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Hydrazine: à quoi s'attendre avec les évolutions de la norme ?
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Hydrazine: à quoi s'attendre avec les évolutions de la norme ?

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Réactif en synthèse, l’hydrazine fut le premier propergol d’avion à réaction et doit sa gloire à l’aventure spatiale mais c’est une substance très toxique !

C’est pourquoi l’Union Européenne a abaissé ce seuil de 0,1 à 0,01 ppm suivant la Directive européenne 2017/2398. Ce changement - appliqué depuis le 17 janvier 2020 - a été récemment repris dans le Décret n° 2020-1546 du 9 décembre 2020. Ce décret fixe de nouvelles valeurs limites d’exposition professionnelle pour certains agents chimiques.

Nous remercions ArianeGroup pour l’utilisation des photos de lancement de la fusée Ariane.

Contenu

Qu’est-ce que l’hydrazine ?

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Schéma de la molécule d'hydrazine
Schéma de la molécule d'hydrazine

L’hydrazine de nom officiel diazane, est un composé chimique liquide incolore de formule chimique N₂H₄. Il a une odeur âcre formée d’hydrogène et d’azote, rappelant celle de l’ammoniac.

Substance hautement toxique, inflammable et explosive, l'hydrazine est une substance au fort pouvoir énergétique. Instable dès 50°C (explosion), l'hydrazine s’oxyde spontanément à l’air à température ambiante (explosion). Sous l’action de la lumière du soleil, l’hydrazine se décompose en diazote et en dihydrogène.
Les concentrations de vapeurs dans l'air supérieures à 4% sont explosives (38% pour la concentration dans l'azote). Les vapeurs d'hydrazine peuvent exploser au contact de flammes ou d'étincelles.

Les effets sur l'Homme sont des inflammations et des brûlures lors d'un contact avec les yeux et l'épiderme, voire la cécité. L'ingestion, même de courte durée, est susceptible d'attaquer le système nerveux et provoquer la mort, tandis que des contacts répétés peuvent occasionner des lésions au foie et aux reins.

Pour en savoir plus sur l’hydrazine, veuillez consulter notre guide de gaz : Cliquez ici

Les utilisations de l'hydrazine

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Les utilisations de l'hydrazine
Les utilisations de l'hydrazine

Malgré ces effets hautement nocifs pour l'homme, l'hydrazine est utilisé dans de nombreux procédés : on en produit 260 000 tonnes/an !

La plus grande part de cette production est utilisée comme agent moussant pour la production de polymères expansés. Le reste de cette production se répartit dans différents secteurs comme la chimie organique pour la synthèse de médicaments ou la chimie inorganique pour la production de l'agent explosif de gonflage des «airbags» (coussins gonflables de sécurité) : l'azodure de sodium.

En outre, une technique utilisant des dépôts d'hydrazine sur les semi-conducteurs a été récemment expérimentée, avec une possible application à la fabrication des thin-film transistors utilisés pour les écrans à cristaux liquides.

L’hydrazine en solution à 70 % avec 30 % d'eau est utilisée pour alimenter l'EPU (unité d'alimentation d'urgence), sur les avions de chasse F-16 (General Dynamics F-16 Falcon).

En usage militaire, un dérivé de l'hydrazine, la diméthylhydrazine asymétrique (UDMH), combiné avec du nitrate d'ammonium est l'ingrédient de base de l’astrolite (en), un explosif extrêmement puissant inventé dans les années 1960.

Cependant, c’est comme carburant des moteurs de fusée qu’il est le plus connu : il est utilisé dans les propulseurs de faible poussée, tels ceux servant aux contrôles d’attitude des satellites et des fusées.

 " L’hydrazine fut d'abord utilisée comme carburant pour fusées lors de la Seconde Guerre mondiale pour les avions Messerschmitt Me 163 (le premier avion-fusée), sous le nom de B-Stoff (en fait, de l'hydrate d'hydrazine). Ce B-Stoff était mélangé à du méthanol (M-Stoff) pour donner du C-Stoff, lequel était utilisé comme carburant avec du T-Stoff, un concentré de peroxyde d'hydrogène, utilisé comme comburant au contact duquel il s'enflammait spontanément en une réaction très énergétique.

Aujourd'hui, l'hydrazine est utilisée généralement seule comme monergol dans les moteurs à faible poussée (mais grande précision) permettant le positionnement sur orbite des satellites et des sondes spatiales ; dans ce cas, la poussée est assurée par décomposition catalytique de l'hydrazine et non par combustion.

Cette décomposition se déclenche en quelque millisecondes et permet de doser la poussée de façon très précise. Ces réactions sont très exothermiques (le catalyseur de la chambre peut atteindre 800 °C en quelques millisecondes), et produisent un gros volume de gaz chauds à partir d’un faible volume d’hydrazine liquide, ce qui en fait un bon propergol pour la propulsion spatiale. "

Source : Extrait de Wikipedia

L'Évolution de la norme sur la toxicité de l’hydrazine

Les technologies utilisées pour détecter les teneurs d’Hydrazine sont nombreuses :

  • Spectrométrie de masse
  • Chromatographie
  • Cellule Electrochimique
  • Colorimétrie…

Jusqu’à la fin de l’année 2019, la toxicité de l’Hydrazine a été arrêtée sur une base de VME = 0,1 ppm. Pour détecter ces faibles teneurs, les intervenants industriels utilisent des détecteurs de gaz fixe ou portable avec des cellules électrochimique. L’autre technique étant la détection colorimétrique en tube ou papier.

A partir du 17 janvier 2020, l’Union Européenne a abaissé ce seuil VME à 0,01 ppm, suivant la Directive européenne 2017/2398

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VLEP Hydrazine
Guide des gaz
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Guide des gaz
Guide des gaz

Avec ce guide, vous trouverez l'essentiel à savoir sur les gaz que vous rencontrez au quotidien : leurs identifications, leurs propriétés chimique et physique, les limites d'inflammabilité et les limites d'exposition professionnelle. Vous y trouverez également leurs descriptifs, les utilisations les plus courantes mais également les phrases de dangers et de prudences pour votre sécurité.

Afin de vous faire gagner du temps, nous vous proposons également une sélection d'équipements qui vous protègent ou alertent de la présence de ce gaz !

Pour le découvrir, c'est par ici : Guide des gaz

Les impacts de cette nouvelle directive en détection de gaz

Aujourd’hui, les industriels qui doivent surveiller la présence d’hydrazine en stockage ou en process se trouvent confrontés à une problématique où la détection électrochimique, peu coûteuse et très fiable, n’est plus envisageable. En effet, les seuils de précision ne sont plus en phase avec cette technologie et les technologies de spectrométrie ou de chromatographie reste très couteuses.

Pour répondre à cette contrainte réglementaire sans engager de gros investissements, la seule technologie envisageable est la colorimétrie papier*. Cependant, il subsiste une contrainte qui n’est pas des moindres car ces appareils ne sont pas certifiés ATEX (pour ces zones, il existe d'autres solutions techniques).

Cette veille technologique et normative impose aux industriels de préparer leur avenir avec des normes en constante évolution qui nous impose d’être vigilant quant aux solutions techniques à proposées.

*Principe de la colorimétrie : après prélèvement de l’effluent gazeux, par une pompe interne, l’échantillon traverse un ruban papier imbibé d’un réactif propre au gaz à détecter (gaz cible). Au contact du gaz avec le ruban papier une réaction chimique s’opère et une empreinte de couleur apparait sur le papier. Cette empreinte est ensuite réfléchie ou traversée par un rayon optique qui en fonction de l’intensité de la tâche va définir une concentration de gaz en ppm voire en ppb. Ce principe colorimétrique est très fiable car contrairement à l’électrochimie il n’y a que très peu d’interférence croisée entre les gaz.

 

Quels équipements ?

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Les équipements

Détection par colorimétrie : SPM Flex et Chemcassette

Détection gaz portable : X-AM 5100

Pour en savoir plus : Contactez-nous !