Glossaire des gaz

Dioxyde de Carbone – CO2

dioxyde de carbone -CO2

Gaz sous pression
Dangerosité du dioxyde de carbone (CO2)

Principales propriétés et seuils toxiques du dioxyde de carbone
AppellationDioxyde de carbone, gaz carbonique ou anhydride carbonique
FormuleCO2 : un atome de carbone et deux atomes d’oxygène
OdeurInodore
PropriétésGaz comprimé liquéfié
ApparenceGaz incolore
Limite d’inflammabilité LIE
Limite d’inflammabilité LSE
Température d’ébullition-56,6°
Température d’auto inflammationIninflammable
Densité gaz /vapeur1,53
Masse molaire en g/mol44,0095 ± 0,0014 g/mol
C 27,29 %, O 72,71 %
Toxicité (exposition travailleur)
VME (en ppm)(Travail 8 heures/ jour)5000
Valeur type d’exposition9000 mg/m
La valeur VME du CO2 est de 0.5 % (5’000 ppm). Il s’agit de la concentration maximale moyenne admissible dans l’air ambiant sur le lieu de travail, pendant une durée de travail quotidienne de 8 heures.
InhalationDe fortes concentrations de CO2 accumulé dans des lieux confinés (silos, caves) peuvent occasionner une mort brutale

Cadre d’utilisation du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est utilisé dans l’industrie en tant que gaz de test ou d’étalonnage, de purge, pour la fabrication de composants électroniques ou photovoltaïques, des équipements d’extinction (dioxyde de carbone liquéfié sous pression gaz carbonique), pour la protection des soudures, le traitement de l’eau (contrôle du pH). Il est sous sa forme gazeuse un  accélérateur de croissance des cultures maraîchères sous serres…

Il est sous sa forme liquide utilisé pour de multiples applications dans l’industrie agroalimentaire :

  • la conservation et la gazéification des boissons gazeuses,
  •  le refroidissement et congélation des denrées alimentaires.

Il existe aussi des applications de niche comme l’utilisation du CO2 supercritique pour la cosmétique, pour le domaine médical (thérapie laser, cryothérapie ou cryochirurgie, analgésie, gaz d’insufflation pour la chirurgie invasive).

Emission de dioxyde de carbone

Il existe à la fois des sources naturelles et  humaines d’émissions de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone peut se former lors de combustions, de putréfactions (eaux résiduelles, égouts, puits), de fermentations alcooliques et malolactiques (vinification), en cas de rejet océanique.

Près de 87% des émissions de dioxyde de carbone attribuables à l’homme proviennent d’activités telles que la production de ciment, la déforestation et l’utilisation de combustibles fossiles, comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Comme ce gaz est provoqué par divers processus de combustion, la plupart des productions pétrochimiques, industrielles, ont un impact très nocif sur l’environnement.

Caractéristiques du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est l’un des gaz les plus prépondérants dans l’atmosphère et participe activement à la respiration des êtres vivants et la photosynthèse des plantes. Il contribue à l’effet de serre lorsqu’il est trop abondant dans l’atmosphère.

Le dioxyde de carbone est un gaz ou vapeur plus lourd que l’air. Il peut s’accumuler dans les endroits confinés, en particulier au niveau ou en-dessous du sol. Le dioxyde de carbone est un composé incombustible, incolore et non toxique, sauf à fortes concentrations.

Pathologie-Toxicologie associé au dioxyde de carbone

Utilisé dans les installations d’extinction automatiques à gaz, il est souvent considéré à tort comme « gaz inerte ». Or le dioxyde de carbone est dangereux pour la santé. Le  CO2 possède  une toxicité propre, indépendante de sa propriété de gaz asphyxiant physique. Le dioxyde de carbone peut causer la mort, même avec une teneur en oxygène normale (20-21%). Il a été constaté qu’à une teneur de 5%, le CO2 peut conduire à une augmentation de la toxicité d’autres gaz (CO, NO2).

Mesure de concentration de CO2 acceptable dans l’air

Normalement l’air ambiant contient environ 0.04 % (400 ppm) de CO2. L’inhalation de concentrations de CO2 plus élevées provoque les symptômes suivants :

Concentration Effets sur l’organisme
  1 %   Le CO2 provoque une légère accélération de la respiration  
  2%   La respiration devient plus profonde et jusqu’à 50 % plus rapide. Au bout de quelques heures, des maux de tête et des signes de fatigue se font ressentir.  
  3 %   La respiration devient difficile jusqu’à un doublement du rythme respiratoire. Il en résulte des maux de tête, une diminution de l’acuité auditive, une accélération du pouls et une augmentation de la tension artérielle  
  4 – 5 %   Le rythme de la respiration s’accélère jusqu’à quadrupler. Aux symptômes déjà mentionnés s’ajoutent après une trentaine de minutes une sensation de griserie et de légère oppression.  
  5 – 10 %   A forte concentration, le CO2 produit une odeur légèrement piquante. Le CO2 provoque rapidement une déficience circulatoire qui augmente la production de carboxyhémoglobine. La respiration devient très difficile et il s’ensuit une sensation d’épuisement suivi de céphalées avec une vue qui se brouille. La capacité de jugement est diminuée. La perte de connaissance ou de motricité peut intervenir en l’espace de quelques minutes.  
  Plus de 10 %   Les concentrations de CO2 supérieures à 10 % entraînent rapidement une perte de conscience pouvant aboutir à la mort, si des soins ne sont pas prodigués immédiatement. Le CO2 pur est très rapidement mortel.  
  A près de 20% Des troubles graves apparaissent rapidement: dépression respiratoire, convulsion, coma et mort.
Effets sur l’organisme en fonction des concentrations

Sous forme solide (carboglace) ou liquide, le CO2  peut provoquer des gelures cutanées ou oculaires. A basse température, le contact avec le dioxyde de carbone peut provoquer des brûlures (neige carbonique)

Protection respiratoire du dioxyde de carbone (CO2)

Il est recommandé d’utiliser dans les espaces confinés un appareil respiratoire autonome, à proximité et à l’extérieur des locaux pour les interventions d’urgence.

Quand l’évaluation des risques montre que le port d’appareils respiratoires est approprié, utiliser un masque facial total avec cartouche polyvalente (U ou de type AXBEK (EN 14387). Si le masque est le seul moyen de protection utiliser un appareil respiratoire autonome à écran facial total.

Détection de gaz fixe de dioxyde de carbone

Dans les zones où se révèlent une forte concentration de CO2 , une ventilation appropriée est nécessaire. Le retour du personnel dans le local, après émission, ne pourra être autorisé qu’après ventilation et contrôle de la teneur en oxygène. Il importe de s’être assuré de l’absence de CO2 résiduel et de l’absence d’éventuels produits toxiques et/ou corrosifs résultant de tout incident.

SENSEPOINT XCD
Détecteur de gaz fixe Sensepoint XCD

La circulaire du ministère du Travail du 9 mai 1985 concernant l’aération et l’assainissement des lieux de travail précise que les débits minimaux d’air neuf à introduire sont établis sur la base d’une concentration maximale admissible de dioxyde de carbone de l’ordre de 1 000 ppm. Des détecteurs de CO2 doivent être utilisés lorsqu’il est susceptible d’être relâché dans l’atmosphère. L’analyse de l’air enrichi en CO2 doit être faite avec un analyseur spécifique au CO2.

  • Detecteur multigaz BW Rigrat (balise de détection)

Agents extincteurs gazeux utilisés dans les installations fixes d’extinction

Les premiers agents extincteurs mis en œuvre ont été des gaz inertes parmi lesquels le dioxyde de carbone. De nouveaux produits d’extinction gazeux pour installations fixes apparaissent maintenant pour éviter les risques environnementaux liés à l’emploi du dioxyde de carbone.

Une installation fixe d’extinction automatique fonctionnant au CO2 doit répondre aux prescriptions destinées à réduire les risques pour les personnes susceptibles d’être concernées par le déclenchement de ce type d’extinction. Elle prévoit une alarme sonore et visuelle signifiant l’obligation d’avoir à évacuer immédiatement le local. Des dispositions doivent garantir l’évacuation sûre du local et un délai entre la fin de l’évacuation et le déclenchement de l’agent extincteur.

Détecteurs de gaz portable individuelle

En dehors des détecteurs fixes de gaz et vapeurs proposés,  des détecteurs portatifs à lecture directe (analyseurs infrarouges, capteurs électrochimiques ou à semi-conducteurs) peuvent fournir en continu une indication sur la concentration en dioxyde de carbone. Ces équipements de protection individuelle sont conçus pour la détection du dioxyde de carbone (CO2) dans les conditions les plus extrêmes. Leurs combinaison d’alarmes sonore puissante, visuelle et vibrante alerte chaque opérateur évoluant dans la zone à risque en cas de concentration dangereuse de dioxyde de carbone.

Détecteur monogaz jetable BW CLIP

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