Détection de gaz et d'incendie : évitez les pièges!

Principes fondamentaux

Généralement, on veut placer des détecteurs de gaz où il est probable d’avoir une atmosphère dangereuse (inflammable ou toxique) qui pourrait se traduire en feu, explosion ou intoxication du personnel. Pour être capable de qualifier ou quantifier la probabilité d’avoir une atmosphère dangereuse, il faut analyser plusieurs éléments tels que :

• les propriétés chimiques des substances utilisées;
• les points de fuites potentiels des équipements;
• les pressions et températures de procédé;
• la densité des gaz;
• les conditions de ventilations naturelles ou forcées.

Piège No. 1 : La détection de gaz et d’incendie relève traditionnellement de la discipline d’automatisation alors que les principes fondamentaux sont basés sur la chimie, le procédé et la ventilation. Assurez-vous d’impliquer les disciplines de procédé et de ventilation.

Lois et normes applicables

Il existe plusieurs lois et normes dont l’applicabilité varie selon l’industrie et le type de procédé. Au travers des années, les grandes compagnies pétrolières ont développé leurs propres normes qui souvent excèdent les requis de la loi. Pour les compagnies plus juniors, dans le domaine des biocarburants par exemples, les règles à suivre sont moins bien définies et les budgets sont plus serrés. Dans tous les cas, il est important de qualifier les conséquences d’une fuite de gaz ou d’un feu pour la santé et sécurité des gens (niveau d’occupation) et évaluer les dommages potentiels aux équipements et bâtiments avoisinant.

Piège No. 2 : Une mauvaise interprétation des lois et normes pourrait mener à des conceptions non-conformes pouvant engendrer des risques et/ou coûts supplémentaires.

Les méthodes de conception

Il existe principalement deux philosophies de conception. La plus traditionnelle est la méthode prescriptive qui est principalement basée sur les bonnes pratiques de l’industrie. Dans cette méthode on réutilise souvent des exemples typiques et on suit au minimum les règles établies par le NFPA 72. L’analyse des risques, du procédé et de la ventilation est plutôt qualitative et se base sur peu de calculs. Cette méthode, bien que moins coûteuse en conception ne permet pas d’établir la performance du système de détection.

La seconde méthode est basée sur la performance du système de détection. Pour bien tirer profit de cette méthode, il faut d’abord bien identifier les risques et leurs probabilités. Il faut tenir compte de plusieurs facteurs tels niveau d’occupation, des probabilités de fuites, du niveau d’encombrement, la ventilation et les risques d’ignitions. L’objectif est de calculer le facteur de réduction du risque pour établir la performance du système de détection d’incendie et de gaz. Cette méthode requiert des logiciels spécialisés et est plus couteuse en conception. En revanche, elle permet de mieux évaluer le type, la quantité et la localisation des détecteurs requis pour atteindre la performance cible. En d’autres mots, cette méthode permet de confirmer que la performance du système de détection permet de réduire la probabilité du risque à un niveau acceptable.

Piège No. 3 : Vu le coût d’achat relativement bas, il peut être tentant d’acheter une plus grande quantité de détecteurs plutôt que d’investir dans l’effort d’analyse et de conception. Dans plusieurs cas, cela résulte en un système de détection inefficace où les détecteurs sont mal choisis et mal localisés. Lorsque l’on ajoute les coûts de câblage, de programmation et les coûts de calibration plusieurs fois par année, on réalise que le cout total de chaque détecteur est beaucoup plus grand que le simple coût d’achat.

Les technologies de détection

Il existe plusieurs technologies de détection disponibles sur le marché qui ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients, en voici quelques-unes communément utilisées :

• Gaz combustibles – « Catalytic bead » : Lorsqu’un gaz combustible entre en contact avec la surface catalytique, il s’oxyde. Cette réaction libère de la chaleur provocant un changement de résistance qui peut être mesuré électriquement. L’avantage de cette technologie est qu’elle est peu couteuse tout en permettant de détecter la majorité des gaz combustibles. L’inconvénient est que les gaz doivent entrer en contact avec le détecteur (faible couverture) et les coûts de maintenance et calibration sont plus élevés.
• Gaz combustibles – Émetteurs / Récepteurs infrarouges « Open path »: Cette technologie repose sur les caractéristiques d’absorption infrarouge des gaz d’hydrocarbures pour déterminer leur présence et leur concentration. Les détecteurs de gaz IR se composent d’une source de lumière IR (émetteur) et d’un détecteur de lumière (récepteur) pour mesurer l’intensité, à la fois à la longueur d’onde d’absorption et à une longueur d’onde non absorbée. L’avantage de cette technologie est qu’il est possible de couvrir une grande zone avec un seul ensemble émetteur / récepteur. Les coûts de maintenance sont aussi moindres comme il n’y a pas de dégradation due à une réaction chimique. L’inconvénient est le coût initial qui est plus élevé.
• Gaz toxiques – Cellule électrochimique : La technologie mesure un signal proportionnel à la quantité de gaz toxique diffusée dans une cellule remplie d’une solution électrochimique. L’avantage de cette technologie est qu’elle est peu couteuse tout en permettant de détecter la majorité des gaz combustibles. L’inconvénient est que les gaz doivent entrer en contact avec le détecteur (faible couverture) et les coûts de maintenance et calibration sont plus élevés.
• Détecteur d’incendie optique : Les détecteurs d’incendie optiques sont conçus pour répondre aux signatures spectrales de l’énergie CO₂ et / ou H2O émise par les incendies dans le domaine spectral UV et/ou IR. La technologie combine l’analyse spectrale avec la fréquence de scintillement afin d’éviter les fausses alarmes provenant de sources autres que les incendies. L’avantage de cette technologie est principalement la rapidité de détection et la possibilité de couvrir une grande zone. Cette technologie permet donc d’agir beaucoup plus rapidement que les détecteurs de chaleur ou de fumée. L’inconvénient est le coût initial et la sensibilité aux obstructions visuelles.

Piège No. 4 : Beaucoup de manufacturiers et distributeurs offrent des services spécialisés en plus de vendre les détecteurs. Même s’ils sont bien intentionnés, mieux vaut garder en tête que leur objectif premier est de vendre des détecteurs. Assurez-vous de bien connaître vos besoins avant de vous procurer un système.

Conclusion

En conclusion, la conception d’un système de détection gaz/incendie requiert plusieurs compétences techniques, une bonne maîtrise des codes et normes et une bonne compréhension des technologies disponible. Les risques sont élevés et les pièges sont nombreux, assurez-vous d’impliquer un expert!