Monoxyde de carbone et dioxyde de carbone : livrons-nous à une comparaison

Monoxyde de carbone et dioxyde de carbone : livrons-nous à une comparaison

Industrial Scientific | vendredi 26 juin 2020

Quelle est la différence entre monoxyde de carbone et dioxyde de carbone ? Vous confondez les deux ? Rassurez-vous, vous n'êtes pas le seul. Vous savez probablement que ce sont deux gaz différents, mais ignorez lequel est bon et lequel est mauvais ? Cette distinction elle-même est-elle correcte ? Avant d'étudier l'impact du monoxyde de carbone (CO) et du dioxyde de carbone (CO2) sur l'homme et son environnement, et les moyens de détecter ces gaz, voyons rapidement d'où ils viennent. 

Ces gaz sont tous les deux composés de carbone et d'oxygène, ce qui explique la similarité de leurs noms. Ils sont toutefois le produit de deux réactions chimiques différentes.

D'où vient le dioxyde de carbone ?

Certains
processus de fermentation comme la vinification produisent du dioxyde de carbone.

Le dioxyde de carbone est le résultat d'une combustion complète. La combustion complète est une réaction chimique lors de laquelle un hydrocarbure réagit avec l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Une combustion complète implique souvent, mais pas toujours, une flamme. Une bougie qui brûle est un exemple de combustion complète : la cire est un hydrocarbure qui réagit avec l'oxygène dans l'air et la chaleur de la mèche allumée. Le dioxyde de carbone est libéré dans l'air sous la forme d'un gaz incolore et inodore.

La plupart du dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère vient de sources naturelles, telles que les océans, la respiration des animaux (êtres humains compris) et des plantes, la décomposition de matière organique, les feux de forêt et les émissions liées aux éruptions volcaniques.[1]

Une partie du dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère est d'origine anthropique (résulte de l'activité humaine), et provient notamment de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole.[2] La combustion de ces substances libère de l'énergie, qui est ensuite transformée en chaleur ou en électricité. Elle représente 87 % du dioxyde de carbone produit par l'être humain. Les 13 % restants viennent de la déforestation, des changements d'utilisation des sols et de procédés industriels comme la fabrication du ciment.[3] Une fois libéré, le dioxyde de carbone, gaz essentiellement non réactif, se diffuse rapidement dans l'atmosphère.

Le dioxyde de carbone est également généré par certains procédés industriels. Les usines qui produisent de l'hydrogène ou de l'ammoniac à partir du gaz naturel ou du charbon, ou les installations de fermentation à grande échelle sont parmi les plus gros producteurs commerciaux de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone a de nombreuses applications dans l'industrie agroalimentaire et sert notamment à la fabrication de boissons gazeuses. Sous forme solide, le dioxyde de carbone est appelé « neige carbonique » et est couramment utilisé pour le transport d'aliments frais ou congelés et de produits médicaux ou pharmaceutiques.

D'où vient le monoxyde de carbone ?

Le monoxyde de carbone, quant à lui, est le résultat d'une combustion incomplète. Une combustion est incomplète lorsque la quantité d'air est limitée et que seulement la moitié d'oxygène s'ajoute au carbone, formant du monoxyde de carbone (CO = un atome d'oxygène, CO2 = deux atomes d'oxygène).

Contrairement au dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone n'est pas naturellement présent dans l'atmosphère. Il est le résultat de la combustion incomplète du charbon, du gaz naturel et du pétrole. Des niveaux bas d'oxygène et des températures basses génèrent du CO dans le mélange gazeux combustible.

Dans les habitations et bureaux, tout appareil alimenté par du combustible, tel que four à gaz, cuisinière à gaz, chaudière à gaz, chauffe-eau, cheminée ou automobile, peut produire des niveaux dangereux de monoxyde de carbone. Incolore et inodore, il ne peut être détecté sans un équipement spécial.

Sur les sites industriels, les moteurs à combustion interne sont la principale source d'exposition au monoxyde de carbone au travail. Les fours et chaudières peuvent produire de grandes quantités de CO, en particulier s'ils ne sont pas correctement entretenus. Les conducteurs de camions et de chariots élévateurs, ainsi que toutes les personnes qui travaillent à proximité de ce type d'engins ont plus de risque d'être exposés au monoxyde de carbone. Les équipes travaillant aux abords ou à l'intérieur d'espaces confinés tels que les regards, les garages, les tunnels, les quais de chargement, les entrepôts, les ateliers de réparation automobile et les véhicules utilisés pour réaliser les opérations d'épissure sont également exposées.

Si l'on considère généralement le monoxyde de carbone comme un sous-produit indésirable, il est utilisé sous forme conditionnée dans différentes industries, notamment pour la fabrication de certains métaux et produits chimiques, pour la réduction des minerais dans la fabrication des métaux carbonyles, dans l'industrie pharmaceutique et dans le secteur de l'électronique et des semi-conducteurs.

Risques du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone pour la santé

DÉTECTEURS DE MONOXYDE DE CARBONE

Pompier muni d'un détecteur de CO

Parler à un spécialiste

Si les cas d'intoxication au dioxyde de carbone sont rares, une forte concentration de ce gaz dans un espace confiné peut être toxique. Un excès de dioxyde de carbone dans l'air réduit l'espace disponible pour l'oxygène et crée un risque d'asphyxie. Les symptômes d'une intoxication légère au dioxyde de carbone sont des maux de tête et des vertiges à une concentration inférieure à 30 000 ppm. À partir de 80 000 ppm, l'exposition au CO2 peut être mortelle.  À titre de référence, l'organisme responsable de la santé et de la sécurité au travail aux États-Unis, l'OSHA – Occupational Safety and Health Administration – a défini la limite d'exposition admissible (LEA) du CO2 à 5 000 ppm sur une période de 8 heures et à 30 000 ppm sur une période de 10 minutes.

Le monoxyde de carbone est un gaz beaucoup plus dangereux. Surnommé le « tueur silencieux », le monoxyde de carbone est incolore, inodore, insipide et non irritant, ce qui rend les premiers signes d'intoxication difficiles à déceler. Les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies aux États-Unis estiment que, chaque année aux États-Unis, plus de 50 000 personnes sont hospitalisées pour une intoxication au monoxyde de carbone et que plus de 430 meurent intoxiquées.[4] Le monoxyde de carbone est très dangereux car il se fixe sur les globules rouges et les empêche de véhiculer correctement l'oxygène dans l'organisme. La limite d'exposition admissible (LEA) du monoxyde de carbone fixée par l'OSHA est actuellement de 50 ppm en moyenne sur une période de huit heures, soit bien moins que la LEA du dioxyde de carbone. À partir de 1 500 ppm, l'exposition au CO présente un danger immédiat pour la vie ou la santé.

Utiliser des détecteurs de gaz pour mesurer le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone

Pour ce qui est du choix d'un détecteur de gaz pour votre site de travail, sachez qu'un détecteur monogaz de monoxyde de carbone ne permet pas de mesurer la concentration en dioxyde de carbone, et inversement. Les cellules sont propres à chacun des deux gaz. La bonne nouvelle est que vous disposez de plusieurs options pour surveiller le monoxyde de carbone et/ou le dioxyde de carbone, y compris des détecteurs monogaz, multi-gaz, portatifs et de zone. Pour choisir la bonne solution, l'essentiel est de bien comprendre l'environnement et les propriétés du ou des gaz que vous voulez détecter.

 

[1] https://www.netl.doe.gov/research/coal/carbon-storage/carbon-storage-faqs/what-are-the-primary-sources-of-co2

[2] https://whatsyourimpact.org/greenhouse-gases/carbon-dioxide-emissions

[3] https://whatsyourimpact.org/greenhouse-gases/carbon-dioxide-emissions

[4] https://www.cdc.gov/features/copoisoning/index.html