Un air trop pauvre en oxygène n'a ni odeur ni couleur et ne provoque ni douleur ni essoufflement qui pourraient alerter la victime. Un travailleur qui se penche dans une capacité remplie d'azote peut perdre connaissance en une ou deux inspirations, et le collègue qui descend l'aider devient souvent la deuxième victime. Seul un appareil de mesure peut indiquer que l'oxygène a disparu.
Où passe l'oxygène
L'air normal contient environ 20,9 % d'oxygène en volume. Cette teneur baisse lorsqu'un autre gaz chasse l'air ou lorsque l'oxygène est consommé.
- L'azote est utilisé en quantités considérables pour purger et inerter réservoirs, réacteurs et canalisations, pour protéger des produits de l'oxydation et, sous forme liquide, pour refroidir et congeler. Les fuites de liquide cryogénique sont particulièrement dangereuses : un litre d'azote liquide donne plusieurs centaines de litres de gaz.
- L'argon et l'hélium servent au soudage, en métallurgie et dans les laboratoires. L'argon, plus lourd que l'air, s'accumule dans les fosses, les réservoirs et au fond des capacités.
- Le dioxyde de carbone se forme lors des fermentations (chais, brasseries, silos, fosses à lisier), est utilisé dans les installations d'extinction et sous forme de glace carbonique, et se dégage de certaines roches et de certains sols. Outre qu'il chasse l'oxygène, il est toxique par lui-même à forte concentration.
- La consommation d'oxygène résulte de la rouille de l'acier dans les réservoirs fermés et les cales de navires, de la décomposition de matières organiques, de la combustion et de l'oxydation du charbon, des céréales, des copeaux de bois et d'autres produits en vrac.
Ce qui se passe dans l'organisme
L'U.S. Chemical Safety Board (CSB), dans son bulletin de sécurité sur l'asphyxie par l'azote, reproduit le tableau suivant (source : Compressed Gas Association) :
| Oxygène, % en volume | Effets possibles |
|---|---|
| 20,9 | Normal |
| 19,0 | Quelques effets physiologiques défavorables imperceptibles |
| 16,0 | Accélération du pouls et de la respiration, troubles de la pensée et de l'attention, coordination réduite |
| 14,0 | Fatigue anormale à l'effort, troubles émotionnels, mauvaise coordination, jugement altéré |
| 12,5 | Jugement et coordination très altérés, respiration perturbée, nausées et vomissements |
| moins de 10 | Incapacité de se mouvoir, perte de connaissance, convulsions, décès |
L'organisme perçoit l'augmentation du dioxyde de carbone, pas la baisse de l'oxygène. Dans une atmosphère d'azote ou d'argon, la victime expire normalement son dioxyde de carbone et ne ressent aucun manque d'air. Le jugement se dégrade avant que quoi que ce soit ne paraisse anormal : on ne reconnaît pas le danger, même lorsqu'on commence à se sentir bizarre. Selon le CSB, respirer une atmosphère fortement sous-oxygénée peut entraîner une perte de connaissance après une ou deux inspirations seulement, et une atmosphère à 4–6 % d'oxygène plonge la victime dans le coma en moins de 40 secondes. Sans oxygène, la survie se compte en minutes.
Pourquoi les sauveteurs meurent
Le CSB a recensé 85 accidents d'asphyxie par l'azote sur des lieux de travail aux États-Unis entre 1992 et 2002, avec 80 morts et 50 blessés ; plus de 60 % des victimes travaillaient dans un espace confiné ou à proximité, et environ 10 % des décès concernaient des personnes qui tentaient un sauvetage. Une alerte du NIOSH sur les espaces confinés a constaté que plus de 60 % des décès en espace confiné touchaient des sauveteurs improvisés.
Les causes se répètent d'un accident à l'autre : la victime est visible et proche, l'atmosphère paraît normale, l'instinct de secourir est puissant et il n'y a pas de temps pour réfléchir. Un sauveteur sans appareil respiratoire qui entre est exposé exactement à la même atmosphère. La réponse est la préparation : un surveillant qui n'entre pas, un dispositif de récupération installé avant la pénétration, des appareils respiratoires isolants à portée de main, et des exercices où l'on s'entraîne à ne pas se précipiter. Voir intervenir en espace confiné.
Purge et inertage
L'inertage est souvent indispensable pour prévenir l'incendie et l'explosion — mais il transforme un danger d'inflammation en danger d'asphyxie. Les bonnes pratiques comprennent :
- le repérage clair de chaque capacité inertée et de chaque raccordement d'azote, avec une signalisation aux trous d'homme ;
- le remplacement du gaz inerte par de l'air et la confirmation des teneurs en oxygène à plusieurs hauteurs avant la pénétration ;
- la séparation physique des réseaux d'air respirable et des lignes d'azote, avec des raccords non interchangeables (le bulletin du CSB décrit des travailleurs qui avaient raccordé leur appareil à adduction d'air à une ligne d'azote) ;
- des détecteurs fixes d'oxygène avec alarme dans les locaux où l'on stocke ou utilise de l'azote, de l'argon ou du CO₂, et la ventilation de ces locaux ;
- la prise en compte comme zone dangereuse des abords des trous d'homme et des évents ouverts de capacités inertées — le gaz s'en échappe et s'accumule dans les points bas.
Surveillance de l'oxygène
Toute personne qui pénètre dans un espace confiné ou travaille près d'installations de gaz inertes doit porter un détecteur muni d'un capteur d'oxygène, réglé avec un seuil bas et un seuil haut. La teneur en oxygène est la première mesurée lors du contrôle avant pénétration, car elle influe aussi sur la réponse des capteurs catalytiques de gaz inflammables. Une baisse de 0,5 à 1 % par rapport à 20,9 % signale déjà la présence d'un autre gaz : si l'azote a fait descendre l'oxygène à 19,9 %, environ 5 % de l'air ont été remplacés, et ce gaz peut lui-même être toxique. Voir choisir un détecteur de gaz portable.
Seuils selon les pays
| Pays / source | Signification de la valeur |
|---|---|
| États-Unis, OSHA 29 CFR 1910.146 | Moins de 19,5 % : atmosphère sous-oxygénée ; plus de 23,5 % : suroxygénée |
| France, INRS | Plage recommandée 19–21 % ; en dessous de 19 %, la mesure traduit déjà une anomalie |
| Allemagne, DGUV Regel 112-190 | Les appareils filtrants exigent au moins 17 % d'oxygène |
| Russie, arrêté n° 902n | Pénétration sans appareil isolant seulement avec au moins 20 % d'oxygène ; seuils d'alarme pas en dessous de 19 % ni au-dessus de 23 % |
Ces chiffres ne sont pas directement comparables : certains sont des critères de pénétration, d'autres des seuils d'alarme, d'autres des limites d'emploi des appareils filtrants. Leur point commun : toute mesure sensiblement inférieure à la normale doit être expliquée avant que quiconque n'entre.