TIS IS 47 - TS

Edms 335812
CERN
INSTRUCTION DE SECURITE
SAFETY INSTRUCTION
Publié par: TIS/GS
TIS
IS 47
Date de publication: 1998
Original: anglais
THE USE OF CRYOGENIC FLUIDS
UTILISATION
DES FLUIDES CRYOGENIQUES
1 Scope
2 Legal basis
3 Glossary
4 Aims
5 Hazards of cryogenic fluids
6 Precautions to avoid accidents
7 Safety review and instructions
8 Occupational training
9 Access permits and working rules
1 Champ d'application
2 Base juridique
3 Glossaire
4 Objectifs
5 Risques présentés par les fluides
6 Précautions pour éviter les accidents
7 Bilan de sécurité et consignes
8 Formation professionnelle
9 Permis d'accès et règles de travail
Appendix: First-aid
Index
Annexe: Premiers secours
Index
INSTRUCTION DE SECURITE
CERN
SAFETY INSTRUCTION
Publié par: TIS/GS
TIS
IS 47
Date de publication: 1998
Original: anglais
UTILISATION DES FLUIDES CRYOGENIQUES
1
CHAMP D’APPLICATION
Les cavités RF et systèmes magnétiques supraconducteurs (SC) destinés aux
accélérateurs de particules et les aimants SC destinés aux détecteurs de particules sont
refroidis à l’aide d’importantes quantités d’hélium liquide (He). De l’hydrogène (H2),
de l’argon (Ar), du néon (Ne) et du krypton (Kr) liquides sont utilisés pour les cibles
des faisceaux de particules et les systèmes de trajectographie à l’intérieur des
détecteurs de particules; l’exploitation de ces installations peut nécessiter de grandes
quantités d’azote liquide (N2).
La présente Instruction de sécurité concerne les domaines suivants: risques généraux
présentés par les liquides cryogéniques, précautions à prendre pour éviter les
accidents et les blessures, règles d’établissement d’un bilan officiel de sécurité,
consignes d’utilisation, formation et permis d’accès. Des informations sur les premiers
secours figurent en annexe.
Les fluides cryogéniques inflammables, en particulier l’hydrogène liquide (H2), ne
sont utilisés qu’en faibles quantités et doivent être manipulés par des spécialistes du
CERN. Ils ne sont donc pas traités dans la présente Instruction de sécurité.1
2
BASE JURIDIQUE
La présente Instruction de sécurité est publiée par la Commission TIS selon la
procédure définie dans le document sur la politique de sécurité au CERN
SAPOCO/42 et en application des Statut et Règlement du personnel du CERN. Les
codes applicables sont: le code A4 (Espaces confinés), le code D2 (Equipements sous
pression), le code G (Gaz inflammables) et le code A3 (Couleurs et signes de sécurité).
Le Code ou l’Instruction de sécurité applicable est le document concerné le plus récent
de la “Liste et résumés des documents de sécurité de TIS”2 .
1
2
Selon le Manuel de Sécurité pour Gaz inflammables (Annexe au Code de Sécurité G), il
convient de consulter le Délégué à la Sécurité Gaz inflammables (FGSO) et TIS
pendant la phase conceptuelle de l'expérience.
Publié par le secrétariat de la Commission TIS.
3
GLOSSAIRE
Les définitions suivantes sont applicables:
Cryogénique: désigne les substances dont la température d’ébullition est inférieure à
-150 °C;
Fluide cryogénique: gaz ou liquide cryogénique;
Installation cryogénique: installation dans laquelle des fluides cryogéniques sont
produits, utilisés ou stockés;
Personnel de la cryogénie: les personnes exécutant un travail ou exerçant des
responsabilités dans le cadre de la production, de l’utilisation, du transport, du
stockage ou de l’élimination de fluides cryogéniques.
Une installation cryogénique type comprend:
• un réservoir sous pression (dewar, aimant SC, cavité SC) équipé de dispositifs de
régulation de la pression et du niveau ainsi que de vannes de remplissage,
d’extraction et de décharge;
• des conduites de distribution;
• une centrale de refroidissement (liquéfacteur, machine frigorifique) et un réservoir
de stockage du fluide cryogénique, situés à proximité ou à distance.
4
OBJECTIFS
Dans la présente Instruction de sécurité sont énoncées les règles à suivre par le
personnel de la cryogénie lors de l’utilisation des principaux fluides cryogéniques
employés au CERN (He, Ne, N2, Ar et Kr) pour préserver la sécurité du travail, la
santé au travail et l’environnement. Ces règles sont basées à la fois sur les normes de
sécurité et sur une bonne expérience pratique.
Sauf disposition contraire, c'est le rôle du responsable du personnel de la cryogénie
d'assurer l'application de cette Instruction de Sécurité en collaboration étroite avec la
Commission TIS.
L’utilisation d’autres liquides dont la température d’ébullition est inférieure à 0 °C (en
particulier le dioxyde de carbone, l’oxygène, le méthane, l’éthane et l’éthylène) peut
présenter des risques et nécessite une autorisation de la Commission TIS.
La présente Instruction de sécurité ne concerne pas la conception des réservoirs
cryogéniques ni les dimensions requises pour les dispositifs de sécurité. Pour toute
information à ce sujet, se référer au Code D2.
5
RISQUES PRESENTES PAR LES FLUIDES CRYOGENIQUES
Les risques présentés par les fluides cryogéniques découlent de leurs propriétés
physiques, qui sont récapitulées au tableau 1.
Tableau 1: Propriétés physiques des principaux fluides cryogéniques
(Sources: (i) “Cryogénie”, Inst. internat. du froid (1995); (ii) Encyclopédie des gaz Air Liquide (1976),
(iii)!Landolt-Börnstein, 6th ed., II, 4th part)
Caractéristiques
Krypton
Argon
Azote
Néon
Hélium
Température d’ébullition à 1 bar
Densité du liquide à la
température d’ébullition [kg/m3]
Litres de gaz libérés par litre de
liquide, à 20 °C et sous 1 bar
Densité à 20 °C comparée à la
densité de l’air
Chaleur latente [kJ] de
vaporisation pour 1 litre de
liquide
Rapport de l’enthalpie de la
vapeur à 20 °C sur la chaleur
latente de vaporisation
-153.4 °C
(120 K)
-185.8 °C
(87.3 K)
-195.8 °C
(77.3 K)
-246 °C
(27.1 K)
-268.9 °C
(4.2 K)
2413
1400
810
1210
125
700
841
693
1454
751
2.9
1.4
1.0
0.7
0.14
260
220
160
104
2.6
0.67
0.7
1.14
3.2
72
Les principaux types de risques sont les suivants:
5.1 Risques pour la santé3
5.1.1 Asphyxie
Les gaz formés par les liquides cryogéniques précités ne sont pas toxiques mais, du
fait du rapport entre leurs volumes à l’état gazeux et à l’état liquide et de leur
dilatation lors de leur échauffement jusqu’à la température ambiante, ils peuvent
provoquer une asphyxie en remplaçant l’oxygène de l’atmosphère. En raison de la
différence de densité, l’hélium monte (même s’il est émis à l’état liquide dans de l’air à
température ambiante), tandis que l’argon, l’azote et le krypton stagnent au niveau
du sol. Les symptômes d’une insuffisance d’oxygène sont récapitulés au tableau 2.
Tableau 2: Symptômes d’insuffisance d’oxygène
Pourcentage d’oxygène
dans l'atmosphère [%]
21 - 19
19 - 15
15 - 12
12 - 10
10 - 8
8-6
4
Symptômes
aucun symptôme
temps de réaction sensiblement plus lents
respiration difficile, pouls rapide, manque de coordination
vertiges, obnubilation intellectuelle, lèvres bleuâtres
nausées, vomissements, perte de connaissance
mort dans les 8 minutes, lésions cérébrales dans les 4-8 minutes
coma après 40 secondes, défaillance respiratoire, mort
En cas d’asphyxie subite et aiguë, notamment lors de l’inhalation d’azote ou d’hélium
gazeux purs, la perte de connaissance est immédiate. La personne tombe, comme
terrassée, et peut mourir en quelques minutes.4
Les vapeurs et les brouillards cryogéniques peuvent se propager au niveau du sol ou
du plafond jusqu’à des distances considérables de leur source, en fonction de leur
relative par rapport à l’air.
5.1.2 Effets du froid
3
4
E. P. Maquet et V. Fassnacht, Sécurité et aspects médicaux liés à la cryogénie,
CERN/TIS/ME/TM-97-01
Une personne inhalant de l’hélium gazeux pur pour modifier son timbre de voix
s’expose donc à un risque.
Lors du dégagement subit d’un nuage de fluide cryogénique tel que l’hélium, la
température de celui-ci est d’environ -40 °C. Une inhalation prolongée de vapeur
froide peut provoquer des effets sur les poumons susceptibles d’entraîner des
maladies graves. Un risque d’hypothermie peut se présenter à des températures
inférieures ou égales à 10 °C.
5.1.3 Brûlures et gelures
Même un bref contact avec les fluides cryogéniques peut provoquer des brûlures
cryogéniques. Une exposition continue de la peau non protégée à une atmosphère
froide peut entraîner des gelures. La cornée de l’oeil est particulièrement sensible aux
éclaboussures de liquides cryogéniques.
5.1.4 Contacts
Les parties du corps non couvertes ou insuffisamment protégées et les vêtements
peuvent coller aux surfaces froides en gelant et la peau gelée peut être arrachée
lorsque les vêtements sont enlevés.
5.2 Explosions avec rupture de réservoir
Lorsqu’il passe à l’état gazeux dans des conditions normales de température et de
pression (tableau 1), le volume d’un liquide cryogénique augmente d’un facteur 700
(azote) à environ 1500 (néon). Cela peut provoquer une élévation de pression à
l’intérieur du réservoir et entraîner un risque d’explosion et de formation de
projectiles si le réservoir n’est pas suffisamment protégé.
5.3 Risques dus à la modification des propriétés des matériaux
Les propriétés des matériaux soumis aux températures extrêmes des liquides
cryogéniques sont radicalement modifiées et parfois de manière inattendue
(contrainte thermique et fragilisation).
5.4 Risque de condensation et d’explosion en présence de matières combustibles
Des pièges à condensation et des pompes cryogéniques sont utilisés pour condenser
les gaz. Cependant, si elle intervient à des emplacements indésirables, la condensation
est dangereuse à plusieurs égards:
-
à l’intérieur d’une conduite, l’humidité peut former un bouchon solide et, ainsi,
entraver le libre passage ou causer des dommages mécaniques à la conduite;
-
à l’extérieur de la conduite, l’oxygène de l’air peut se concentrer du fait d’une
condensation préférentielle, oxyder le matériau et, en présence de matériaux
combustibles tels que le bois ou des matières plastiques, provoquer un incendie,
voire une explosion.
5.5 Particularités de l’hélium liquide
Le risque d’explosion avec rupture du réservoir est particulièrement élevé avec
l’hélium liquide qui, du fait de sa faible chaleur latente de vaporisation (2,6!kJ/litre
d'hélium liquide contre 160 kJ/litre d’azote liquide), peut se dilater rapidement pour
occuper des volumes importants sous l’effet de la chaleur. Par ailleurs, l’hélium
gazeux, du fait de son enthalpie élevée, absorbe une quantité importante de chaleur
lorsqu’il passe d’une basse température à la température ambiante. En conséquence,
il refroidit puissamment le matériau avec lequel il est en contact et augmente le risque
de condensation de l’oxygène atmosphérique et de détérioration du matériau.
L’hélium liquide est très léger (125 g/litre) par rapport à l’azote liquide (804 g/litre) et
encore plus par rapport à l’argon liquide (1390 g/litre). Il est donc dangereux
d’utiliser des dewars conçus pour le stockage de l’hélium liquide pour stocker de
l’azote ou de l’argon.
6
PRECAUTIONS POUR EVITER LES ACCIDENTS ET LES BLESSURES
6. 1 Insuffisance d’oxygène
On doit se conformer au Code de sécurité A4 “Espaces confinés” du CERN lorsqu’il
est nécessaire de pénétrer dans un réservoir de fluide cryogénique (cryostat, boîte
froide) ou dans des locaux dans lesquels une fuite cryogénique a pu avoir lieu, des
nuages de brouillard se sont formés ou des poches de vapeur cryogénique ont pu
s’accumuler du fait d’une mauvaise ventilation.
6. 2 Vêtements de protection
Tout contact avec des fluides ou équipements refroidis à des températures
cryogéniques doit être évité.
6.2.1 Gants
Des gants doivent être fournis à proximité de chaque installation cryogénique qui
exige, dans des conditions de fonctionnement normales, de déconnecter des
conduites ou des lignes de transfert. Ils doivent être spécialement adaptés aux
applications cryogéniques (p. ex. gants de cuir), offrir une isolation thermique
suffisante et être disponibles sur place. Le port de gants est indispensable pour toute
manipulation de matériel susceptible d’avoir été en contact avec des liquides ou gaz
froids. Ils doivent être suffisamment larges, de manière à pouvoir être enlevés
facilement si du liquide venait à les éclabousser ou à y pénétrer. Il convient de les
porter sous la manche.
6.2.2 Protection des yeux
En cas de risques de fortes éclaboussures ou pulvérisations, les yeux doivent être
protégés par un écran facial ou des lunettes.
6.2.3 Autres vêtements
Les pantalons doivent être portés à l’extérieur des bottes et les manches par dessus
les gants. Les chaussures doivent être à la bonne taille et avoir une semelle
antidérapante.
6.3 Ventilateurs électriques à air chaud et problèmes liés à l’humidité
L’humidité de l’atmosphère ambiante se condense rapidement sur les surfaces froi
des et peut geler et obstruer des tuyaux et des équipements de sécurité vitaux, tels
que les vannes de décharge. Cela peut les détruire du fait de l’augmentation de
volume dans la transformation de l’eau en glace ou de la dilatation d’une éventuelle
poche de gaz soumise à un échauffement. Il est donc nécessaire de sécher
soigneusement l’installation ou la ligne de transfert avant de les refroidir (par ex. avec
du gaz sec).
Pour faire face à tout problème de fonctionnement, un ventilateur à air chaud doit
être disponible sur place pour chaque installation cryogénique dont les lignes de
transfert doivent être déconnectées manuellement en fonctionnement normal (par
ex. les installations de distribution des liquides cryogéniques et de remplissage des
dewars). Le ventilateur permet d’éliminer les blocs de glace en cas de défaillance.
6.4 Lignes d’échappement
Les lignes d’échappement sont la solution adoptée habituellement pour réguler les
émissions d’importantes quantités de fluides cryogéniques à l’extérieur des
bâtiments. Elles permettent d’éviter toute émission de gaz dans l’atmosphère à des
emplacements indésirables. Les lignes d’échappement ne peuvent être utilisées que si
la décharge du dewar ou de l’installation s’effectue à des emplacements déterminés
(vannes, dispositifs de sécurité).
En général, il est exigé que tous les éléments de décharge pour la régulation des
émissions de gaz soient connectés à une ligne d’échappement acheminant le gaz
jusqu’à l’atmosphère en dehors du bâtiment ou dans un dispositif de stockage
(ballon, gazomètre).
La ligne d’échappement et le dispositif de décharge doivent être conçus pour
supporter les conditions dynamiques, compte tenu des pertes de pression, de la
contrainte mécanique entraînée par les changements de température, de la contrepression et des dégagements d’autres dispositifs de décharge dans le même
collecteur.
La conception doit permettre d’éviter toute forme de rupture ou blocage par de l’air
humide congelé entraînée par la chute de température lorsque le fluide cryogénique
se dégage rapidement, comme c’est le cas lors d’une urgence. Il est recommandé
d’isoler thermiquement la ligne d’échappement et de faire en sorte que le gaz soit
chauffé à la température ambiante avant d’entrer dans la ligne d’échappement.
Tout refoulement d’air de l’orifice de décharge dans la ligne d’échappement doit être
évité (en général au moyen d’un clapet installé sur l’orifice de décharge de la ligne
d’échappement). La ligne doit faire l’objet d’un essai d’étanchéité.
Il convient de vérifier le bon fonctionnement du clapet dans des conditions
défavorables (pluie, neige, formation de glace, présence de nids ou pénétration d’un
oiseau). Tous les clapets doivent être testés à intervalles réguliers d’un an au
maximum.
Il faut envisager la possibilité d’une forte contre-pression du fait des oscillations de la
pression lorsque des liquides cryogéniques sont évacués par une ligne d'évacuation à
température ambiante. Il convient d’éviter autant que possible les rejets liquides en
plaçant la conduite d’évacuation au niveau le plus élevé possible sur le réservoir et en
veillant à ne pas le remplir excessivement.
6. 5 Systèmes d’alarme et d’arrêt
Un remplissage excessif peut entraîner la condensation de l’humidité atmosphérique
en des emplacements indésirables et bloquer des vannes de décharge essentielles.
Pour éviter tout trop-plein, la pression doit être surveillée en permanence.
Le bon fonctionnement du manomètre doit être vérifié à intervalles réguliers
conformément au Code de sécurité D2.
Un capteur de niveau ou d’autres instruments, tels qu’un nivellomètre, un débitmètre
ou un capteur thermique, peuvent être installés pour activer une alarme ou
interrompre le fonctionnement de l’installation cryogénique en cas de défaillance.
6.6 Limiteurs de pression
Des dispositifs de protection contre la surpression, tels que des vannes de décharge
ou des disques de rupture, doivent être prévus dans les sections du système pouvant
être isolées. Ils doivent posséder les caractéristiques requises pour les applications
cryogéniques. Ils doivent être placés à l’extrémité de conduites spécialement prévues
à cet effet, qui ne doivent remplir aucune autre fonction. Ils ne doivent être connectés
à aucune ligne d’échappement susceptible de se bloquer.
Le réservoir de liquide doit être protégé contre la surpression par au minimum deux
dispositifs de décharge montés en parallèle, de préférence de types différents, tels que
par exemple un disque de rupture et une vanne de décharge, installés de manière à
rester à température ambiante en fonctionnement normal. Les espaces isolants sous
vide seront équipés de protections contre les surpressions en cas de défaut
d’étanchéité de la paroi extérieure de la gaine sous vide où l’air pourrait pénétrer et se
condenser sur la surface froide de la ligne de transfert interne.
Aucune vanne d’isolement intermédiaire ne doit être installée entre le réservoir, le
dispositif de décharge et le point de décharge.
La conduite de décharge du dispositif de décharge doit être conçue de manière à
éviter toute surpression dangereuse lors d’un dégagement d’urgence (sa taille doit
être au moins équivalente à celle du dispositif de décharge).
Les vannes de décharge doivent être montées verticalement (de préférence avec le
côté de l’échappement en bas) et à une distance de sécurité suffisante pour éviter
qu’elles ne gèlent à cause de la vapeur d'eau dans l'air et, en conséquence, ne cessent
de fonctionner (tiges allongées). Il peut être indiqué de prévoir des orifices
d’écoulement pour l’eau.
En cas d’obturation des vannes de décharge ou des plaques de rupture par formation
de glace, on consultera le personnel compétent et l’expert de la Commission TIS. Une
technique fréquemment utilisée pour réduire la pression consiste à créer
progressivement un petit orifice dans le bouchon de glace en introduisant un tube de
cuivre chaud. L’installation cryogénique doit être mise hors service et réchauffée dès
que cela est raisonnablement possible pour permettre les réparations.
L’évacuation doit être dirigée vers le haut pour l’hélium et vers le bas pour l’azote et
l’argon. Dans toute la mesure du possible, on utilisera des boîtiers de ventilation.
Le limiteur de pression doit être conçu de manière à ce que le gaz évacué ait une
vélocité élevée. Le mouvement turbulent garantit un niveau adéquat de dilution et de
mélange avec l’air.
Les dimensions des limiteurs de pression doivent être déterminées en prévision de la
contre-pression maximale possible dans toutes les conditions de fonctionnement. Ils
doivent être inspectés à intervalles réguliers selon les exigences du Code de sécurité
D2 du CERN et il faut vérifier qu’ils ne présentent pas de fuite, de glace ou
d’accumulation d’impuretés.
6.7 Choix des matériaux
Les éléments doivent être conçus de manière à garantir un fonctionnement sûr,
même dans des conditions exceptionnelles (défaillance, accident ou autre), qui doivent
être appréciées dans une évaluation technique. Il faut prendre en considération la
température la plus basse à laquelle les équipements pourraient être soumis en cas de
défectuosité et prévoir une marge de sécurité appropriée dans la conception de tout
élément.
Si un refroidissement accidentel à des températures cryogéniques est possible (par ex.
dans le cas d’une rupture du vide), l’élément doit être réalisé dans un matériau
utilisable aux basses températures (par ex. acier inoxydable austénitique), à l’exclusion
des matériaux qui deviennent friables à ces températures.
Les matériaux utilisés en cryogénie doivent présenter des caractéristiques prouvées
de compatibilité et de ductilité à la température nominale pour exclure toute rupture
fragile.
La configuration du système, les dimensions des conduites et l’isolation doivent être
conçues de manière à éviter une contrainte thermique excessive.
Pour éviter les fuites, les joints toriques et autres dispositifs d’étanchéité seront
réalisés dans un matériau possédant une élasticité suffisante à basse température. Les
équipements, en particulier les raccords des tubes de transfert du liquide
cryogénique, doivent être conçus avec des tolérances nominales permettant un
assemblage à la fois rapide et facile, tout en excluant la sortie de gaz froid.
6.8 Déversements de liquide cryogénique et risques d’explosion en présence de
matières combustibles
Les températures de surface des réservoirs d’hélium, de néon et d’azote (mais non
d’argon et de krypton) peuvent être suffisamment basses pour entraîner la
condensation de l’air, qui tend alors à s’enrichir en oxygène. Les gouttes d’air doivent
être recueillies dans un récipient adéquat en matériau non combustible.
Au contact de substances combustibles (p. ex. ouate, chiffons gras), le liquide ainsi
produit peut être très réactif et susceptible d’exploser violemment.
Cela peut se produire lorsque:
• au cours du remplissage d’un grand réservoir de stockage à partir d’un véhiculeciterne, du fluide cryogénique se répand sur l’asphalte;
• à la suite d’un dégagement d’hélium liquide dans l’air, l’oxygène de l’air se
condense et tombe en gouttelettes sur une matière combustible;
• le fluide cryogénique s’évapore trop rapidement, par exemple du fait d’oscillations
de la pression entraînées par un apport de chaleur de la partie chaude de la
conduite dans le gaz froid;
• des compresseurs lubrifiés à l’huile ayant servi pour l’hélium, l’azote ou l’argon
pendant une période prolongée sont ensuite utilisés pour l’air sans avoir été
parfaitement nettoyés.
En cas de déversement ou de condensation d’oxygène, les locaux doivent être
évacués et les pompiers immédiatement appelés.
Il conviendra de réduire ce risque particulier grâce à une conception adéquate (tuyaux
sous vide à double paroi, dispositif de chauffage adéquat, éléments d’amortissement).
Il est recommandé d’éviter autant que possible toutes les conditions pouvant
permettre une décharge de liquide par l’adoption d’une géométrie adaptée et d’une
marge de remplissage suffisante.
6. 9 Ventilation dans les installations cryogéniques
Une ventilation adéquate doit être assurée pour tous les postes de remplissage des
dewars transportables.
La Commission TIS peut autoriser une émission maîtrisée de gaz à très faible débit à
l’intérieur de bâtiments sur présentation d’une évaluation écrite des risques.
Cette évaluation doit prendre en compte les directives suivantes:
Les conditions de ventilation naturelle dans le bâtiment doivent exclure toute
possibilité d’accumulation dangereuse de gaz, même en cas de défaillance de tous les
systèmes de ventilation forcée. Le cheminement probable des fuites de gaz doit être
déterminé, de même que les emplacements critiques où ces gaz sont susceptibles de
s’accumuler. Le point de décharge doit être situé dans un endroit où le gaz émis sera
dilué à une concentration non dangereuse par ventilation naturelle. Les dewars
contenant des fluides cryogéniques autres que l’hélium ne doivent pas être installés à
l’intérieur ou à proximité de puits librement accessibles.
Lorsque les fuites potentielles risquent d’être trop importantes pour être maîtrisées
par une ventilation naturelle, une ventilation forcée est nécessaire et des avertisseurs
d’insuffisance d’oxygène doivent être installés. Le système de ventilation forcée doit
être rigoureusement adapté aux caractéristiques de l’installation; il serait insuffisant et
dangereux de ne se fier qu’à la ventilation du bâtiment existante.
6.10 Précautions spéciales pour les dewars
Les dewars conçus pour le stockage de l’hélium liquide doivent être traités avec soin,
car ils sont équipés de tuyaux de faible épaisseur conçus pour réduire au minimum
l’apport de chaleur. Ils ne peuvent pas résister aux chocs mécaniques brutaux, surtout
lorsqu’ils sont pleins et ne se trouvent pas en position verticale.
Les dewars transportables doivent être stables, posséder un nombre suffisant de
roues adaptées, et être transportés de manière appropriée.
Les dewars ne pourront être utilisés qu’à l’emplacement prévu, à moins qu’il ne soit
procédé à une évaluation des risques pour le nouvel emplacement.
6.11 Processus de transfert
Il est recommandé de transférer tous les liquides par des conduites isolées. Avant le
début du transfert, toutes les conduites et tous les réservoirs à remplir doivent être
purgés à l’aide d’un gaz sec de même composition. Aucun gaz étranger ne doit
demeurer dans les zones obturées à leurs extrémités. En cas de refroidissement à
partir de la température ambiante, la sortie d’une ligne de transfert doit se trouver
au-dessous du niveau du liquide après remplissage pour que la quantité de gaz froid
refoulé soit minimisée. Le liquide cryogénique doit être versé en direction du fond du
réservoir en cours de remplissage pour éviter toute ébullition ou éclaboussure
excessives. Si des vibrations se produisent au cours du transfert et qu’un léger
repositionnement de la ligne de transfert ne permet pas d’y mettre fin, le transfert
doit être interrompu. Pour que la quantité de gaz froid refoulé soit également
minimisée en cas de nouveau remplissage, l’orifice de sortie de la ligne de transfert
doit se situer au-dessus du niveau du liquide, en particulier pour l’hélium liquide.
Habituellement, les liquides cryogéniques sont transférés de véhicules-citernes dans
des réservoirs de stockage à l’aide de pompes. Il faut soit prendre leur vitesse de
pompage en considération pour le choix de la soupape de sécurité du réservoir, soit
prévoir une vanne d’isolement qui interrompra automatiquement le transfert si la
pression à l’intérieur du dewar dépasse la valeur nominale.
6.12 Panneaux, repères et barrières
Lorsque des substances cryogéniques se dégagent dans l’air, la formation de
brouillard par condensation de la vapeur d’eau dans l’air ambiant peut gravement
réduire la visibilité. Pour garantir que le personnel puisse suivre les voies
d’évacuation, des moyens simples doivent être mis en oeuvre, tels que des points de
repère placés à 1,5 m au-dessus du niveau du sol et des mains courantes à environ 1
m au dessus de celui-ci, que le personnel pourra localiser par le toucher, même s’il
porte des vêtements de protection, et même si ces moyens ne lui sont pas visibles.
Des barrières de protection doivent être disposées autour des installations
cryogéniques d’une capacité de liquide cryogénique de plus de 500!litres s’il est
probable que des chariots élévateurs à fourche ou autres, ou d’autres engins de
transport auxiliaires seront utilisés à proximité.
Des panneaux présentant les instructions à suivre pour les premiers secours doivent
être placés de manière visible.
7
BILAN DE SECURITE ET CONSIGNES D’UTILISATION
Lorsqu’il est décidé d’implanter une nouvelle installation cryogénique, la personne
responsable doit organiser, par l’intermédiaire du DSO5 de la division concernée, une
audience de sécurité à laquelle participeront le TSO6 (le GLIMOS7 s’il s’agit d’une
expérience) et des représentants de la Commission TIS pour:
(a) évaluer les risques présentés par l’installation et démontrer que celle-ci est conçue
de manière à ce que la défaillance d’un élément critique ne compromette pas la
sécurité;
5
6
7
DSO = Délégué divisionnaire à la sécurité
TSO = Délégué à la sécurité territoriale
GLIMOS = Chef de groupe pour les questions de sécurité
(b) vérifier que les codes de sécurité du CERN ou d’autres réglementations
pertinentes sont respectés;
(c) déterminer avec la Commission TIS les mesures de sécurité qui s’imposent et
prendre des dispositions pour un éventuel suivi nécessaire pendant l’exploitation
de l’installation.
Avant la mise en service d’une nouvelle installation cryogénique, ou avant le
redémarrage d’une installation existante à la suite d’une modification majeure de
celle-ci - y compris des procédures d’exploitation - ou du personnel de la cryogénie,
une audience de sécurité finale et une dernière inspection de tous ses éléments et
commandes doivent être organisées de manière similaire. La mise en service ne peut
débuter qu’à réception d’une autorisation écrite de la Commission TIS.
Pour chaque installation cryogénique, la personne responsable doit élaborer un
manuel succinct contenant les consignes d’utilisation, dont un exemplaire doit être
conservé à proximité de l’installation. Ce manuel décrira les risques principaux et
énoncera les instructions à suivre en cas d’accident.
L’audience de sécurité et l’élaboration du manuel peuvent être suspendues si le
concepteur de l’installation cryogénique peut démontrer au représentant de la
Commission TIS que l'installation est en mesure de fonctionner en toute sécurité et
que sa capacité de liquide est inférieure à 500 l (ou équivalence de masse pour les
gaz).
8
FORMATION PROFESSIONNELLE
Le personnel de la cryogénie doit posséder les qualifications, la formation et
l’encadrement nécessaires à l'exécution de son travail dans des conditions de sécurité.
Il doit également recevoir une formation aux risques cryogéniques propres à
l’installation auprès de laquelle il travaille. Toute personne affectée pour la première
fois à des activités cryogéniques auprès d’une installation bénéficiera de l’aide d’une
personne ayant connaissance de tous les risques qu’elle présente, jusqu’à ce que le
superviseur puisse s’assurer que l’intéressé est à même d’exécuter le travail par luimême.
Le personnel de la cryogénie doit avoir suivi des cours de sécurité cryogénie.
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PERMIS D’ACCES ET REGLES DE TRAVAIL
Les panneaux de signalisation ci-dessous indiquant la présence de fluides
cryogéniques et un risque d’asphyxie doivent être placés de manière visible dans les
locaux abritant des installations cryogéniques (respectivement figures 1 et!2).
Fig. 1: Panneau de signalisation pour
fluide cryogénique
Fig. 2: Panneau de signalisation pour risque
d’asphyxie
Selon les conclusions de l’audience de sécurité finale, la Commission TIS a compétence
pour restreindre l’accès aux locaux abritant l’installation cryogénique au personnel
autorisé et spécialisé. Dans ce cas, les mesures suivantes doivent être prises:
• un panneau lumineux, tel que “Accès restreint - Hélium liquide” ou “Accès
restreint - Argon liquide” selon qu’il s’agit d’hélium ou d’argon, sera éclairé et
placé bien visiblement dans les locaux lorsque l’installation cryogénique est
remplie de liquide cryogénique;
• les autorisations d’accès étendues doivent être imprimées sur la carte d’accès
CERN;
• le personnel autorisé doit assister à une audience de sécurité consacrée
principalement aux risques propres à l’installation et aux mesures à prendre en cas
d’incident;
• un document établissant les règles du travail doit être publié à l’intention du
personnel (et être intégré au “Plan divisionnaire de sécurité”).
Il est recommandé de faire en sorte que les locaux à accès restreint abritant
l’installation cryogénique ne soient accessibles que pour des contrôles visuels, au
cours desquels les précautions suivantes doivent être prises:
• appliquer la règle de sécurité: "Ne jamais travailler seul" (Code de sécurité A6);
• ne jamais s’attarder (pour discuter, par exemple) à proximité de soupapes de
sécurité;
• en cas de décharge d’hélium dans le tunnel, se tenir près du sol (la teneur en
oxygène est plus élevée au niveau du sol), éviter de respirer dans le nuage (bien
visible immédiatement après un dégagement) que ce soit par la bouche ou par le
nez et quitter rapidement les lieux. Une fois dehors, activer l’alarme d’évacuation
et appeler les pompiers du CERN en composant le n° 112 sur un téléphone ou en
utilisant un téléphone rouge d’urgence.
Le personnel habilité peut être autorisé à intervenir, sous réserve que le liquide
contenu dans le volume de stockage ait été complètement remplacé par du gaz,
auquel cas le panneau lumineux doit être éteint.
ANNEXE
PREMIERS SECOURS
En cas d'accident, toute personne présente sur les lieux doit immédiatement alerter le
service Secours et feu du CERN. Par ailleurs, avant l’intervention des spécialistes, des
mesures immédiates s’imposent dans les cas suivants:
• Les “brûlures par le froid” seront traitées de la même manière que les brûlures
normales. Enlever tout vêtement susceptible d’entraver la circulation du sang
jusqu’à la zone gelée. Placer la partie du corps qui a été exposée au froid extrême
sous un courant d’eau tiède pendant 10-15 minutes. Indiquer clairement la cause
de la brûlure (thermique, non chimique) au médecin ou au personnel infirmier.
• En cas d’asphyxie par insuffisance d’oxygène, la victime doit être évacuée du lieu
où l’oxygène fait défaut. Des précautions seront prises avant d'essayer de porter
secours, comme par exemple le port d'apppareil respiratoire. Le cas échéant, les
gestes de premiers secours et de réanimation doivent être exécutés
immédiatement, pour autant que la trachée soit dégagée et que le coeur batte. De
l’oxygène sera administré par les secouristes, de préférence à l’aide d’un appareil
respiratoire, jusqu’à ce que des soins puissent être prodigués par le personnel
médical.
• Les éclaboussures dans l’oeil doivent être traitées par un lavage ininterrompu de
l’oeil à l’eau tiède pendant 10 à 15 minutes; un traitement médical doit suivre
immédiatement.
INDEX
Thème
accès (cartes, autorisat., permis)
accident
acier austénitique
alarme
alarme d’évacuation
appareil respiratoire
argon
asphyxie
audience de sécurité
avertisseur insuffisance oxygène
azote
ballon (de stockage)
barrière de protection
blocs de glace
boîtier de ventilation
brûlure par le froid
brûlures cryogéniques
capacité de liquide
capteur thermique
chaleur latente
chariot élévateur à fourche
chariots
cheminement du gaz
choc mécanique
clapet
codes de sécurité du CERN
collecteur
compresseurs lubrifiés à l’huile
condensation
conduite d’évacuation
conduite de décharge
consignes d’utilisation
contrainte thermique
contre-pression
cours de sécurité cryogénie
débitmètre
densité
déversement d’oxygène
dewars
dioxyde de carbone
disque de rupture
ductilité du matériau
éclaboussures
élasticité
enthalpie
état défectueux
éthane
éthylène
évaluation des risques
fluide cryogénique
formation professionnelle
formation de brouillard
fragilisation
fuites
gants
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Thème
gazomètre
gelure
hélium
humidité
hydrogène
hypothermie
inspection de sécurité
inspection dispositifs de décharge
installation cryogénique
insuffisance d’oxygène
krypton
lignes d’échappement
lunettes
mains courantes
manomètre
manuel de sécurité
matériaux combustibles
mélange explosif
méthane
mise en service
néon
nivellomètre
nuage d’hélium
oscillations
oxygène
panneau lumineux
panneaux
panneaux de signalisation
personnel de la cryogénie
plan divisionnaire de sécurité
plaque de rupture
points de repère (sécurité)
pompe cryogénique
pompiers
premiers secours
propriétés physiques des fluides
protection contre la surpression
purge
raccords de tubes
réanimation
règles du travail
remplissage des dewars
remplissage excessif
réservoirs d’hélium
risque d’explosion
risques cryogéniques
soupapes de sécurité
téléphone d’urgence
teneur en oxygène
vanne de décharge
vapeur cryogénique
ventilateur à air chaud
ventilation
ventilation forcée
ventilation naturelle
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