Détection de gaz dans l'industrie pétrolière et gazière : risques, cadre européen et références américaines

Quel statut pour chaque règle ?

1Gaz et atmosphères à risque

Trois dangers se combinent : l'inflammabilité des hydrocarbures, la toxicité de gaz comme le sulfure d'hydrogène (H₂S) et le manque d'oxygène.

Le H₂S est incolore, très toxique, inflammable et plus lourd que l'air : il s'accumule dans les points bas et les espaces confinés. L'eTool de l'OSHA cite des décès à partir de 700 à 1 000 ppm et une perte de connaissance quasi immédiate à 700 ppm et plus. Le NIOSH fixe la valeur IDLH (danger immédiat pour la vie ou la santé) à 100 ppm et indique une limite inférieure d'explosivité de 4,0 %. L'odorat se fatigue vite : il ne permet pas de détecter une présence continue de H₂S. La combustion produit du dioxyde de soufre (SO₂), également toxique.

Pour les vapeurs d'hydrocarbures, l'API RP 54 qualifie une atmosphère de dangereuse notamment sous 19,5 % ou au-dessus de 23,5 % d'oxygène, ou au-delà de 10 % de la limite inférieure d'explosivité (LIE).

2Où et quand le risque apparaît

• Forage et entretien de puits : le H₂S peut être présent. L'API RP 54 renvoie aux documents API 49, 55 et 68 pour ces environnements.
• Torchères : des émissions de H₂S et de SO₂ y sont possibles (OSHA).
• Jaugeage et échantillonnage manuels de réservoirs : à l'ouverture du capot, la pression peut libérer un panache de vapeurs (NIOSH).
• Espaces confinés : l'API RP 54 prévoit un test atmosphérique avant l'entrée (oxygène, gaz inflammables, contaminants toxiques), puis une surveillance continue pendant l'occupation.

3Cadre européen : exigences légales

ExigenceDirective 1999/92/CE (protection des travailleurs)

Quinzième directive particulière prise au titre de la directive-cadre 89/391/CEE. Elle impose à l'employeur :

• des mesures techniques et/ou organisationnelles, dans cet ordre : empêcher la formation d'atmosphères explosives, éviter leur inflammation, atténuer les effets d'une explosion (art. 3) ;
• d'évaluer les risques d'explosion (art. 4) et de classer en zones les emplacements concernés (art. 7, annexe I) : zone 0 (atmosphère explosive présente en permanence, longtemps ou fréquemment), zone 1 (susceptible de se former occasionnellement en fonctionnement normal), zone 2 (peu susceptible, et brève si elle se produit) ;
• d'établir, avant le début des travaux, un document relatif à la protection contre les explosions, tenu à jour (art. 8) ;
• d'assurer formation, instructions écrites et permis de travail lorsque ce document les requiert (annexe II, partie A) ;
• sauf disposition contraire du document, de choisir les appareils selon la zone (annexe II, partie B) : zone 0 → catégorie 1 ; zone 1 → catégories 1 ou 2 ; zone 2 → catégories 1, 2 ou 3. L'annexe renvoie à la directive 94/9/CE, dont la directive 2014/34/UE est la refonte.

ExigenceDirective 2014/34/UE (équipements)

• Elle vise les équipements et systèmes de protection destinés aux atmosphères explosibles, leurs composants, et certains dispositifs de sécurité ou de régulation utilisés hors de ces atmosphères (art. 1).
• Les catégories 1, 2 et 3 du groupe II correspondent à un niveau de protection très élevé, élevé ou normal (annexe I).
• L'entrée d'un détecteur donné dans son champ dépend de sa conception et de son usage : c'est au fabricant de le préciser.

Ces directives n'imposent pas un type de détecteur. Elles exigent l'évaluation du risque, le zonage et des équipements adaptés. Les droits nationaux peuvent détailler la transposition.

4Références américaines

ExigenceExigence légale fédérale

L'OSHA fixe pour le H₂S, en industrie générale, un plafond de 20 ppm. Une crête jusqu'à 50 ppm est tolérée pendant 10 minutes au maximum, uniquement s'il n'y a aucune autre exposition mesurable au H₂S pendant les huit heures de travail. Dans la construction et les chantiers navals, la limite est une moyenne de 10 ppm.

RecommandationRecommandations

• Le NIOSH recommande un plafond de 10 ppm sur 10 minutes.
• L'eTool OSHA décrit 10 ppm comme seuil d'alarme couramment utilisé par l'industrie.
• L'eTool recommande aussi une surveillance individuelle et de zone, un détecteur personnel placé près de la zone respiratoire, et un étalonnage et un entretien selon le fabricant.
• L'eTool précise qu'un détecteur ne suffit pas face à l'effondrement quasi immédiat à forte concentration.
• Pour les vapeurs d'hydrocarbures, le NIOSH recommande des détecteurs multigaz étalonnés (LIE et oxygène).

Pratique de l'industrie

L'API RP 54 (4ᵉ édition, février 2019) est une pratique recommandée : son caractère contraignant dépend de sa reprise par un régulateur ou un contrat.

5Exploitation et bonnes pratiques

• Tester l'atmosphère avant l'entrée en espace confiné, puis surveiller en continu (API RP 54).
• Étalonner et entretenir les détecteurs, et savoir réagir aux alarmes (eTool OSHA, NIOSH).
• Éviter le travail isolé en zone à risque (NIOSH).
• Utiliser un appareil respiratoire adapté : les appareils filtrants ne protègent ni contre l'éthane, le propane et le butane, ni en manque d'oxygène (NIOSH). L'API RP 54 prévoit un appareil autonome ou à air fourni lorsque les tests révèlent des gaz toxiques à niveau IDLH ou un oxygène insuffisant.

6Retour d'expérience : le jaugeage manuel de réservoirs

Le rapport MMWR du 15 janvier 2016 recense 9 décès de travailleurs de l'extraction pétrolière et gazière, de janvier 2010 à mars 2015.

Faits documentés dans le rapport

• 5 décès lors de prélèvements d'échantillons de fluide et 4 lors du jaugeage manuel de réservoirs.
• Tous les travailleurs étaient seuls.
• Mesures disponibles dans deux cas : environ 11 % d'oxygène près de l'ouverture du réservoir, avec des gaz et vapeurs d'hydrocarbures au-dessus de la LIE, et 7 % d'oxygène dans un autre cas.
• Un seul travailleur sur neuf portait un appareil respiratoire, et il n'était pas adapté à ces concentrations.

Facteurs suspectés, non établis cas par cas

• Un lien entre les décès et l'exposition aux gaz et vapeurs d'hydrocarbures ainsi qu'au manque d'oxygène, retenu par le rapport comme cause probable.
• Un mécanisme de mort cardiaque subite à très forte concentration (plus de 100 000 ppm), notamment en cas de maladie coronarienne préexistante : les certificats de décès mentionnent des maladies cardiovasculaires.
• Le billet du NIOSH sur les premiers cas écarte le H₂S comme cause.

RecommandationRecommandation du NIOSH

Remplacer le jaugeage manuel par des systèmes électroniques (sonar, débitmètres en ligne) ou, à défaut, limiter les jaugeages manuels par procédure.

Sources

Union européenne

• Directive 1999/92/CE du 16 décembre 1999 (EUR-Lex)
• Directive 2014/34/UE du 26 février 2014 (EUR-Lex)

États-Unis

• OSHA : limites d'exposition au H₂S
• OSHA : eTool, surveillance du H₂S
• NIOSH : Pocket Guide, sulfure d'hydrogène
• NIOSH : blog scientifique, jaugeage de réservoirs
• CDC : rapport MMWR du 15 janvier 2016
• API RP 54, 4ᵉ édition