Les risques de gazage en souterrain

Cette page a pour vocation de vulgariser les enjeux et dangers liés aux gazages en milieu souterrain, en particulier en carrière souterraine (gypse, calcaire, craie...) ou en mine de fer. Vous trouverez aussi quelques informations clés pour vous équiper en matériel de détection adapté. Je n'aborderai pas ici les gazages dans d'autres milieux (grotte, gallerie technique, mine hors mine de fer...) car je ne dispose pas des connaissances nécessaires.

ℹ️ Temps de lecture : environ 5 minutes

❯ Quels principaux gaz sont à risque ?

◾Gaz explosifs : ne concernent que certains types de mines (charbon par exemple), je ne traiterai pas ce sujet ici.

◾Monoxyde de carbone (CO) : produit lors d'une combustion incomplète, notamment un incendie ou avec le fonctionnement de certaines machines (groupe électrogène, fuite de chauffage urbain...).

◾Sulfure d'hydrogène (H2S) : produit lors de la décomposition de matières organiques.

◾Couple Dioxygène (O2) et Dioxyde de Carbone (CO2) : risque important en carrières de gypse et mines de fer.

❯ Gaz toxiques et symptômes associés

Monoxyde de carbone (CO)

Ce gaz d'origine anthropique peut s'accumuler dans un espace confiné et mal ventilé. Incolore et inodore, il est difficilement identifiable et est dangereux à partir de quelques centaines de ppm (parties par millions) dans l'air.

Les premiers symptômes fréquents sont l'apparition de maux de tête, d'une fatigue inexpliquée, de nausées et de vomissements. Une intoxication plus grave peut conduire à la perte de connaissance. A noter que les symptômes se prolongent voire s'accentuent même après s'être extrait de l'atmosphère gazée, car les molécules de monoxyde de carbone se fixent sur l'hémoglobine et bloquent le transport de l'O2 dans le corps !

➡️ Dès les premiers symptômes, s'extraire rapidement de la zone et contacter le SAMU (15) pour avis médical. Si vous disposez d'un détecteur, ne pas s'exposer à plusieurs centaines de ppm.

Sulfure d'hydrogène (H2S)

Ce gaz d'origine naturelle ou anthropique est un risque bien connu dans les égouts, mais est parfois présent en carrières et mines. Des poches peuvent par exemple se former lorsque des boisages ou champignons pourrissent dans l'eau. Elles se libèrent subitement lorsque l'on marche dans cette eau. Présentant une forte odeur d'œuf pourri à très faible taux, il devient totalement inodore lorsqu'un seuil d'environ 100 ppm est dépassé car le système olfactif est paralysé.

Une intoxication à faible dose (à partir de 50 à 100 ppm) cause des symptômes divers (irritation oculaire et des voies aériennes, maux de tête, nausées...), des difficultés respiratoires et des troubles neurologiques, voire des pertes de connaissance passagères. Le risque de mort très rapide est réel avec quelques centaines de ppm seulement.

➡️ En général, éviter de remuer de potentielles sources d'H2S. Si vous sentez cette odeur très caractéristique, s'extraire immédiatement de la zone. Dès les premiers symptômes, contacter le SAMU (15) pour avis médical. Si vous disposez d'un détecteur, ne pas s'exposer à quelques dizaines de ppm.

❯ Baisse d'oxygène (O2) et surplus de dioxyde de carbone (CO2)

Explication du phénomène

Bien que l'air se renouvelle peu dans certains souterrains mal ventilés (absence de puit d'aérage, cavage unique, différence de niveaux...), la plupart des carrières ne sont pas sujettes aux gazages, à l'exception notable des carrières de gypse, des mines de fer et charbon et de quelques cas particuliers dans d'autres matériaux.

En cavitées naturelles, le CO2 est principalement apporté par les eaux d'infiltration.

En carrière de gypse, l'apport de gaz provient en majorité des effondrements successifs. Lors de l'évolution d'un fontis, c'est-à-dire lorsque des matériaux se décrochent du ciel de carrière, des marnes des couches supérieures peuvent se libérer en souterrain, de manière progressive ou brutale selon la morphologie du fontis et la teneur en eau de ces marnes.
Ces marnes ont une double action :

◼️ Apporter avec elles des gaz (CO2 entre autres) qui "prennent la place" d'une partie de l'O2.

◼️ Consommer de l'O2 et donc faire baisser son taux.

ℹ️ Dans d'autres types de souterrains, des gaz peuvent stagner à la suite d'une décomposition de remblais divers, ou d'un incendie important par exemple.

Fontis en cours, de petits morceaux de marne se décrochent progressivement

Percement du ciel et déversement d'une grande quantité de marnes peu humides

Coulée soudaine d'une grande quantité de marnes très humides, telle une vague

Risques en exploration

L'atmosphère extérieure contient en moyenne 20,9 % d'O2 et 0,04 % de CO2. Ces taux peuvent évoluer, de manière totalement indépendantes, dans le temps et dans l'espace.

◼️ En raison des multiples mécanismes d'apport et d'absorption de ces gaz en milieu souterrain, il n'est donc jamais possible de déduire la concentration d'un gaz en connaissant le taux de l'autre gaz. Le manque d'O2 et le surplus de CO2 apportent des symptômes qui se combinent et s'alimentent. Ainsi avec un taux d'O2 identique, 2 souterrains peuvent générer des symptômes très différents selon la présence de CO2 ou non.

◼️ En outre, certaines carrières sont connues pour être gazées en permanence, mais les taux relevés peuvent fortement évoluer au cours de l'année. Cela s'explique notamment par les changements de température extérieure avec des échanges de masses d'air et la survenue d'effondrements. Ce n'est pas parce d'autres explorateurs ont visité un souterrain sans difficulté liée aux gazages que c'est toujours possible à ce jour !

◼️ Si vous souhaitez évoluer en zone gazée, la prudence est toujours de mise. Portez une attention particulière aux symptômes ressentis en plus des valeurs numériques affichées par les détecteurs.

◼️ Plus généralement en mines de fer qu'en carrière, des phénomènes de "murs" ou de "nappes" de gaz peuvent se produire :

Nappes de gaz : le CO2 étant un gaz plus lourd que l'O2, il peut s'accumuler au sol. Ce gaz étant très volatile, traverser cette nappe remue l'air et augmente le gazage dans toute la galerie.
Sur la vidéo à gauche, on observe une différence de 2 % O2 entre le haut et le bas de la galerie.
Murs de gaz : les gazages peuvent former de véritables "murs", avec une chute soudaine de l'O2. Il n'y a pas toujours de raison visible : même forme de galerie, pas d'intersection, pas d'eau...
Sur la vidéo à droite, on observe une baisse de 3 % O2 en quelques mètres parcours (30 sec réelles)

⚠ Ces phénomènes sont très piégeux car la situation peut brusquement évoluer et nous mettre en danger de manière immédiate. Un détecteur se révèle ici d'autant plus vital pour s'extraire rapidement.

Symptômes courants et dangers

◼️ Chaque personne réagit différemment aux gazages O2 / CO2, il est donc essentiel de faire attention à l'ensemble de ses camarades dans ces situations. Le niveau de fatigue et des facteurs psychologiques et physiologiques jouent notamment.

◼️ Le manque d'O2 a pour conséquence un déficit d'oxygénation du cerveau, tandis que le CO2 en surplus provoque une acidose (modification du PH du sang). Ces phénomènes peuvent se combiner.

ℹ️ En général, les premiers symptômes sont ressentis à partir de 18-17 % O2 avec un essoufflement et une accélération du pouls. En cas de forte présence de CO2, des symptômes plus violents peuvent apparaître précocement : légère gêne dans la gorge, puis essoufflement important, maux de tête, ébriété... Dans ce cas, prudence maximale !

◼️ Toute détresse neurologique ou diminution des capacités cognitives nécessite une extraction immédiate de la zone :▪️hallucinations visuelles ou auditives,▪️troubles du discernement,▪️difficultés à prendre des décisions,▪️troubles de la coordination musculaire...

⚠ Comme l'ont montré de nombreuses études, le manque d'oxygénation du cerveau peut supprimer tout discernement en quelques secondes :
Vous pouvez ne plus du tout réaliser le danger et être incapable de vous extraire vous-même de la zone, malgré vos connaissances préalables des risques.

⚠ N'évoluez en aucun cas dans une atmosphère autour des 12 % d'O2 (sources multiples) et / ou des 4 % de CO2 (source FFS) : risque perte de connaissance.

◼️ Les 2 tableaux suivants (source INRS) présentent les principaux symptômes du manque d'O2 seul (sans CO2). Le premier tableau présente des taux d’O2 relativement faibles au regard des symptômes indiqués, car ceux-ci correspondent à des effets instantanés. Une exposition prolongée (à partir de quelques minutes) entraîne l’apparition de ces mêmes symptômes à des concentrations en O2 plus élevées, à l'image du second tableau.

Défaut d'oxygène : mesures de prévention, Fiche pratique de sécurité ED 155, INRS, janvier 2024

◼️ Un détecteur d'oxygène est donc absolument indispensable en carrières de gypse et en mines. En général, les explorateurs de carrières de gypse sont équipés uniquement de détecteurs d'O2 ou de multigaz sans cellule CO2, en raison du coût très important de cette dernière. Faire attention à ses symptômes même dans une atmosphère "légèrement carrencée" en O2 est donc nécessaire.

◼️ L'effet de groupe et l'excitation de l'exploration peuvent masquer certains symptômes même graves, en particulier sur le plan neurologique.

➡️ En cas de symptômes graves et / ou persistants, s'extraire au plus vite et contacter le SAMU (15) pour avis médical.

❯ Comment se protéger en atmosphère gazée ?

◼️Faire attention à ses symptômes et à ceux de ses compagnons. Cela peut sembler évident, mais l'effet de groupe et l'excitation de l'exploration peuvent parfois faire oublier l'essentiel, d'autant plus que la situation peut évoluer très rapidement. Chaque personne réagissant différemment, y aller progressivement et ne pas se fier à l'exemple d'autres explorateurs vus sur les réseaux, ou même sur ce site. 🙃

◼️Toujours être accompagné, l'ensemble des membres du groupe doivent être en mesure de se repérer en cas de galère.

◼️S'équiper de détecteurs de gaz professionnels.

Comment choisir son détecteur ?

Je recommande de vous tourner vers des modèles professionnels et conformes aux normes de sécurité, vendus avec un certificat de calibration assurant du bon fonctionnement de l'appareil. Certains modèles sont vendus à prix réduit sur Amazon ou AlieExpress, mais leur fiabilité n'est pas forcément assurée, en particulier en dehors des plages habituelles de mesure. 2 types de détecteurs portables existent :

◼️Multigaz : en général O2 - CO - H2S - Gaz explosifs

Fonctionnement sur batterie rechargeable (tient 10 à 18h en moyenne), doit être allumé avant chaque exploration.
Durée de vie : en général 5 ans pour une cellule O2, la cellule peut être changée.
Une calibration des cellules par un pro est recommandée tous les 6 mois, l'écart de mesure peut être significatif après plusieurs années d'utilisation.
Coût neuf assez élevé : 500-600 € chez Honeywell, Senko, Industrial Scientific ou Dräger

◼️Monogaz

Le plus souvent fonctionnement en continu durant 2 ans sans être rechargé, ne peut pas être éteint.
Durée de vie : 2 ans, jetable.
Une calibration des cellules par un pro est recommandée tous les 6 mois, mais les détecteurs restent suffisamment fiables sur l'ensemble de leur durée de vie.
Coût neuf + réduit : 100-150 € chez Honeywell, Senko ou Industrial Scientific (Dräger et MSA sont + chers).

ℹ️ La technologie pour détecter le CO2 est différente des autres capteurs et peu d'entreprises ont ce besoin, les détecteurs CO2 sont donc vendus à des prix très élevés (+ de 500 € pour un monogaz).

Je suis personnellement équipé de monogaz jetables en raison de leur facilité d'usage, du risque plus faible de ne pas les calibrer (ça coûte cher) et du fonctionnement en continu bien pratique. J'ai deux Senko SGT (O2 et CO) depuis 2024. En 2026, je me suis équipé d'un Dräger PAC 6000 O2 (peut s'éteindre et la batterie se change, cellule avec une durée de vie supérieure aux autres monogaz) et d'un Honeywell BW Solo CO2 pour sécuriser davantage les descentes.

❯ Expériences perso

🏗️ Section en cours de rédaction

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