Les composés organiques volatils (COV) se caractérisent par leur tendance à s'évaporer facilement à température ambiante. Dans certains secteurs, les COV représentent une menace importante pour la santé, par exemple dans les industries travaillant avec du pétrole brut et ses dérivés. Les COV toxiques - dont le benzène, le butadiène, l'hexane, le toluène, le xylène et bien d'autres - sont libérés à différents stades du traitement du pétrole brut, de l'extraction au raffinage, et l'industrie du raffinage du pétrole et de la pétrochimie est donc reconnue comme une source majeure de rejet de COV dans l'environnement. Pour en savoir plus sur les effets des COV sur la santé humaine, consultez notre blog.

Limites d'exposition professionnelle aux COV

La forme la plus fréquemment dangereuse d'exposition aux COV est l'inhalation de vapeurs. Dans l'industrie du raffinage et de la pétrochimie, les moniteurs individuels de gaz sont utilisés pour protéger les travailleurs contre l'exposition aux COV toxiques, qui comprennent des substances cancérigènes connues telles que les aromatiques benzène, toluène et styrène. Pratiquement tous les pays ont établi des limites d'exposition professionnelle (LEP) pour les COV ; celles-ci sont conçues pour protéger les travailleurs contre les effets négatifs sur la santé de l'exposition à ces substances dangereuses. L'OEL est la concentration maximale d'un contaminant atmosphérique à laquelle un travailleur non protégé peut être exposé pendant toute la durée de son poste de travail. Par exemple, au Royaume-Uni, les VLEP sont énumérées dans le document EH40/2005 Workplace Exposure Limits. Pour en savoir plus sur les limites OEL pour les COV, consultez notre livre blanc.

Pour les gaz toxiques, y compris les COV, l'exposition à long terme est souvent mesurée par une moyenne pondérée dans le temps, ou MPT. Cela signifie que l'exposition du travailleur à un gaz est surveillée sur une période donnée, généralement un poste de travail de 8 heures, afin de s'assurer que le(s) gaz reste(nt) au niveau ou en dessous de la VLEP pendant toute cette période. Les détecteurs Crowcon disposent d'une fonction propriétaire de reprise des MPT, grâce à laquelle des MPT précises sont enregistrées sur une période de 8 heures/TWA, même si les détecteurs sont éteints (pendant les pauses) et rallumés. Lisez notre blog sur la reprise des MPT pour en savoir plus. En outre, les détecteurs Crowcon stockent les données TWA dans leurs journaux, où elles restent disponibles pour une analyse ultérieure et pour prouver la conformité aux réglementations. Les alarmes TWA et les données sur les accidents évités de justesse peuvent être exportées dans Crowcon Connect, un portail basé sur le cloud qui donne aux directeurs d'usine une visibilité totale et un accès facile aux données de détection de gaz, ce qui leur permet de garantir facilement la conformité en matière de santé et de sécurité, d'améliorer l'efficacité et de relever les niveaux de sécurité sur le lieu de travail.

Détection des COV dans les détecteurs personnels

Comme nous l'avons mentionné dans notre précédent blog, de nombreux COV sont toxiques à de faibles niveaux, tandis que d'autres sont inflammables à des concentrations plus élevées. Les COV sont difficiles à détecter dans l'air ambiant, contrairement aux gaz inorganiques tels que le NO2 et le SO2. En outre, plus de 500 composés différents sont définis comme des COV, et ils peuvent être émis par de nombreuses sources différentes. Il n'existe pas de technologie de capteur parfaite pour couvrir tous les aspects de la mesure. Les utilisateurs doivent donc choisir parmi les technologies de capteur disponibles en fonction de leurs besoins. Les technologies permettant de mesurer les vapeurs de COV sont les suivantes :
- les tubes détecteurs colorimétriques
- les dosimètres à badge passif (diffusion)
- les systèmes d'échantillonnage à tube sorbant
- les capteurs à pellistors (également connus sous le nom de perles chaudes catalytiques ou de pont de Wheatstone)
- détection par photo-ionisation (PID)
- détection par ionisation de flamme (FID)
- spectrophotométrie infrarouge

En raison des contraintes de coût et de taille, les formes les plus couramment utilisées de détecteur personnel pour les COV sont les capteurs à pellistor ou à PID. Pour en savoir plus sur les technologies des capteurs, consultez notre livre blanc. Les technologies des capteurs à pellistors et PID ne sont pas spécifiques, et ne peuvent donc pas être utilisées pour distinguer un risque de COV/inflammable d'un autre. Par conséquent, les capteurs à pellistor et les détecteurs à photo-ionisation peuvent être considérés comme des technologies de détection complémentaires pour de nombreuses applications où les COV présentent un risque.

Les pellistors sont couramment utilisés pour surveiller les gaz combustibles tels que le méthane, le propane et d'autres gaz qui ne sont pas détectables par le PID. D'autre part, le PID détecte de grandes molécules de COV et d'hydrocarbures que les capteurs à pellistors peuvent trouver pratiquement impossibles à détecter, en tout cas dans la gamme des parties par million nécessaires pour alerter sur les niveaux toxiques. Ainsi, dans de nombreux environnements, la meilleure approche consiste à utiliser un instrument à capteurs multiples pour la détection des gaz inflammables et toxiques et des COV. L'unité Crowcon Gas-Pro est équipée pour détecter jusqu'à 5 gaz différents et est dotée d'une pompe intégrée pour l'entrée dans les espaces confinés. Lisez notre étude de cas d'une grande société pétrolière et gazière du Moyen-Orient, qui utilise les détecteurs de gaz portables Gas-Pro PID de Crowcon pour protéger ses employés contre les risques liés aux COV.

Détection des COV dans l'air ambiant

En plus de la détection personnelle, les industries sont tenues de surveiller la qualité de l'air ambiant autour du périmètre de l'usine. Les propriétaires de sites industriels proches de zones résidentielles sont tenus de surveiller les gaz nocifs en suspension dans l'air. La surveillance de la qualité de l'air ambiant implique généralement la détection de gaz à effet de serre comme le NO2, le SO2, le CO2 et l'O3 en plus des COV. Dans certaines applications, les gaz malodorants comme le NH3, le H2S doivent être détectés et cela peut être fait en conjonction avec une unité de lecture des odeurs (OU).
Crowcon propose des systèmes de surveillance de la qualité de l'air qui comprennent une pompe d'échantillonnage et un système de prétraitement, un ensemble de capteurs et un système d'acquisition de données. Le système d'échantillonnage de Crowcon utilise une gamme de technologies de détection, notamment des capteurs électrochimiques, des semi-conducteurs à oxyde métallique, des détecteurs à pellistor et des capteurs de gaz PID, pour détecter un large éventail de gaz. Cette méthode de détection des gaz est bien développée et offre une résolution temporelle rapide - ce qui permet de détecter les gaz dans un court laps de temps tout en réduisant les temps d'arrêt. La conception peut être modifiée en fonction des besoins. Un système de détection de gaz en ligne permet un déploiement rapide sur le site et est également relativement peu coûteux à l'achat et à l'exploitation par rapport à la chromatographie en phase gazeuse ou à la spectroscopie de masse. Vous pouvez lire la solution d'échantillonnage de Crowcon pour la plus grande usine de traitement des eaux usées de Shanghai dans notre dernière étude de cas.

Références :
1. Émissions de composés organiques volatils provenant du traitement du pétrole brut - Inventaire mondial des émissions et rejet dans l'environnement(Science of The Total Environment, Volume 727, 20 juillet 2020, 138654).
2. Surveillance des COV dans l'air ambiant - Une nouvelle orientation pour répondre aux besoins des politiques(AWE International, Dec 2, 2019).
3. Odours in Sewerage-A Description of Emissions and of Technical Abatement Measures (MDPI Environments, 06-00089-v2) (en anglais seulement)
4. Examen des capteurs à faible coût pour la surveillance de l'air ambiant du benzène et d'autres composés organiques volatils (JRC Science Hub Report, JRC98368, EUR 27713)