Guide du sulfure d’hydrogène
Informez-vous dans le guide du sulfure d’hydrogène sur le gaz sulfure d’hydrogène, ses propriétés chimiques et physiques, sa présence ou ses différents domaines d’application. En raison de la grande dangerosité de ce gaz, tout à fait comparable à celle de l’acide cyanhydrique, le guide du sulfure d’hydrogène est consacré en détail aux risques, aux mesures de premiers secours ainsi qu’au comportement correct à adopter dans les zones dangereuses.
- Propriétés du sulfure d'hydrogène
- Toxicité du sulfure d'hydrogène
- Le sulfure d'hydrogène dans l'organisme
- Formation naturelle de sulfure d'hydrogène
- Utilisation du sulfure d'hydrogène
- Dangers pour la santé liés au sulfure d'hydrogène
- Symptômes typiques d'une intoxication au sulfure d'hydrogène
- Mesures de premiers secours en cas de contact
- Manipulation sûre du sulfure d'hydrogène
- Conditions de stockage
- Méthodes de détection du sulfure d'hydrogène
Propriétés du sulfure d’hydrogène
Le sulfure d’hydrogène est un gaz hautement toxique pour l’homme et l’animal, avec une odeur nauséabonde typique des composés soufrés, qui rappelle celle de l’œuf pourri et qui est perceptible même à de très faibles concentrations. Il ne faut toutefois pas vraiment se fier au nez humain. En effet, le sulfure d’hydrogène entraîne rapidement une cécité olfactive et n’est plus perceptible au moment où il devient vraiment dangereux. Le sulfure d’hydrogène est également connu sous les noms de sulfure d’hydrogène, sulfure de dihydrogène, sulfure d’hydrogène, acide sulfhydrique, acide hydrothionique, sulfure d’hydrogène, sulfane, monosulfane.
Les molécules de ce gaz, dont la formule brute est H2S et la structure moléculaire H-S-H (angle de liaison 92,25°), sont composées de deux atomes d’hydrogène et d’un atome de soufre. Il est incolore, combustible, facilement inflammable et corrosif. La température d’inflammation du sulfure d’hydrogène est de 270° C. À 100,1° C, le gaz atteint la température critique et la pression critique à 89,37 bars. La limite inférieure d’explosivité est de 3,9 % en volume. La VAG (recommandation de l’UE) est de 5 ppm (valeur à court terme : 10 ppm).
La solubilité dans l’eau est modérée avec 0,539 g à 10° C et 0,398 g à 20° C, mais elle augmente fortement avec l’augmentation du pH à partir de 9. La solution aqueuse obtenue par dissolution dans l’eau est un diacide faible avec un pKs de 7,05.
Avec une masse molaire de 34,08 g/mol, le sulfure d’hydrogène présente une densité légèrement supérieure à celle de l’air. De ce fait, le gaz s’accumule dans les zones profondes des pièces mal ventilées.
Le sulfure d’hydrogène en solution aqueuse réagit avec différents sels de métaux lourds. Ainsi, il réagit avec les ions plomb (II) pour former du sulfure de plomb noir et avec les ions fer (II) pour former du sulfure de fer noir. Dans tous les cas, il s’agit de sulfures insolubles. En raison de cette propriété réactive, la détection simple au moyen de papier d’acétate de plomb est possible dès que les composés sulfurés ou les produits contenant des composés sulfurés sont chauffés.
De plus, le sulfure d’hydrogène réagit avec de nombreux produits chimiques. En cas de contact, les conséquences peuvent être une réaction généralement dangereuse ou une explosion.
Toxicité du sulfure d’hydrogène
Ce gaz dangereux a plusieurs effets toxiques sur l’organisme.
En cas de contact avec les muqueuses et les liquides tissulaires, il se forme des sulfures d’hydrogène aux effets très irritants. L’un des premiers symptômes est donc l’irritation des yeux. En fonction de la gravité de l’intoxication, des expositions plus importantes entraînent également une rétention d’eau, comme par exemple un œdème pulmonaire.
Le sulfure d’hydrogène a toutefois un effet destructeur supplémentaire, car il se lie à l’hémoglobine active dans le sang peu de temps après l’absorption du gaz par les voies respiratoires. Comme l’hémoglobine est nécessaire au transport de l’oxygène dans les cellules, il en résulte un approvisionnement insuffisant des cellules en oxygène, ce qui nuit à la santé.
Le sulfure d’hydrogène dans l’organisme
Le sulfure d’hydrogène est présent dans de nombreux endroits de la nature. L’organisme humain en fait partie, dans lequel ce gaz remplit des fonctions importantes malgré sa grande toxicité pour l’homme et l’animal.
Outre le monoxyde d’azote, un messager qui induit la relaxation des muscles vasculaires, le sulfure d’hydrogène est un autre gazotransmetteur qui a été mis en évidence chez les mammifères et dans l’organisme humain. Ce gaz est produit par l’enzyme cystathionine gamma lyase (CSE) en tant que substance régulatrice de la pression sanguine, en contribuant à la vasodilatation. Cet effet a été démontré dans le cadre d’études animales en élevant des souris dépourvues du gène CSE fonctionnel. Lors des mesures de la teneur en sulfure d’hydrogène dans le système vasculaire ainsi que dans les tissus, il a été remarqué que les animaux porteurs du gène défectueux présentaient une teneur en sulfure d’hydrogène nettement plus faible. Parallèlement, la pression artérielle de ces animaux était jusqu’à 20 % plus élevée.
Le sulfure d’hydrogène se trouve toutefois aussi dans d’autres organes. On le trouve ainsi dans les corps caverneux du pénis et dans les muscles lisses de l’artère pénienne. Ici, il sert de messager qui déclenche la vasodilatation. L’intestin est un autre organe dans lequel ce gaz se forme régulièrement suite aux processus de digestion. Enfin et surtout, le sulfure d’hydrogène est responsable, avec d’autres composés organiques volatils contenant du soufre, de la mauvaise haleine.
Formation naturelle de sulfure d’hydrogène
Le sulfure d’hydrogène est très présent dans la nature. Il se forme lors de tous les processus de putréfaction et de décomposition de la biomasse. Le gaz se forme lors de la décomposition des cadavres d’animaux, de la décomposition des feuilles mortes ou de la formation de boues putrides au fond des eaux stagnantes. Les autres gisements naturels sont le gaz volcanique, le gaz naturel et le pétrole.
Dans de nombreuses sources, on trouve également du sulfure d’hydrogène sous forme dissoute et en faibles concentrations. Ces sources présentent une odeur typiquement désagréable, mais ne sont pas toujours dangereuses pour la santé. C’est parfois le contraire qui se produit, lorsque le gaz dissous dans l’eau de source a un effet curatif sur les maladies de peau. Cette connaissance des sources curatives n’est pas nouvelle. Les hommes utilisent les sources thermales depuis plusieurs siècles déjà.
En raison de ses propriétés corrosives, le sulfure d’hydrogène cause des dommages considérables aux structures en béton ainsi qu’à d’autres composants techniques, surtout dans les zones où la biomasse est dégradée en grande quantité et où des quantités correspondantes de gaz sont produites. Cela concerne par exemple les installations de biogaz, les conduites d’eaux usées à haute pression, les décharges ou les fosses à lisier.
Utilisation du sulfure d’hydrogène
Dans l’industrie pétrochimique, la désulfuration du pétrole et du gaz naturel produit de grandes quantités d’hydrogène sulfuré. Celles-ci sont ensuite transformées dans la grande industrie. Ainsi, le sulfure d’hydrogène est une matière première importante pour la production de soufre. Le soufre ainsi obtenu est ensuite en grande partie transformé en acide sulfurique. L’acide sulfurique est indispensable dans de nombreux procédés de l’industrie chimique.
Dans l’industrie, le sulfure d’hydrogène est la matière première des composés utilisés pour le raffinage des lubrifiants ainsi que pour la production de pesticides ou de médicaments. Dans la fabrication de composants électroniques et dans l’industrie photovoltaïque, le sulfure d’hydrogène est utilisé comme gaz de contrôle ou d’étalonnage.
Afin de débarrasser les biogaz et les gaz de fermentation produits dans les installations de biogaz et de gaz de fermentation ainsi que dans les canalisations d’eaux usées du sulfure d’hydrogène, le gaz est lié à du chlorure ferreux pour former du sulfure de fer insoluble, et est ainsi précipité.
Dangers pour la santé liés au sulfure d’hydrogène
Le sulfure d’hydrogène est très toxique pour l’homme et peut être comparé à la toxicité de l’acide cyanhydrique. À des concentrations élevées, ce gaz entraîne la mort en peu de temps. En raison de la dangerosité du sulfure d’hydrogène, il est très important d’être conscient des endroits où ce gaz dangereux se forme. Ces zones dangereuses peuvent être la fosse à lisier, mais aussi le conteneur de fret contenant des animaux morts.
L’absorption de sulfure d’hydrogène se fait principalement par voie respiratoire. Le risque d’absorption par voie orale n’existe que lors de travaux avec une solution aqueuse saturée de sulfure d’hydrogène. En fonction de la concentration du gaz dans l’air respiré, les premiers symptômes apparaissent en peu de temps.
En cas de faibles concentrations, l’irritation des yeux est l’un des premiers symptômes. Si l’exposition se prolonge ou si la concentration de gaz augmente, des symptômes graves, voire la mort, apparaissent en peu de temps.
Symptômes typiques d’une intoxication au sulfure d’hydrogène
- en dessous de 250 ppm : irritation des yeux, étourdissement, vertiges, nausées
- à partir de 250 ppm : anesthésie des récepteurs olfactifs
- à partir de 500 ppm : nausées, vertiges, crampes, perte de connaissance
- à partir de 1000 ppm : perte de conscience après quelques respirations, paralysie respiratoire, défaillance cardiaque
- à partir de 5000 ppm : mort après quelques secondes
Si une personne est exposée à une concentration de gaz de 500 ppm, des lésions mortelles se produisent. Quelques minutes à une teneur de 1000 ppm entraînent la mort sans mesures de secours. La perte de conscience survient déjà après quelques respirations.
Pour rendre la notion de toxicité du gaz plus concrète, 1000 ppm correspondent à 0,1 % de gaz dans l’air ambiant ou immédiat.
En raison de son odeur intense et très désagréable, la présence de sulfure d’hydrogène dans l’air ambiant peut être détectée même à de faibles concentrations, ce qui permet à l’homme de prendre des mesures appropriées, à condition de réagir immédiatement. Cette réaction immédiate peut sauver la vie ! En effet, grâce à l’effet anesthésiant du gaz sur les récepteurs olfactifs, l’odeur n’est plus perçue après un court laps de temps. Ceci est particulièrement fatal lorsque la concentration du gaz dans l’air ambiant augmente rapidement en raison d’une fuite d’un réservoir ou d’une conduite d’écoulement.
Mesures de premiers secours en cas de contact
En cas d’urgence, il convient de prendre immédiatement les mesures de premiers secours et d’appeler les secours afin d’obtenir une assistance médicale dans les plus brefs délais. Veillez à vous protéger dans toutes les mesures prises et à mettre la protection respiratoire mise à disposition pour de telles situations avant de pénétrer dans la zone dangereuse.
- Transportez le blessé le plus rapidement possible hors de la zone de danger, à l’air frais.
- Installez la personne blessée au calme et protégez-la contre l’hypothermie.
- Si disponible, donnez de l’oxygène pur.
- Si la personne blessée présente des difficultés respiratoires, veillez à ce qu’elle soit en position semi-assise.
- Si le blessé est inconscient mais respire encore de manière autonome, placez-le en position latérale de sécurité et maintenez les voies respiratoires dégagées.
- Si la respiration s’arrête, utilisez la ventilation assistée.
- En cas d’arrêt circulatoire (pas de pouls, pas de respiration), commencez les mesures de réanimation sous forme de compressions thoraciques et de respiration artificielle.
- Utilisez un défibrillateur disponible pour les mesures de réanimation, s’il y en a un.
Dès que le médecin est arrivé, il reçoit toutes les informations pertinentes sur la cause de l’accident ainsi que les valeurs mesurées de la concentration de gaz et la durée d’exposition de la personne blessée. Sur la base de ces informations, le médecin urgentiste peut immédiatement prendre les mesures qui s’imposent.
Manipulation sûre du sulfure d’hydrogène
La manipulation du sulfure d’hydrogène doit se faire avec les plus grandes précautions et n’est autorisée qu’aux personnes dûment instruites. Des mesures régulières déclenchent une alarme en cas de contamination de l’air ambiant par ce gaz.
L’équipement de protection individuelle revêt une grande importance.
- Combinaison de protection chimique d’urgence
- Vêtements de protection ignifuges et antistatiques
- Chaussures de sécurité
- Gants de sécurité en caoutchouc nitrile ou en latex nitrile
- Lunettes de protection avec protections latérales
En cas d’urgence, vous devriez toujours avoir sur vous un appareil de protection respiratoire avec filtre à gaz B, de couleur grise. Vous contribuerez ainsi à votre propre sécurité en cas d’urgence et pourrez vous éloigner de la zone dangereuse.
En cas d’urgence, n’oubliez pas que le sulfure d’hydrogène est plus lourd que l’air et qu’il peut s’accumuler au niveau du sol, surtout dans les pièces mal aérées. Ne pénétrez donc pas dans des cavités telles que des fosses ou des caves dans lesquelles le gaz peut s’accumuler sans vérifier au préalable la concentration de gaz. Portez toujours une protection respiratoire en cas de présence de sulfure d’hydrogène.
Conditions de stockage
Comme il s’agit d’une substance dangereuse, c’est-à-dire d’un gaz potentiellement nocif pour l’homme et l’environnement, il convient d’apporter le plus grand soin au stockage des conteneurs contenant du sulfure d’hydrogène.
En raison de son inflammabilité élevée, le stockage ne devrait avoir lieu que dans des locaux bien ventilés, équipés d’une protection EX, adaptés au fonctionnement dans une atmosphère explosive potentiellement dangereuse. Les gaz oxydants et autres substances favorisant les incendies ne doivent en aucun cas être stockés avec les récipients de sulfure d’hydrogène. Par mesure de sécurité contre les accidents graves, il est recommandé d’utiliser des détecteurs de gaz avec déclenchement d’alarme, même dans le local de stockage. Au minimum, les collaborateurs autorisés à accéder à la zone devraient être équipés d’un détecteur de gaz mobile avec lequel ils effectuent une mesure avant de pénétrer dans la zone.
Les bouteilles stockées doivent être équipées d’un capuchon ou d’un panier de protection des soupapes et être contrôlées à intervalles réguliers pour vérifier l’absence de fuites au niveau de la robinetterie et de corrosion. Comme pour tous les récipients sous pression, la température ambiante doit rester inférieure à 50° C et il faut absolument éviter l’exposition directe des produits au soleil.
Si le gaz se trouve dans un système fermé, la manipulation ne se fait que dans des conditions strictement contrôlées. Dans l’idéal, il s’agit d’une installation techniquement étanche en permanence avec des conduites soudées. Les soupapes de sécurité sont prescrites par la loi. Tout comme les réservoirs sous pression, les systèmes fermés doivent être régulièrement contrôlés au niveau de leur étanchéité.
Comme il s’agit d’un local de stockage de gaz toxiques, une installation permettant d’évacuer sans danger les gaz qui se sont échappés est obligatoire. Il convient de noter que l’installation d’évacuation peut être mise en marche à distance depuis une zone non dangereuse, à moins qu’elle ne soit commandée automatiquement par le détecteur de gaz.
Méthodes de détection du sulfure d’hydrogène
Le sulfure d’hydrogène engourdit les récepteurs olfactifs en peu de temps. C’est pourquoi l’homme ne perçoit plus le danger après peu de temps déjà. Cela se produit très rapidement en cas de concentrations élevées, mais aussi en cas d’exposition initialement faible, qui augmente continuellement. Le risque est donc élevé que la situation soit mal évaluée. En raison du grand danger que représente le sulfure d’hydrogène, il est indispensable de procéder à des mesures à l’aide d’appareils de mesure spécialement conçus à cet effet dans tous les domaines où une contamination est possible. La détection du sulfure d’hydrogène s’effectue au mieux avec des appareils équipés de capteurs électrochimiques.
Compur Monitors propose dans sa gamme des appareils de mesure performants pour la détection du sulfure d’hydrogène sous forme de solutions fixes pour la mesure en continu. Les appareils de mesure mobiles permettent aux employés d’effectuer une mesure libre juste avant de pénétrer dans une zone à risque. En tant qu’expert dans le développement d’appareils de détection de gaz, Compur Monitors compte depuis de nombreuses années parmi les principaux fabricants de ces appareils indispensables dans de nombreux domaines.
Dr. Josef von Stackelberg
Directeur général COMPUR MONITORS GmbH & Co. KG
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