Détection des fuites de gaz dans les zones dangereuses

Introduction

Bien que dans l'usage courant, le terme « danger » puisse faire référence à de nombreux types de risques ou de périls, le terme « zone dangereuse » a une signification très spécifique. Il s'agit d'une zone dans laquelle des gaz, vapeurs ou poussières explosifs ou inflammables peuvent être présents en quantité suffisante pour créer un risque d'explosion ou d'incendie. Ces zones sont souvent associées à des usines de traitement qui utilisent des gaz sous pression, et on peut aisément comprendre que des fuites de gaz dans ces zones sont susceptibles d'augmenter considérablement le niveau de risque. La détection des fuites de gaz joue un rôle essentiel dans la sécurité du personnel et des installations et nécessite un équipement fiable et certifié pour atténuer les dangers potentiels. L'utilisation d'appareils non certifiés dans de tels environnements peut entraîner des conséquences catastrophiques, il est donc essentiel de choisir des solutions de détection des fuites de gaz appropriées.  

Comprendre les atmosphères explosives

Les zones dangereuses sont classées en différentes zones en fonction de la probabilité et de la durée de la présence d'une atmosphère explosive. La Zone 0 (gaz/vapeur) et la Zone 20 (poussière) désignent les zones où des risques d'explosion sont présents en permanence ou persistent pendant de longues périodes. La Zone 1 (gaz/vapeur) et la Zone 21 (poussière) désignent les zones où des atmosphères explosives sont susceptibles de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal, et la Zone 2 (gaz/vapeur) et la Zone 22 (poussière) font référence aux zones où des atmosphères explosives ne sont pas susceptibles de se présenter ou ne se présenteront que pendant une courte durée. Les gaz explosifs courants sont le méthane, l'hydrogène et le propane, et la poussière combustible peut aller du charbon et des grains aux poudres métalliques.  

Sécurité des appareils dans les environnements explosifs

Les appareils de détection des fuites de gaz doivent être certifiés conformes aux normes de sécurité les plus strictes afin de garantir leur fonctionnement en toute sécurité dans les zones dangereuses. La certification ATEX (ATmosphères EXplosibles) est obligatoire pour les appareils utilisés au sein de l'Union européenne, mais est également une norme reconnue dans de nombreux pays à travers le monde. Les appareils certifiés ATEX sont conçus pour prévenir les sources d'inflammation et résister aux conditions difficiles des environnements dangereux.

La sécurité intrinsèque est un principe de conception fondamental des équipements certifiés ATEX. Elle implique de limiter l'énergie électrique disponible dans l'appareil afin d'éviter des étincelles ou des effets thermiques susceptibles d'enflammer des atmosphères explosives. On utilise pour cela des barrières, des composants de limitation de tension et de courant, et des circuits conçus spécifiquement à cette fin.

Outre la certification ATEX, l'indice de protection (IP) d'un appareil est également important pour assurer sa durabilité et sa fiabilité dans les zones dangereuses. Les indices de protection IP indiquent le niveau de protection contre la pénétration de particules solides et liquides. Par exemple, un appareil certifié IP54 est entièrement protégé contre la poussière et les éclaboussures d'eau venant de n'importe quelle direction.  

L'imagerie acoustique pour la détection des fuites de gaz

Plusieurs options sont disponibles pour la détection des fuites de gaz, mais l'une des méthodes les plus simples, les plus polyvalentes, les plus fiables et les plus économiques est incontestablement d'utiliser une caméra d'imagerie acoustique. Le principe de fonctionnement de cet appareil est simple à comprendre ; il repose sur le fait que les fuites génèrent invariablement du son. Ce son se trouve parfois dans la gamme audible (sifflement), mais il est plus souvent dans la gamme des ultrasons, ce qui ne permet pas de l'entendre directement par l'oreille humaine.  

Les caméras d'imagerie acoustique disposent d'un ensemble de microphones qui captent les sons audibles et les ultrasons émis par la fuite. Comme on peut s'y attendre, elles captent également d'autres sons, mais la fonction de traitement du signal supprime le bruit de fond pour s'assurer que la caméra n'affiche que les détails du bruit de la fuite. L'utilisation d'un ensemble de microphones spécifique, ainsi que d'un traitement avancé, permet à l'appareil de déterminer la direction et la taille approximative de la fuite à l'aide d'une technique appelée « formation de faisceau ».  Ces informations sont utilisées pour produire une image dans laquelle la fuite est représentée par une « carte de nuages » qui illustre la pression sonore mesurée. Pour faciliter l'interprétation, la « carte de nuages » est superposée sur une image numérique ordinaire de l'usine ou de l'équipement étudié.

Cette méthode de détection et de localisation de défauts présente plusieurs avantages, l'un des plus importants étant qu'elle ne nécessite aucun contact avec l'équipement ou l'installation examiné(e). En effet, avec les caméras MPAC de Megger, les défauts peuvent être détectés à des distances allant jusqu'à 120 m, ce qui peut s'avérer extrêmement important dans des zones dangereuses, où se rapprocher de l'usine peut être risqué. La plage de fonctionnement étendue permet également d'analyser rapidement de grandes installations et d'économiser du temps et des ressources par rapport aux méthodes traditionnelles basées sur les contacts.  

Un autre avantage significatif de l'imagerie acoustique est sa polyvalence, puisqu'elle permet de détecter des fuites de n'importe quel type de gaz ou de vapeur. Contrairement à d'autres méthodes de détection de fuites spécifiques à certains gaz, les caméras d'imagerie acoustique peuvent être utilisées pour mesurer des fuites de n'importe quel type de gaz sous pression, ce qui en fait une solution économique pour les industries qui utilisent différents types de gaz ou de vapeurs.

Les caméras d'imagerie acoustique modernes, telles que celles de la gamme MPAC de Megger, sont conçues pour être faciles à utiliser, même dans des conditions difficiles. Dans la plupart des applications, seuls deux paramètres doivent être définis par les utilisateurs : la gamme de fréquence et la plage dynamique. Les meilleurs appareils sont dotés d'une fonction de mise au point qui leur permet d'être utilisés même dans des environnements très bruyants, mais également de localiser précisément et de mesurer une fuite individuelle. Ils estiment également le taux de fuite et indiquent sa gravité et les pertes annuelles potentielles, ce qui aide l'opérateur à déterminer la réponse la plus appropriée au problème.

Détection des fuites de gaz certifiée ATEX

Malgré les nombreux avantages de l'imagerie acoustique pour la détection des fuites dans les zones dangereuses, un élément essentiel doit être gardé à l'esprit : seul un équipement certifié ATEX peut être utilisé. Il peut sembler inutile de souligner ce point, en particulier pour les personnes habituées à travailler dans des environnements dangereux, mais il est important de noter que de nombreuses caméras d'imagerie acoustique ne sont pas certifiées ATEX et que cela peut passer inaperçu. Il est donc toujours nécessaire de se reporter à la documentation du fabricant et de confirmer la certification ATEX avant d'utiliser une caméra d'imagerie acoustique dans une application en zone dangereuse.

Indice de protection IP pour les applications industrielles

Il convient également de s'assurer qu'une caméra acoustique possède l'indice de protection IP approprié pour l'environnement dans lequel elle sera utilisée. En cas d'utilisation dans un environnement industriel, un indice de protection IP54 est généralement considéré comme le minimum, puisqu'il garantit que la caméra est protégée contre la pénétration de poussière et d'humidité.  

Conclusion

Lors du choix d'un appareil de détection des fuites de gaz pour une utilisation dans des zones dangereuses, la certification ATEX n'est pas négociable. Il est essentiel de vérifier que l'appareil dispose des certifications nécessaires pour garantir la conformité et la sécurité. Il est également important de tenir compte de l'indice de protection IP de l'appareil pour garantir un fonctionnement fiable dans les conditions difficiles souvent rencontrées dans les environnements industriels.

L'imagerie acoustique s'est avérée être un outil précieux pour la détection des fuites de gaz dans les zones dangereuses et offre des avantages uniques par rapport aux méthodes traditionnelles. Sa capacité à détecter les fuites en restant à une distance de sécurité, ses capacités de localisation précises et sa polyvalence dans la détection de divers gaz en font une solution efficiente et efficace. Les fuites de gaz, qui peuvent être potentiellement explosives, toxiques, nuisibles à l'environnement, très coûteuses, voire toutes ces choses en même temps, peuvent être minimisées.