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Commentaires et retour d'expérience par Gérard NEYRET

Les risques majeurs en chimie et maintenance

En chimie, les risques majeurs sont l’incendie, avec souvent un risque d’explosion (hydrogène, hydrocarbures gazeux, combustibles solides comme le soufre), et la toxicité (gaz, liquides, solides — notamment dans les rejets). Les atmosphères déflagrantes sont fréquentes, d’où la lutte contre le risque de feux nus et l’obligation d’adopter, sur le plan électrique, du matériel antidéflagrant (moteurs, contacteurs, éclairage), dont il faut conserver l’intégrité lors des interventions.

L'usage de détecteurs de gaz inflammables (hydrocarbures) ou toxiques (monoxyde de carbone, H₂​S, etc.) est une obligation. Les équipements de contrôle et de régulation doivent être à sécurité intrinsèque (ce qui explique souvent la pérennisation des anciennes régulations à air sec).

Gaz asphyxiants en chimie

Le monoxyde de carbone (CO) agit comme un poison : il transforme l’hémoglobine du sang en carboxyhémoglobine, incapable d’apporter l’oxygène aux cellules. Le danger d’empoisonnement était maximal avec l’ancien gaz de ville issu des cokeries (environ 50 % d'hydrogène et 50 % de monoxyde de carbone). On le retrouve aussi dans les combustions de charbon, jadis dans les gazogènes utilisés pour propulser camions et autocars durant la pénurie de carburants entre 1940 et 1944, ou encore dans des locaux fermés et les hauts-fourneaux de la sidérurgie.

Diverses parades pragmatiques étaient utilisées par les haut-fournistes : se tenir du côté « au vent » du haut-fourneau et non « sous le vent » ; installer une cage avec un canari dans le poste de commande (l'oiseau mourant en premier) ; les anciens prétendaient même détecter le CO à l'apparition d’un goût légèrement sucré dans la gorge. Aujourd’hui, on utilise des détecteurs de gaz numériques.

Le dioxyde de carbone ($C{O}_2$​) n’est pas un poison au sens strict, mais un gaz asphyxiant lorsque son excès réduit le pourcentage d’oxygène dans l’air ambiant, exactement comme l’azote (N₂​). Le problème est qu'à l'instar de l’azote, il est inodore et l'on perd connaissance sans prévenir. C’est le risque majeur des chauffe-eau au gaz dans des locaux mal ventilés ou des petits groupes électrogènes de secours utilisés en intérieur.

Dans ma carrière, j’ai malheureusement eu l’occasion de voir des décès en cascade dans des cuves précédemment inertées à l’azote — ou à l’argon — qu’on avait oublié de purger. Ce fut le cas, par exemple, lors d'un accident à l’usine de La Hague en 2002. Cela rappelle l’expérience de Lavoisier sur le décès d’un oiseau dans un air privé d’oxygène.

Autres gaz toxiques courants en chimie :

Les halogènes (Fluor, Chlore, Brome, Iode) : le plus connu est le dichlore (Cl₂​), gaz plus lourd que l’air, que le chimiste Fritz Haber a eu la tragique idée de proposer comme gaz de combat durant la Guerre de 14-18. Il attaque et ronge les tissus pulmonaires.

L’hydrogène sulfuré (H₂​S) : reconnaissable à son odeur d’œufs pourris. Attention : à forte concentration, il paralyse l'odorat, on ne le sent plus du tout, et il devient rapidement mortel.

Le phosgène (dichlorure de carbonyle COCl₂​) : extrêmement toxique même à très faibles doses, mais très utilisé comme réactif en synthèse chimique.

L’acide cyanhydrique (HCN) : gaz mortel utilisé autrefois en autoclaves fermées pour la désinfection. Il fut utilisé par les nazis sous le nom de « Zyklon B ». Il n'a pas été employé en plein air pendant la Grande Guerre car il est trop volatil.

Le disulfure de carbone (CS₂​) : souvent utilisé comme solvant, c’est un neurotoxique puissant.

Le dioxyde de soufre (SO₂​) : gaz très irritant pour les yeux et les poumons.

L’ammoniac (NH₃​) : gaz irritant à l’odeur suffocante. Il est utilisé pour la neutralisation catalytique des oxydes d’azote dans les fumées des centrales thermiques (2NH3​+2NO+¹/_2​O2​→2N₂​+3H₂​O). On l'utilise aussi dans les centrales frigorifiques industrielles pour remplacer les fréons (CFC) qui détruisent la couche d’ozone.

Il en existe évidemment beaucoup d’autres.

(Note : Ce texte n'aborde pas la question des poussières volatiles, comme l'amiante ou la silice, qui présentent d'autres dangers respiratoires par inhalation.)

Il faut considérer les fuites comme des ennemis potentiels. Par exemple, dans les réactions d’hydrogénation catalytique où le catalyseur est le nickel de Raney, ce corps est pyrophorique : il s'enflamme spontanément au contact de l’air et a tendance à s’agglomérer.

Interventions et procédures

Le risque est maximal lors des opérations de soudure : les récipients ayant contenu des produits inflammables doivent impérativement être passés à la vapeur. La présence d’un agent de sécurité incendie est obligatoire. Ceci impose une application stricte des procédures de consignation et d’autorisation de travail.

(Voir mon étude sur le risque incendie en maintenance, largement inspirée par mon début de carrière durant mes cinq ans en maintenance dans les usines chimiques Rhône-Poulenc).

Les responsables de maintenance doivent, en outre, partager avec leurs collègues de production une connaissance approfondie en matière de corrosion et de techniques d’anticorrosion, notamment sur les métaux et matériaux résistants. À ce titre, nous conseillons de suivre les travaux du CEFRACOR (Centre Français de l’Anticorrosion).

Utilités et étanchéité

La vapeur basse pression (8 bars, 3 bars) est le moyen de chauffage sans risque d’explosion le plus utilisé en chimie ; elle impose une surveillance stricte de la robinetterie. Le problème des retours de condensats est complexe, en particulier concernant les coups de bélier dus aux revaporisations en conduite. Le fonctionnement des différentes variétés de purgeurs doit également être maîtrisé et surveillé.

Il convient aussi de bien connaître les techniques d’étanchéité :

• Statique : joints divers.
• Dynamique : en particulier les garnitures sur les axes tournants (pompes, agitateurs), qu’il s’agisse des presses-étoupes ou des garnitures mécaniques.

Il y aurait également beaucoup à dire sur l’emploi de matériaux solides ou pulvérulents, sur la climatisation, le dépoussiérage, ainsi que sur les équipements de protection individuelle (EPI) adaptés aux risques chimiques.

La protection individuelle : un impératif non négociable

Au-delà des procédures techniques, la sécurité des maintenanciers repose sur une protection corporelle intégrale. La chimie manipule des substances dont l'agressivité est immédiate ou insidieuse :

• Attaques violentes : les acides (sulfurique, chlorhydrique, nitrique) et les bases fortes (soude, potasse) ne pardonnent aucune exposition cutanée.

• Risques insidieux : les solvants pénètrent la barrière cutanée souvent sans douleur immédiate, mais avec des effets à long terme.

• Risques allergènes : l'exposition, même à l'état de traces ou en suspension dans l'air, peut déclencher des allergies invalidantes. C'est un retour d'expérience fréquent en milieu industriel qui peut contraindre à des changements de secteur radicaux.

La recommandation clé : bien se protéger le corps, sans jamais oublier « la tête et les mains » (incluant une protection oculaire systématique). Dans cet environnement, l'EPI (Équipement de Protection Individuelle) est la dernière ligne de défense indispensable avant que la numérisation des procédés ne permette, à terme, d'éloigner davantage l'opérateur de la zone de risque.

Maintenance en chimie : l'indispensable culture des procédés

Le responsable de maintenance en industrie chimique occupe une fonction singulière : bien que sa formation soit ancrée dans la mécanique et l’électrotechnique, il évolue dans un univers régi par la transformation de la matière. S’il n’est pas chimiste de métier, son efficacité repose sur sa capacité à comprendre les problématiques de ses collègues de production. Pour posséder cette « intelligence générale de la situation », il doit maîtriser les procédés qui, s’ils sont constitués d’un peu de chimie, reposent surtout sur beaucoup de physique.

Du processus continu à la chimie fine

L’industrie chimique transforme des éléments de base en produits essentiels à la santé, l’agriculture ou la construction par le biais de la synthèse. Deux grandes logiques de production coexistent, dictant des stratégies de maintenance distinctes :

• La chimie de base (Processus continu) : dédiée aux produits de grande consommation (carburants, engrais, plastiques), elle utilise des réacteurs tubulaires massifs et des flux ininterrompus pilotés par des pompes doseuses et des échangeurs thermiques. Ici, la disponibilité des équipements est critique.

• La chimie fine (Processus discontinu ou "Batch") : pour les produits à haute valeur ajoutée comme les médicaments, la fabrication se fait par lots dans des réacteurs agités. La polyvalence des installations et la rigueur du nettoyage entre deux lots sont ici les priorités.

L'anatomie du réacteur : un défi mécanique

Le réacteur est le cœur battant de l'usine, mais aussi le siège de contraintes redoutables. Qu'il soit en inox ou en acier vitrifié, cet appareil doit répondre à des exigences strictes :

• Étanchéité absolue : le risque de fuite est proscrit, tant pour la sécurité que pour l'environnement.

• Cinématique complexe : l'agitation (hélice ou râcleur) impose une surveillance accrue des roulements, des butées et des garnitures mécaniques pour limiter les harmoniques de l'arbre.

• Environnement agressif : la gestion de la corrosion, de la pression et de la chaleur nécessite l'utilisation de joints adéquats et de serrages précis à la clé dynamométrique.

La séparation et les enjeux environnementaux

Une fois la réaction terminée, la phase de séparation (filtration, distillation, centrifugation) fait appel à des techniques purement physiques. Le responsable de maintenance doit veiller à l'intégrité de filtres-presses, d'essoreuses ou de colonnes à distiller complexes.

Enfin, l'époque impose une contrainte supplémentaire : le traitement des sous-produits fatals. La maintenance des unités de traitement environnemental est devenue une priorité stratégique, exigeant des solutions à la fois efficaces et économiquement soutenables.

En somme, pour l'ingénieur de maintenance, la connaissance intime du procédé n'est pas une option. C’est le socle nécessaire pour anticiper les pannes et garantir l'intégrité d'une usine où les challenges ne manquent jamais.

Gérard Neyret
Ingénieur des Arts et Manufactures et
Vice-Président d'honneur de l’AFIM​