L'évolution de la détection des gaz a considérablement changé au fil des ans. Des idées nouvelles et innovantes, des canaris aux équipements de surveillance portables, permettent aux travailleurs de bénéficier d'une surveillance continue et précise des gaz. L'équipement de détection de gaz peut être décomposé en plusieurs éléments : la surveillance du gaz à l'aide de capteurs et de la technologie de trajet du gaz, l'interface utilisateur qui informe les personnes ou les équipements de toute action nécessaire, et le système de gestion de l'énergie qui maintient le tout en charge et en fonctionnement. À cet ensemble, nous pouvons maintenant ajouter une quatrième considération : la technologie de communication et d'enregistrement.

Types de capteurs

Détection par photo-ionisation (PID)

La technologie PID est généralement considérée comme la technologie de choix pour surveiller l'exposition à des niveaux toxiques de COV. Les capteurs comprennent une lampe comme source de lumière ultraviolette (UV) à haute énergie. L'énergie de la lumière UV excite les molécules de COV (composés organiques volatils) chargées neutres, en enlevant un électron pour les laisser chargées. Un courant circule alors entre deux plaques chargées dans le capteur, et la concentration de gaz est proportionnelle à ce courant.

Électrochimique

Les capteurs électrochimiques mesurent le gaz qui entre par un petit trou dans la face de la cellule, traverse un filtre à humidité et à huile en PTFE et arrive sur une électrode via une solution électrochimique. Il est possible de faire varier la portée et la sensibilité des capteurs en utilisant des trous de différentes tailles, les trous plus grands offrant une sensibilité et une résolution plus élevées, tandis que les trous plus petits réduisent la sensibilité et la résolution mais augmentent la portée. Le type de gaz mesuré est choisi par la sélection du matériau de l'électrode, la sélection de l'électrolyte et parfois l'utilisation de filtres pour bloquer les types de gaz indésirables.

Perles catalytiques (Pellistor)

Les capteurs à pellistors sont constitués de deux bobines de fil appariées, chacune encastrée dans des billes de céramique. Le courant passe dans les bobines de résistance, les chauffant à environ 230˚C. L'une des billes contient un matériau catalyseur, de sorte que lorsqu'un mélange d'air et de gaz inflammable pénètre dans le capteur, il entre en contact avec les billes et brûle près de celle qui contient le catalyseur. Il en résulte une différence de température entre cette perle active et l'autre perle "de référence". La différence de température entraîne une différence de résistance, qui est mesurée ; la quantité de gaz présente est directement proportionnelle à la variation de résistance, de sorte que la concentration de gaz en pourcentage de sa limite inférieure d'explosivité (% LIE*) peut être déterminée avec précision. Les capteurs à pellistors sont largement utilisés dans l'industrie, notamment sur les plates-formes pétrolières, dans les raffineries et dans les environnements de construction souterraine tels que les mines et les tunnels.

Capteurs infrarouges

Les émetteurs infrarouges à l'intérieur du capteur génèrent chacun des faisceaux de lumière infrarouge. Chaque faisceau traverse un échantillon d'atmosphère et est mesuré par un photorécepteur. Un faisceau "de mesure", d'une fréquence d'environ 3,3μm, est absorbé par les molécules d'hydrocarbures gazeux, de sorte que l'intensité du faisceau est réduite si une concentration appropriée d'un gaz avec des liaisons C-H est présente. Un faisceau " de référence " (généralement autour de 3,0μm) n'est pas absorbé par le gaz, il arrive donc au récepteur à pleine puissance. Le %LEL de gaz présent est déterminé par le rapport des faisceaux mesurés par le photorécepteur.

Spectromètre de propriétés moléculaires™ (MPS™)

Les capteurs MPS™ représentent la nouvelle génération de détecteurs de gaz inflammables. Les MPS™ peuvent détecter rapidement de nombreux types de gaz et identifier plus de 15 gaz inflammables caractérisés à la fois. Jusqu'à récemment, quiconque devait surveiller des gaz inflammables devait choisir soit un détecteur de gaz inflammables traditionnel contenant un capteur à pellistor étalonné pour un gaz spécifique, soit un capteur infrarouge (IR) dont la sortie varie également en fonction du gaz inflammable mesuré, et qui doit donc être étalonné pour chaque gaz. Bien que ces solutions restent avantageuses, chacune d'elles présente des environnements où elle peut être utilisée et d'autres à éviter. Par exemple, les pellistors et les capteurs infrarouges doivent être étalonnés régulièrement et les capteurs catalytiques à pellistors doivent également être soumis à des tests fréquents pour vérifier qu'ils n'ont pas été endommagés par des contaminants contenant des poisons permanents (connus sous le nom d'agents d'empoisonnement des capteurs) ou par des conditions difficiles. Dans certains environnements, les capteurs doivent être changés fréquemment, ce qui est coûteux en termes d'argent, de temps d'arrêt et de disponibilité du produit. La technologie IR ne peut pas détecter l'hydrogène, qui n'a pas de signature IR, et les détecteurs IR et à pellistor détectent parfois accidentellement d'autres gaz (c'est-à-dire non calibrés), ce qui donne des indications inexactes susceptibles de déclencher de fausses alarmes ou d'inquiéter les opérateurs. La solution est le capteur MPS qui détecte à la fois l'hydrogène et les autres gaz inflammables, les identifie et applique le bon étalonnage pour chaque gaz ou gaz constitutif de tout mélange qu'il surveille.

Certains instruments utilisent une pompe pour fournir des échantillons d'air ou de gaz au capteur.

Types de détection

Correction de

Les détecteurs de gaz fixes sont des appareils permanents qui restent installés à un seul endroit. Ils peuvent être installés dans des configurations à un seul détecteur, dans de petites et grandes configurations à plusieurs détecteurs et dans une boucle adressable en guirlande. Les détecteurs de gaz fixes sont généralement installés partout où il y a un risque pour les usines, les bâtiments ou les installations, et peuvent détecter des accumulations lentes ou des fuites importantes afin de donner une alerte précoce ou automatique en cas de fuite de gaz provenant d'une source particulière. Ils sont souvent configurés pour déclencher d'autres mesures de sécurité, de sorte qu'ils peuvent ouvrir des évents, démarrer des ventilateurs, fermer des vannes ou même arrêter automatiquement des processus dès qu'ils détectent un problème. Très souvent, ils sont configurés pour avertir une salle de contrôle ou le personnel de sécurité d'une fuite de gaz potentiellement dangereuse, afin que des mesures d'exécution puissent être prises par les personnes concernées. Ils peuvent également déclencher des alarmes pour amorcer une évacuation. D'autre part, les détecteurs de gaz fixes ne sont généralement pas conçus pour empêcher un travailleur d'entrer en contact avec le gaz, bien que certains systèmes comportent un élément de couverture de zone dans leur conception. Les détecteurs de gaz portables et le meilleur moyen de protéger les personnes susceptibles d'entrer en contact avec des accumulations ou des dégagements de gaz toxiques ou inflammables.

Chaque détecteur de gaz fixe doit communiquer avec un panneau de contrôle. Le panneau de commande est la plaque tournante du système de détection de gaz fixe, qui compare les quantités de gaz avec les niveaux prédéfinis et fournit diverses options pour les fonctions d'entrée et de sortie. Les panneaux de commande de gaz sont normalement situés dans une zone sûre, mais peuvent être installés dans des zones dangereuses s'ils sont logés de manière appropriée. Ils communiquent avec des têtes de capteur ou des transmetteurs de détection de gaz et peuvent être mis en réseau avec un point central afin que plusieurs panneaux/systèmes de contrôle puissent être surveillés à distance. Il existe plusieurs méthodes de communication avec les détecteurs de gaz fixes. La plus courante est l'analogique, mais il existe une demande croissante pour les communications numériques et sans fil. Plusieurs fonctions sont également disponibles via le détecteur pour améliorer l'efficacité et réduire le temps passé par le personnel dans des endroits potentiellement dangereux, réduisant ainsi les risques pour les personnes.

Portable

Les détecteurs de gaz portables sont des appareils de protection individuelle qui surveillent en permanence la zone de respiration de l'utilisateur. Comme ils sont généralement de petite taille, ces appareils portables, légers et robustes, sont portés sur la personne et construits pour être ergonomiques et portés discrètement. Ils sont aussi parfois utilisés pour contrôler les espaces confinés tels que les réservoirs où le type de risque gazeux est connu, avant que quelqu'un ne pénètre dans l'espace. Ils sont destinés à la surveillance à courte distance et ne sont généralement pas adaptés à la surveillance continue à long terme de grands espaces. Les détecteurs de gaz portables constituent le moyen le plus sûr et le plus éprouvé de protéger les travailleurs individuels lorsqu'ils se déplacent.

Les détecteurs portables stockent des informations sur l'exposition au gaz pendant toute la durée d'un poste de travail, ainsi que des événements tels que des alarmes ou des accidents évités de justesse. Ces données peuvent être transmises à un portail basé sur le cloud computing afin d'offrir de nombreux avantages, tels qu'une meilleure efficacité opérationnelle et une meilleure conformité en matière de sécurité, ainsi qu'un mécanisme robuste et flexible pour fournir de précieuses informations exploitables. Les solutions de données offrent des avantages tangibles à toutes les tailles de flotte portable, que les détecteurs de gaz soient utilisés sur site, hors site ou les deux. Les détecteurs de gaz portables coûtent généralement moins cher que les systèmes fixes et la plupart fonctionnent sur batterie. D'un autre côté, chaque utilisateur doit être correctement formé pour faire fonctionner son détecteur portable. En outre, les détecteurs portables ne sont généralement pas connectés directement à d'autres systèmes de sécurité. Si le détecteur déclenche une alarme, l'utilisateur est donc tenu d'agir par lui-même pour atténuer tout risque pour lui-même ou pour les autres.