Explosion d`un réservoir d`azote liquide

Explosion d’un réservoir d’azote liquide
Un réservoir d’azote liquide a explosé dans un laboratoire causant des dégâts importants. Les
conséquences auraient pu être très graves si des personnes avaient été présentes dans la pièce
au moment de l’explosion.
Ce type d’événement est très rare. Les causes et les mesures de prévention sont connues.
Les causes
L’explosion est due à la rupture de l’enceinte soumise à une surpression de vapeur. L’azote
liquide absorbe la chaleur de la pièce et se vaporise ( 1 litre de liquide donne 650 litres de
vapeur ). Si le réservoir est étanche, la pression monte dans le réservoir.
Les mesures de prévention
L’azote peut être contenu dans un réservoir ouvert, ou fermé par un bouchon non étanche
qui se soulève sous l’effet de la pression laissant échapper la vapeur et régulant ainsi la
pression sous l’action de son poids.
Pour faciliter le transvasement, des réservoirs peuvent être équipés d’un dispositif de
soutirage constitué d’un bouchon étanche et d’une canne de transfert. Le bouchon doit alors
être pourvu d’une soupape qui maintient la surpression dans le réservoir, à un niveau
compatible avec sa résistance mécanique, en général quelques dixièmes de bars au-dessus de
la pression atmosphérique. Ce dispositif peut être complété par un manomètre et une vanne
d’évent.
Certains réservoirs sont fermés par une tête fixe. Ils sont en liaison avec l’extérieur par
l’intermédiaire de circuits munis de vannes. Ces réservoirs sont équipés de soupapes en
général tarées à 3,9 bars, d’une deuxième soupape de sécurité ou d’un disque de rupture et
d’un manomètre.
Ces dispositifs permettent de réduire le risque sans le supprimer complètement. En effet :
-
une soupape ou un disque de rupture peut être défectueux
-
le bouchon ou la soupape peut être bloqué par de la glace qui s’est formée à
l’extérieur ou à l’intérieur à partir de l’humidité de l’air ou d’un autre fluide
-
un bouchon de glace peut se former dans le col du réservoir rendant la soupape et
le disque de rupture inopérants. Ce phénomène peut se produire en particulier
lors des transferts d’azote liquide de l’intérieur du réservoir vers l’extérieur.
L’humidité peut provenir de l’air comprimé s’il est utilisé pour mettre l’azote en
surpression ou de l’air aspiré en cas de pompage de l’azote liquide.
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Recommandations
Ce type d’équipement est très répandu dans les laboratoires. Il convient :
-
d’inventorier tous les équipements existants (même ceux qui ne sont plus utilisés)
-
de vérifier que les réservoirs fermés sont équipés de soupape, voire d’un disque
de rupture et d’un manomètre. Attention à ne pas confondre avec le disque de
rupture de l’interparoi sous vide ou l’orifice de pompage de cette interparoi
-
de vérifier que la pression de tarage est compatible avec la résistance de
l’enceinte
-
de vérifier le bon fonctionnement de la soupape
-
de vérifier que dans les conditions de stockage et les opérations de transfert, il
ne peut y avoir de blocage par la glace.
Enfin, cet événement est l’occasion de rappeler les autres dangers présentés par l’azote
liquide et les mesures de prévention correspondantes :
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Explosion de cryotube stocké dans l’azote liquide stocker dans la phase vapeur
ou si nécessaire, enfermer le cryotube dans une enveloppe étanche.
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Explosion de mélange combustible suite à la transformation de l’azote liquide en
un gaz oxydant du fait de la condensation de l’oxygène de l’air sur une surface
libre d’azote liquide éviter le contact
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Gelure éviter le contact ( gants, visière)
-
Asphyxie stocker et manipuler dans un endroit ventilé, contrôler la teneur en
oxygène
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RECOMMANDATIONS
CONCERNANT L’UTILISATION DE BAIN-MARIE AFIN DE LIMITER
LE RISQUE D’INCENDIE DANS LES LABORATOIRES
Le scénario est similaire d’un incendie à l’autre :
-
un thermo-plongeur dans une cuve en matériau plastique est laissé en fonctionnement
(souvent par oubli…) en dehors des heures de travail ;
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la cuve s’échauffe dès que le niveau de liquide caloporteur devient trop bas, du fait de
l’évaporation ;
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la résistance continue à chauffer dans le cas (courant) où le thermo-plongeur ne dispose
pas de dispositif de coupure d’alimentation en cas de manque de liquide ;
-
la cuve plastique s’enflamme et le feu se propage dans le laboratoire.
Afin de limiter ce risque, il importe de suivre les recommandations suivantes :
1) Remplacer les thermo-plongeurs qui ne sont pas équipés de dispositif de coupure
d’alimentation électrique par niveau bas de liquide caloporteur. Veiller auprès du
fournisseur que la mention de cette fonction soit explicite.
2) Interdire l’utilisation sans surveillance de bains-marie non encore sécurisés comme cidessus ; ils doivent impérativement être débranchés après utilisation.
3) Pour toute utilisation veiller à ce que la température du bain soit compatible avec le
matériau de la cuve et avec la nature du liquide caloporteur (risque d’émission de vapeurs
combustibles).
Plexiglas ou acrylites
Température maximale du bain-marie
à ne pas dépasser
60°C
Polycarbonate ou macrolon
100°C
Inox isolé
150°C
Matériau de la cuve
4) Veiller à ce que la partie inférieure du thermo-plongeur n’appuie pas sur le fond de la
cuve.
5) Pour des utilisations 24h/24h ou en cas de liquides caloporteurs inflammables, compléter
ces dispositions par l’installation d’un thermostat de sécurité indépendant à température
réglable.
6) Mettre un bac de rétention sous le bain si le liquide caloporteur n’est pas de l’eau.
7) Pour tout nouvel équipement la cuve doit être en inox et le thermo-plongeur équipé d’un
dispositif de coupure d’alimentation électrique par niveau bas de liquide caloporteur.
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