Utilisation pour préparer des acides,

agents de blanchiment, des désinfectants, des agents purificateurs, des dépolisseurs de verre….

– Exemples: fluor, chlore, brome, iode, phosgène

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Composés inorganiquesOxygène et les oxydes nitreux :

– Comburant– Sous produits de la combustion– Exemples: Ozone, dioxyde de soufre,

anhydride sulfurique, monoxyde d’azote, oxyde nitreux, dioxyde d’azote, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone

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Composés inorganiques Hydrogène et ses composés :

– Très inflammables

– Dérivés très toxiques et peu utilisés dans l’industrie

– Exemples : arsine, phosphine, sulfure d’hydrogène, ammoniaque

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Composés inorganiques

Autres inorganiques :

– Sulfure de carbone

– Pentacarbonyle de fer

– Tétracarbonlyle de nickel

– Etc….

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Composés organiques Composés qui contiennent des

atomes – C (carbone)– et H (hydrogène)

Composés venant des organismes vivants– Datation du carbone

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Composés organiques Hydrocarbures aliphatiques saturés ou alcanes

– CnH2n+2

– Inflammables, anesthésiques et légèrement irritants

– Exemples : éthane, propane, n-butane, n-pentane, n-octane, n-nonane

– Combustibles, réfrigérants, lubrifiants, solvants

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Composés organiques

Hydrocarbures aliphatiques insaturés :– Alcènes ou alcynes– Toxicité modérée, anesthésique– Utilisée dans l’industrie pétrolière et

plastique– Exemples: éthylène, propylène, butène,

méthyl-2 propylène, isopropène, allène, acétylène

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Composés organiques Hydrocarbures cycliques :

- cycloalcanes, cycloalcènes, terpènes- légèrement irritants, anesthésiques, dépresseurs du système nerveux central

- utilisés comme combustibles ou solvants ou lubrifiants- Exemples: térébentine, cyclopentane

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Composés organiques Hydrocarbures aromatiques :

– Un ou plusieurs noyaux benzéniques– Proviennent de l’industrie du pétrole– Peuvent être absorbés par la peau et

les muqueuses– Irritants, dépresseurs du SNC– Solvants. Exemples: benzène, styrène,

xylène, toluène…

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Composés organiques Dérivés halogénés :

– Hydrocarbures chlorés et fluorés

– Action narcotique, irritants et très toxiques

– Utilisés comme solvants, dégraissants, isolants, agent extincteur et insecticides

– Exemple: DDT, BPC, chloroforme, trichloroéthylène, perchloroéthylène, chorobenzène, ….

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Composés organiques Alcools et glycols :

– Alcools ( Racine – OH)

– Irritants et dépresseurs du SNC– Volatils et inflammables– Solvants, décapants, nettoyants, ….– Exemples : méthanol, éthanol,

propanol-1, butanol-1, pentanol-1, alcool benzylique, …

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Composés organiques Glycols :

– Deux groupements de OH sur deux atomes de Carbone

– Peu toxiques et faiblement irritants– Solvants, antigel, échangeurs de

chaleur, plastifiants– Exemples: éthylène glycol, méthylglycol,

éthylglycol, etc…

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Composés organiques Éthers :

– Racine – O – racine

– Très volatils, très inflammables, très irritants et anesthésiques

– Solvants de laque et de résines, combustibles, anesthésiques

– Exemples : diéthyléther, dioxane,….

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Composés organiques Dérivés carbonylés :

– Groupement carbonyle C=O– Cétones (R-CO-R) : volatiles, inflammables,

peu toxiques (cétones, butanone,…) utilisés dans les huiles et les parfums, les cosmétiques et les cires, les résines, etc….

– Aldéhydes (R-CHO): irritants et anesthésiques (formaldéhyde, acétaldéhyde, acroléine,…) utilisés dans le papier, le caoutchouc, les teintures

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Composés organiques Dérivés carbonylés:

– Acides organiques (R-COOH): irritants et corrosifs (acide formique, acide acétique, acide acrylique, acide oxalique) utilisés dans l’alimentation, les cosmétiques, etc….

– Esters ou acétates : irritants et portent atteinte au SNC (acétate de vinyle, acétate de méthyle,…) utilisé surtout dans l’industrie des plastiques, les peintures, les vernis et les colles

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Composés organiques Amines :

– Irritants sévères et des toxiques – Utilisés comme inhibiteurs de

corrosion, stabilisants et durcisseurs

– Exemples : méthylamine, éthylamine, aniline, pyridine, nicotine (insecticide !)

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Composés organiques Dérivés nitrés:

–Très irritants

–Utilisés dans l’industrie des explosifs

–Exemples : nitroglycérine, nitrométhane, ….

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Composés organiques Nitriles et cyanures:

– Les plus toxiques de l’industrie

– Très irritants et très toxiques (cyanure d’hydrogène par exemple)

– Utilisation dans les mines pour extraction de minerai (or), dans les pesticides et dans les gaz fumigènes

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Composés organiques Dérivés organophosphorés :

–Organophosphorés sont extrêmement toxiques

–Pesticides

–Gaz de guerre

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Concentration dans l’air

Milligramme par mètre cube (Mg/m3)

Microgramme par mètre cube (µg/m3)

Parties par million (ppm) Parties par milliard (ppb)

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Question 3.2 CO2 :

– Masse molaire de 44g par mole– Chaque mole occupe un volume de 24,45

litres– Sa concentration est de 9 000 mg/m3

– Calculer:• Sa concentration en µg/m3

• PPM ?• PPB ?

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Loi des gaz parfaits P x V = n x R x T

P = pression V = volume T = température N et R sont des constantes Exemples

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Question 3.3Application : pourquoi ne pas

pas entreposer les cylindres d’air comprimé à côté des sources de chaleur ?

Réponse: ??????

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Instruments de mesure Instrument à lecture directe :

– Applications pour les gaz toxiques

– Hautement dangereux pour la vie et la santé des travailleurs (HDVS)

– Étalonnage

– Surveillance du milieu de travail

– Exemples : CO, méthane

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Instruments de mesure Échantillons pour analyse au laboratoire :

– Filtres– Tubes absorbants– Analyse par chromatographie en phase

gazeuse– Spectrométrie de masse– Avantage: précision plus grande et plus

fiable– Moyenne sur le long terme

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Instruments de mesureTubes colorimétriques :

– Réactions colorimétriques

– Intensité du changement de couleur

– Faciles à utiliser

– Valeurs approximatives (+- 20%)

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Question 3.4 Quel instrument doit on utiliser pour

travailler dans un espace clos ?

– Travail dans un trou d’homme (Hydro-Québec)

– Gaz à mesurer

– Instrument de mesure ?

– HDVS ?

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Mesures de prévention Trois (3) grands principes de prévention :

– Éliminer à la source (source)– Isoler la source ou les travailleurs

(barrière)– Protéger les travailleurs par des

équipements de protection individuelle (epi)

– Mesures administratives

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Élimination à la source Remplacement de produits toxiques par

des produits moins toxiques

– Répondre à la question 3.5

Changement de procédé ou de méthode de travail

– Répondre à la question 3.6

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Élimination à la source Réduction des températures des liquides

et des solvants

Captage à la source avant leur dispersion

– Répondre à la question 3.7

Filtration

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Isoler la source ou les travailleurs

Isolement du procédé (couvercle, endroit isolé, enclos, etc…

Isolement du procédé dans le temps

Isolement du travailleur dans une cabine

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Protéger le travailleur

Port des masques de protection respiratoire

– Facteur de protection du masque à considérer

– Répondre à la question 3.8

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Autres mesures administratives

Éloigner le travailleur de la source Aménagement des horaires de telle façon

à réduire son temps d’exposition Répartition des tâches entre plusieurs

travailleurs Prévoir des périodes de repos plus

longues Répondre à la question 3.9

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Autres mesures administratives

Informer et former les travailleurs du danger des contaminants (seuil olfactif, valeurs limites)

Identification des dangers lorsque les gaz sont invisibles et inodores

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Ce n’est qu’un Au Revoir !