Les espaces clos

par Eric LeBreton

Un espace clos est un endroit dont les entrées ou les sorties sont limitées en raison de son emplacement, de sa conception ou de son contenu. En voici certains exemples : réservoir, camion-citerne, tunnel, silo, égout, conduit, pipeline, conteneur de transport maritime, navire, etc. Les principaux risques qui se posent dans un espace clos sont les risques d'incendie, d'explosion, d'asphyxie, d'intoxication, de noyade dans un liquide ou un solide fluide et de lésions ou de décès si du matériel mécanique est mis en marche par inadvertance alors qu'une personne est encore à l'intérieur de l'espace clos. Ces risques sont dus à la présence de vapeurs, de fumées, de poussières ou de gaz délétères, ou à la création d'une atmosphère trop pauvre ou trop riche en oxygène.

INCENDIE ET EXPLOSIONS

Un incendie ou une explosion peut survenir dans un espace clos où la concentration d'un gaz (ou des vapeurs d'un liquide), présente dans l'atmosphère, se situe dans la plage d'explosibilité (c. à d., à l'intérieur des limites d'explosion). Les limites d'explosion (dites aussi "limites d'explosibilité ou d'inflammabilité") sont les concentrations minimum et maximum, exprimées en pourcentage (%), qui permettent l'allumage d'un gaz ou d'une vapeur inflammable. Les concentrations inférieures à la limite inférieure d'explosion (LIE) sont trop pauvres pour permettre la combustion et celles supérieures à la limite supérieure d'explosion (LSE), trop riches.

Limites d'explosibilité/d'inflammabilité

Limites d'explosibilité/d'inflammabilité

Pour illustrer cela, il est possible de faire une analogie avec les moteurs à essence. Quand il n'y a pas assez de vapeurs d'essence dans les cylindres, le moteur ne démarre pas. Il s'agit d'un mélange trop pauvre car la concentration est inférieure à la LIE (soit 1,4 % dans le cas de l'essence). D'un autre côté, le moteur ne démarre pas non plus quand la teneur en vapeurs d'essence dépasse la LSE (7,6 % dans le cas de l'essence). On dit alors que le "moteur est noyé" (mélange trop riche).

Il est important de noter que les limites d'explosion sont normalement données pour des mélanges de gaz ou de vapeurs avec l'air. Le mélange avec un gaz comburant étend normalement la plage d'explosibilité (en particulier du côté de la LSE) et augmente la puissance de l'explosion. Pour poursuivre l'analogie avec le moteur à essence, songeons à l'effet produit par l'addition d'oxyde nitreux dans l'admission d'air des voitures de course. L'oxyde nitreux, étant un gaz comburant, suralimente le moteur et augmente sa puissance. Voici, par exemple, les limites d'explosion de divers produits chimiques dans l'air et dans l'oxygène.

Limites d'explosion (mélanges avec l'air/oxygène)
Produit chimique Limites d'explosion dans l'air Limites d'explosion dans l'oxygène
Ammoniac 15,50-27,00 13,50-79,00
Monoxyde de carbone 12,50-74,20 15,50-93,90
Hydrogène 4,00-74,20 4,65-93,90
Méthane 5,00-15,00 5,40-59,20
Éther éthylique 1,85-36,50 2,10-82,00
Propylène 2,00-11,10 2,10-52,80

Les particules de poussière ont une limite inférieure (ou minimum) d'explosion, mais presqu'aucune limite supérieure. Voici quelques exemples de limites inférieures d'explosion (oz/pi3) : polystyrène (0,02), fécule de maïs (0,04), charbon (0,055), fer (0,12).

Il est important de noter qu'un explosimètre donne une lecture en pourcentage. Ce pourcentage représente la LIE et non pas la concentration totale de vapeurs ou de gaz dans le mélange. Par exemple, dans un mélange essence/air, une lecture de 50 % sur un explosimètre signifie que le mélange contient 0,7 % d'essence (50 % de la LIE, soit 1,4 %). En règle générale, on considère que l'endroit est un lieu de travail sûr quand la lecture sur l'explosimètre est de 10 %, c'est-à-dire 10 % de la LIE. Lors d'un relevé à l'explosimètre, il faut songer à la possibilité que les vapeurs ou les gaz se soient accumulés dans certains endroits en retrait, soit le sommet ou la base du réservoir selon la densité des gaz ou des vapeurs.

Il se peut aussi qu'un liquide ne soit pas jugé inflammable, mais qu'il pose quand même des risques d'explosion. Par exemple, le chlorure de méthylène (dichlorométhane - UN1593), qui est souvent utilisé dans les décapants à peinture, est très volatil. Il n'est pas inflammable, c'est-à-dire, qu'il n'a pas de point d'éclair, mais ses vapeurs peuvent être explosives (limite d'explosion : de 12 à 22 %). Il se peut donc qu'un déversement de dichlorométhane ne pose aucun risque d'incendie à l'extérieur, mais qu'il entraîne des risques d'explosion dans un espace clos. Il serait alors très dangereux de souder un réservoir contenant un résidu de dichlorométhane, même s'il est possible que ce réservoir ne porte aucune étiquette, ni aucun panneau d'avertissement.

Il se peut aussi qu'une substance ne soit pas réglementée en vertu du RTMD, mais qu'elle pose quand même un danger d'explosion quand elle est chauffée. Un exemple : l'éthylèneglycol (l'antigel à radiateur). Ce produit n'est pas inflammable à la température ambiante (point d'éclair : 111°C), mais sa plage d'explosibilité va de 3,2 à 15,3 %. Sans aucun doute, on ne demandera à personne d'entrer dans un réservoir contenant de l'éthylèneglycol chaud, mais il se peut bien qu'on lui demande de faire des travaux (p. ex., coupe, soudure, perçage) dégageant une chaleur qui pourrait enflammer les matières contenues dans le réservoir.

Il est donc pertinent d'évaluer les risques d'explosion avec du matériel de contrôle approprié [p.ex., explosimètre (vapeurs et gaz), matériel de contrôle des aérosols en temps réel (particules de poussière)] pour s'assurer que l'atmosphère d'un espace clos n'est pas explosive avant de l'inspecter, d'y pénétrer ou d'y travailler.

Avant d'entrer dans un espaces clos, les employés doivent avoir procédé au préalable à leur mise à terre et peut-être, porter des vêtements antistatiques. La quantité d'énergie stockée dans le corps humain peut atteindre 40 mJ. Il suffit de seulement 1 mJ pour enflammer le mélange vapeur/air de plusieurs hydrocarbures. Certains vêtements peuvent produire, sur un homme, une différence de potentiel supérieure à 3000 volts, ce qui peut d'ailleurs provoquer l'allumage d'un mélange essence/air.

En résumé, pour éviter les explosions dans un espace clos, il faut s'assurer de ne pas transporter de charges statiques et d'avoir éliminé toute source d'allumage présente. Le système d'éclairage doit être antidéflagrant (toutes les ampoules électriques doivent être encastrées, pour éviter les risques d'éclatement). Il est possible de se servir de ventilateurs antidéflagrants pour abaisser la teneur en vapeurs à un niveau inférieur à la LIE, mais les employés doivent s'assurer que l'air contaminé, retiré de l'espace clos, ne pose pas de dangers pour ceux qui travaillent à l'extérieur. Si la ventilation ne peut, à elle seule, éliminer les risques d'explosion, il peut être nécessaire de retirer la matière dangereuse et de nettoyer le réservoir avec des solvants, des détergents ou de la vapeur d'eau. Si un solide en poudre fine qui ne réagit pas défavorablement avec l'eau est à l'origine du danger, il peut être utile de l'humecter avec de l'eau pour réduire la quantité de particules de poussière dans l'air.

GAZ

La plupart des substances corrosives (acides, bases, gaz corrosifs) avertissent de leur présence par une irritation des muqueuses résultant d'une toux, d'un larmoiement, etc.. Toutefois, bien des substances toxiques agissent sans avertissement ou presque, par exemple : le monoxyde de carbone (aucune odeur, maux de tête mineurs au début, empêche la fixation de l'oxygène par les globules rouges du sang), sulfure d'hydrogène (odeur d'oeufs pourris qui disparaît rapidement par suite d'une fatigue olfactive, effondrement immédiat et paralysie de l'appareil respiratoire à ~1800 ppm). L'exposition à des solvants à base d'hydrocarbures peut causer des maux de tête, des nausées, des étourdissements, une dépression du système nerveux central, voire le décès par oedèmes pulmonaires.

Il est important de noter qu'un employé peut ne pas être toujours conscient des dangers encourus. Par exemple, l'acide formique (UN1779), un acide corrosif à odeur piquante, se décompose lentement en monoxyde de carbone et en eau. Les barils contenant de l'acide formique sont souvent munis d'une soupape permettant l'échappement du monoxyde de carbone formé. Il est donc possible qu'un employé ne soit pas conscient de l'accumulation de monoxyde de carbone à l'intérieur d'un entrepôt, d'un conteneur ou d'une remorque, etc.

C'est l'asphyxie par manque d'oxygène qui pose probablement le plus de risques dans un espace clos. Pour le travail dans un espace clos, les organismes de réglementation canadiens exigent une concentration d'oxygène dont le minimum se situe entre 18 et 19,5 % et dont le maximum est 23 %. Vérifier les normes relatives à l'oxygène auprès de son organisme provincial ou fédéral. La teneur en oxygène de l'air inspiré au niveau de la mer est de 21 %. Dans un aéronef, la concentration d'oxygène dans l'air est fixée à ~16 % car les passagers y sont au repos. Quand un effort physique est requis, une concentration d'oxygène inférieure à 16 % peut entraîner une perte de jugement et affecter la coordination musculaire. S'il s'agit d'une concentration d'oxygène entre 10 à 12 %, les personnes peuvent perdre connaissance et à moins de 6 %, elles peuvent mourir en moins de quelques minutes. Dans tout espace clos où l'oxygène a été consommé par une réaction chimique (p. ex., la rouille) ou remplacé par un autre gaz (p. ex., l'azote), l'atmosphère peut devenir pauvre en oxygène. En moins de 24 heures, la concentration d'oxygène à l'intérieur d'un réservoir légèrement rouillé contenant des traces de sel peut, dans des conditions élevées d'humidité, devenir presque nulle. Il faut donc toujours mesurer la concentration d'oxygène d'un réservoir avant d'y pénétrer, même si cette mesure a déjà été prise quelques heures auparavant. Les produits contenus dans un réservoir sont souvent sous atmosphère d'azote. Dans un tel cas, la personne qui ouvre le réservoir pourrait bien perdre connaissance et y tomber.

La principale crainte posée par une concentration d'oxygène supérieure à 23 % est le risque de combustion de matières qui ne s'enflammeraient pas habituellement à une teneur normale en oxygène. Sous l'action de la chaleur, la décomposition des matières comburantes (p. ex., peroxyde d'oxygène, chlorate de sodium, etc.), contenues auparavant dans un réservoir, libère de l'oxygène et peut ainsi enrichir l'atmosphère en oxygène.

Lors de la ventilation d'un espace clos, il importe de tenir compte de l'oxygène qui y sera consommé (nombre d'employés à l'intérieur, soudure, etc.) et de décider s'il est nécessaire d'en extraire les contaminants (p. ex., les vapeurs de soudage) à l'aide d'un ventilateur.

AUTRES CAS

Voici quelques exemples d'espaces clos dans lesquels aucune matière dangereuse n'est stockée, mais qui posent quand même des risques :

  • Égouts : Les matières organiques en décomposition - entre autres, les déchets domestiques ou la végétation - peuvent produire des gaz inflammables (méthane) ou des gaz à la fois inflammables et toxiques (sulfure d'hydrogène), gaz asphyxiant (dioxyde de carbone) et appauvrir l'atmosphère en oxygène causé par la rouille ou la respiration bactérienne. Un mauvais câblage peut causer l'électrocution d'un employé.

  • Silos à foin/grain : Il est notoire que des explosions surviennent dans les silos à grain. Il se peut aussi que le grain s'agglomère, formant un pont ou un dôme au-dessus d'une cellule à grain. Lorsque ce grain tombe il risque d'emprisonner un employé ou de le suffoquer. Il se peut qu'un employé soit blessé si une vrille ou une autre pièce d'équipement est mise en marche pendant qu'il travaille à l'intérieur d'un silo. La fermentation du maïs, du blé, des pommes de terre, etc. peut dégager de grandes quantités de dioxyde de carbone (gaz asphyxiant) et d'éthanol (liquide inflammable). De plus, le contact entre l'oxygène et l'oxyde nitrique contenu dans l'ensilage frais produit du dioxyde d'azote qui est un gaz toxique. L'exposition pendant une brève période (moins de 10 minutes) à une teneur en NO2 de ~150 ppm peut provoquer la toux, des maux de tête, des nausées, des vomissements, etc. Cette maladie est connue sous le nom de pneumopathie des ensileurs, ou "maladie des employés de silos". Il se peut aussi que le grain contenu dans le silo ait été traité avec un fumigant (p. ex., phosphure d'aluminium) qui dégage lentement un gaz toxique et inflammable (phosphine) en présence d'humidité.

Recommandations générales à suivre avant de pénétrer dans un espace clos:

  1. Il peut être nécessaire de posséder un permis, d'avoir un plan permettant l'autorisation d'entrer dans l'espace en question, d'avoir un dossier décrivant les étapes suivies et d'avoir reçu une formation approuvée.
  2. S'assurer d'une voie d'accès et de sortie sécuritaire.
  3. Il est obligatoire de fermer et de verrouiller le circuit électrique et les conduits à matières dangereuses.
  4. Se servir de matériel étalonné pour la vérification et le contrôle continus des atmosphères inflammables et de la teneur en oxygène.
  5. S'assurer, au moyen de ventilateurs aspirants et/ou poussants, qu'une bonne évacuation des contaminants et qu'un échange adéquat de l'air soient présents.
  6. S'il est impossible de garantir que la teneur en oxygène est adéquate ou que l'atmosphère est sûre, il faut porter des vêtements de protection et un respirateur approuvés.
  7. La personne qui pénètre dans l'espace clos devrait être muni d'un harnais de sécurité attaché.
  8. Des personnes ayant reçu une formation adéquate devraient rester à l'extérieur de l'espace clos, en communication constante avec celle qui vient d'y pénétrer et prêts à aider en cas d'évacuation et/ou de soins médicaux d'urgence (réanimation cardio-pulmonaire).
  9. L'accès à des trousses de premiers soins, à de l'eau (fontaine ophtalmique, douche) et à du matériel de secours (civière, palan) doit être assuré.
  10. L'accès immédiat à du matériel de communication pour signaler un incident et demander l'aide d'un médecin doit être disponible en tout temps.

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Parution: Bulletin de nouvelles TMD, Vol. 16, No. 1, Printemps 1996.

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