Les bouteilles d'acétylène

Cette page aborde un sujet assez délicat pour lequel la vérité est souvent assez floue dans l'esprit des intervenants qui ont affaire à un accident mettant en cause une ou plusieurs bouteilles d'acétylène, que ce soit suite à un accident de la route, un feu de bâtiment ou un accident de soudure.
 
La particularité d'une bouteille d'acétylène est qu'elle continue à rester dangereuse même si la cause principale du sinistre est traitée (cas d'un incendie d'atelier mécanique dans lequel ont été exposées une ou plusieurs bouteilles, il faudra prendre le plus grand soin des bouteilles non explosées, une explosion ultérieure n'étant pas à écarter totalement).
 
Dans les lignes qui suivent, il vous sera présenté de quelle façon l'acétylène est conditionné et quelles sont les mesures qui sont prises afin de sécuriser au maximum son utilisation et son stockage. J'aborderai ensuite la description de situation accidentelles en tentant d'expliquer les différents mécanismes mis en jeu.
 
Au delà des fiches reflexes existantes, il convient de bien comprendre ces phénomènes et les paramètres qui les influences afin de pouvoir adapter la méthodologie opérationnelle au plus juste et ainsi faire preuve de la plus grande efficience dans la conduite de l'intervention. Trop souvent, les réactions des intervenants sont inadaptées, pouvant les exposer inutillement ou bien faire trainer l'intervention en longueur et paralyser un secteur pendant de nombreuses heures (quartier évacué, autoroute fermée, ...).
 
 
Utilisation de l'acétylène:
 
En dehors de l'industrie chimique, l'acétylène est très utilisé pour réaliser des soudures ou de la découpe de métaux. Ainsi, on en trouve dans baucoup d'entreprises mais aussi chez certains particuliers bricoleurs. L'utilisation la plus connue est celle associée à l'oxygène en plomberie: postes oxy - acétylènique, constitués d'un ensemble de deux bouteilles en acier, une d'acétylène et une d'oxygène.
 
L'acétylène est utilisé, car associé à l'oxygène, il permet d'obtenir des températures très élevées permettant la réalisation de soudure ou de brasure sur tout type de métaux. En plomberie, comparativement au butane ou au propane, cela permet de souder plus rapidement, plus proprement et surtout de pouvoir travailler sur tout type de diamètres de canalisation. Les températures atteintes dépassent les 2.500°C pour les combustions stoechiométriques dans l'air et peuvent atteindre plus de 3.000°C en association avec de l'oxygène pur.
 
Conditionnement:
 
L'acétylène est un composé très instable, qui ne demande qu'à se décomposer à la moindre sollicitation (température, pression). Ainsi, son mode de stockage est différent de celui des autres gaz. On le retrouvera dans des bouteilles en acier, dissous dans un solvant (comme pour l'eau gazeuse, le CO2 est dissous dans l'eau). Ce moyen de stockage permet de maintenir une faible pression dans les bouteilles, comparativement aux autres gaz et à stabiliser le produit.
 
Le solvant utilisé est très souvent l'acétone, solvant oxygéné, très inflammable.
 
Afin de stabiliser encore le produit et de parer à un eventuel début de décomposition dans la bouteille, cette dernière est en plus remplie d'une matière poreuse afin de limiter les mouvement de liquide et de gaz à l'intérieur. Cette matière poreuse a notamment pour rôle de contenir un éventuel début de décomposition à l'intérieur de la bouteille.
 
Nous avons donc affaire à une bouteille en acier similaire à d'autres gaz, mais rempli d'un solide poreux, lui-même imbibé d'acétone et dans laquelle on aura injecté de l'acétylène qui sera dissous dans le solvant. Les "trois" états de la matières sont présents à l'intérieur de la bouteillle.
 
La pression de stockage dans la bouteille sera de 15 bars environ à la livraison. Le fait d'ouvrir le robinet de la bouteille va libérer le gaz, un peu à l'image de ce qui se passe lorsqu'on ouvre une bouteille d'eau pétillante.
 
Pour des utilisations plus importantes, les bouteilles peuvent être contenues dans ce que l'on appelle un "cadre" et reliées entre elle. Cette technique permet de pouvoir disposer d'un débit plus important en sortie pour des utilisations industrielles.
 
 
Propriétés physico-chimiques:
 
A température ambiante et pression normale, l'acétylène est un gaz. Ce gaz possède la particularité d'être instable et tend à se décomposer en carbone et hydrogène, ce qui le rend très dangereux et extrêmement inflammable.
 
 
Risques
 
Les risques de l'acétylène sont liés essentiellement à son inflammabilité et à son instabilité.
Son mode de conditionnement engendre également un risque qui peut être immédiat ou différé dans le temps, ce qui complique fortement le mode d'intervention dans pareil cas.
 
Explosion dans un incendie
 
Lorsqu'une bouteille d'acétylène est prise dans un incendie, elle risque fort de libérer le gaz qu'elle contient. La pression d'épreuve des bouteilles d'acétylène est de 60 bar, soit à peu près 4 fois la pression de service. En règle générale, les bouteilles d'acétylène sont équipées d'un ou plusieurs bouchons fusibles qui fond à environ 100 °C ce qui peut limiter le risque d'explosion dans un incendie, mais toutes les bouteilles ne sont pas équipées et on a déjà vu des bouteilles explosées avec leur bouchon fusible intact. Cela peut se produire par exemple lorsque la bouteille est soumise à une flamme sur une petite partie de sa surface, loin du bouchon fusible. Si localement la température dépasse les 400°C, la décomposition du gaz s'amorce et la bouteille monte en pression et se déchire à proximité de la partie chauffée. La présence de matière poreuse dans la bouteille va empêcher la propagation de la chaleur au travers de celle-ci et donc limiter l'efficacité du bouchon fusible.
 
Fuite enflammée
 
Comme pour toute fuite de gaz, il n'est pas recommandé d'éteindre la flamme sans arrêter la fuite simultanément. Toutefois, cette extinction peut être réalisée si on est certain qu'il n'y a pas de point chaud à proximité et que l'environnement est largement ventilé.
Après avoir contrôlé que la bouteille est froide (avec une caméra thermique par exemple ou par un court jet diffusé sur la bouteille), il peut être envisagé de s'approcher pour fermer le robinet si ce dernier est manoeuvrable facilement. Attention, si une autre bouteille est impactée par la flamme ou que la bouteille apparait chaude à la caméra thermique (ou que l'eau de refroidissement semble s'évaporer à la surface de la bouteille), toute approche est à proscrire et il convient alors de protéger ce que l'on peut et de s'abriter derrière des obstacles en attendant l'explosion ou la vidange de la bouteille. Une bouteille qui a chauffée reste dangereuse tant qu'elle est chaude et jusqu'à 24 heures après avoir été "refroidie". Il convient donc de poursuivre le refroidissement de la bouteille même si le sinistre semble terminé. En pratique, la bouteille froide est fermée et plongée dans un récipient d'eau ou mieux dans une rivière ou étang pendant 24 heures avant d'être transportée vers un centre de retraitement de déchets ou récupérée par le propriétaire de l'emballage. Et souvenez-vous, une bouteille qui reste fuyarde aura plus de chance de s'échauffer qu'une bouteille correctement fermée !
 
Combustion interne
 
L'acétylène est très instable et reste combustible ou dégradable même à l'intérieur de la bouteille, sans nécessairement d'apport d'oxygène (rappel: la LSE est de 100% ...). C'est le cas lorsqu'il se produit un retour de flamme dans la bouteille et qu'une combustion interne s'ammorce et se propage dans la bouteille si rien n'est fait. Une bouteille exposée à la chaleur peut réagir dans les mêmes conditions et se mettre à "brûler" à l'intérieur.
Cette réaction de combustion interne est heureusement fortement ralentie par la présence de matière poreuse à l'intérieur de la bouteille.
 
En cas de retour de flamme, le soudeur a pour consigne de fermer immédiatement la bouteille afin de limiter l'accident et de permettre à la masse poreuse de jouer tout son rôle pour stabiliser la dégradation du produit.
 
Si le robinet n'est pas fermé et que la fuite perdure, il s'échappe de la bouteille une fumée noire, caractéristique d'une combustion incomplète de produit à l'intérieur (combustion en manque d'oxygène). L'appel de produit provoqué par ce robinet ouvert va avoir tendance à faire migrer le gaz dissous depuis le bas de la bouteille vers la sortie, et donc va contribuer à alimenter en combustible la zone fragilisée (zone qui commence à chauffer et donc à dégrader l'acétylène). La réaction va donc s'amplifier jusqu'à devenir dangereuse pour l'intégrité de la bouteille et donc des intervenants ou temoins de l'accident.
 
Une erreur souvent faite par les intervenants est de laisser fuire la bouteille afin d'éviter une surpression et se préserver de l'explosion. C'est une erreur grave, qui va à l'encontre de l'objectif recherché. Un robinet de bouteille de gaz n'est en aucune façon une soupape de surpression, il n'est absoluement pas dimensionné pour jouer ce rôle. D'autre part, la fuite va entrainer la migration du gaz au travers des zones chaudes de la bouteille et empêcher la masse poreuse de jouer son rôle de stabilisateur. L'explosion de la bouteille est alors plus probable que dans le cas ou celle-ci serait fermée!
 
 
 
Conduite à tenir
 
Dans tous les cas de feu, il y a lieu de supprimer la source, donc de fermer la bouteille avant d'éteindre l'incendie. Toutefois, en raison de l'instabilité du produit et le risque de combustion interne probablement déjà bien entamé, il y a lieu avant de s'approcher d'une bouteille suspecte de vérifier la température à sa surface, il n'est pas question de s'approcher d'une bouteille chaude et de la manipuler. Cette vérification peut être faite au moyen d'une caméra thermique ou par aspersion d'eau à sa surface. Si l'eau s'évapore, ce n'est pas bon signe, c'est que la combustion interne est amorcée ou que la bouteille a subit un fort rayonnement thermique du fait de l'incendie à proximité; elle est donc dangereuse. Avant toute approche et manipulation, il faudra refroidir longuement la bouteille.
Dès que celle-ci est redevenue froide et le reste, elle peut être manipulée (fermeture du robinet, mise en sécurité ...).
 
La bouteille possède une forte inertie thermique du fait de la présence de matière poreuse à l'intérieur, aussi, le fait que sa surface soit froide ne signifie pas que l'intérieur de la bouteille le soit aussi, c'est pourquoi on va immerger la bouteille dans un récipient  plein d'eau ou dans une rivière, un étang, etc, pendant une durée fixée à 24 h à peu prêt, le temps que l'ensemble de la chaleur contenue dans la bouteille soit absorbée par l'eau qui sert alors de réfrigérant.

Une technique employé dans certains pays nordiques consiste à purger les bouteilles d'acétylène en réalisant des trouées dans la bouteille. Ces trouées sont réalisées à l'aide de balles perforantes tirées par un tireur d'élite à 100 m de distance. Cette technique permet de libérer la pression dans la bouteille, comme le ferait un bouchon fusible. Elle a l'intérêt de pouvoir être réalisée avant que la bouteille soit assez chaude pour que le bouchon fusible joue son rôle et ainsi gagner énormément de temps d'intervention. A ma connaissance, cette méthode n'a jamais été employée sur le territoire national, mais elle mérite à mon sens qu'on y réfléchisse. Alors messieurs les COS / DOS, prenez message pour demande de renfort, je tireur d'élite sur les lieux ! Bonne chance pour convaincre nos autorités qu'il s'agit d'une idée de manœuvre comme une autre et qu'elle mérite d'être proposée...

Voila voila, un peu brouillon, mais je pense que l'essentiel est là !


 
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