Mélange de produits chimiques incompatibles

Mélange de produits chimiques incompatibles : Quels sont les dangers ? Repérer les réactions les plus dangereuses.

Les réactions chimiques dangereuses

Un phénomène à l’origine de graves accidents professionnels et industriels

Un grand nombre de substances chimiques peuvent réagir ensemble selon des mécanismes dangereux et produire des substances toxiques, écotoxiques, explosives, etc.

L’explosion de propane dans la raffinerie de Feyzin en 1966, l’émission de dioxine à Seveso en 1976, l’explosion de composés nitrés à AZF en 2001…Toutes ces catastrophes industrielles ont pour origine des réactions chimiques dangereuses. Les conditions de stockage de produits chimiques sont souvent mises en cause.

Ces incendies et explosions ont provoqué des dégâts humains et matériels importants, sans oublier une forte contamination de l’environnement (faune, flore).

Que se passe t’il en cas de contact entre 2 substances incompatibles ?

La vitesse de réaction est très rapide et la réaction chimique est quasiment instantanée. L’énergie d’activation de cette réaction est très basse. Une légère élévation de température, l’exposition à la lumière (rayons UV) peut provoquer le démarrage de la réaction. La température de l’air ambiant peut suffire. Exemples :

• L’explosion à AZF est dû à un contact accidentel entre le nitrate d’ammonium et le DCCNa (Dichloro-isocyanurate de sodium). La réaction chimique a entraîné l’explosion du stock de nitrate d’ammonium.
• Le nettoyage de sanitaires avec un détartrant acide (acide chlorhydrique) suivi de désinfection à l’eau de javel (hypochlorite de sodium). Le mélange de ces deux substances produit aussitôt un nuage d’oxydes de chlore suffocant et toxique.

La réaction est exothermique (fort dégagement de chaleur) qui accélère encore plus la réaction. Cette réaction chimique est incontrôlable.

Réactions chimiques dangereuses : quels sont les risques ?

Le mélange de 2 substances incompatibles peut générer beaucoup de chaleur et des émissions de gaz. Certaines substances vont se décomposer spontanément selon des processus parfois incontrôlables (emballement thermique).

Les principaux dangers sont :

• Des risques d’incendie
• Des risques d’explosion
• Des risques d’intoxication : les émissions de gaz et fines particules sont particulièrement dangereuses car ces derniers peuvent se répandre sur un large périmètre.
• Des projections de produits et de matériaux sur le personnel

Les causes de ces accidents

Le mélange de produits incompatibles se produit le plus souvent dans les circonstances suivantes :

Des activités de synthèse (industries chimiques et para-chimiques) :

Les synthèses habituellement se font dans des conditions maîtrisées. Cependant, le processus devient incontrôlable suite à un dysfonctionnement d’une installation ou d’un équipement de contrôle : système de chauffe, système de refroissement, vitesse d’addition inadaptée, système de surveillance de la pression, viscosité, pH, etc.

Erreurs ou négligences lors du stockage, du transport, des manipulations de produits

Erreur de dépotage et chargement d’une matière dans une cuve, stockage à proximité d’une matière incompatible (ex. : inflammables stockés à côté de comburants), transfert de produits dans des récipients mal nettoyés, récipients et canalisations non identifiées, manque de formation du personnel, etc.

Transfert de l’échelle du laboratoire à l’échelle industrielle

A l’échelle du laboratoire, une faible élévation de température peut prendre des proportions dangereuses lorsque la même réaction est menée à grande échelle, avec plusieurs tonnes de produits. Les paramètres physico-chimiques doivent être étudiés dès la phase de recherche en laboratoire, puis à l’échelle pilote, en fabrication semi-grand et grand. Dans ces conditions, il est indispensable de calculer des marges de sécurité.

Liste des principales incompatibilités

Le mélange de ces familles de produits peut provoquer des explosions et des émissions de gaz toxiques. Ces mélanges doivent être exécutés dans des conditions de sécurité renforcées, par du personnel formé et expérimenté. 

• Acide fort / base forte, cyanures, sulfures, fuorures, bromures, eau (si l’eau est ajoutée dans l’acide)
• Acide faibles ou dilués / cyanures, sulfures, hypochlorites, hyposulfites, sulfite
• Base forte / eau (si l’eau est ajoutée à la base), sel d’ammonium, amines
• Soude ou potasse / sels d’ammonium
• Métaux alcalins et alcalino-terreux / eau
• Composés organométalliques / eau, oxygène
• Acétylène / chlore, fluor, cuivre, argent, sodium, mercure
• Acide nitrique /aniline, hydrocarbures, cuivre, argent, plomb
• Peracides / substances réductrices
• Persels, peroxydes / substances réductrices
• Acides oxygénés / substances réductrices
• Ammoniac / mercure, chlore, iode
• Eau oxygénée concentrée / métaux réducteurs et leurs sels, corps organiques
• Métaux alcalins (sodium, potassium) / eau, chlore et hydrocarbures chlorés
• Réaction d’oxydoréduction (entre un oxydant et un réducteur)
• Réaction de nitration par mélanges sulfonitriques
• Réaction de chloration et de fluoration par les halogènes
• Réaction d’hydrolyse de substances très avides d’eau (isocyanates)
• Réaction de l’eau avec les métaux alcalins
• Réactions de polymérisation
• Réaction avec les organométalliques (organomagnésiens)
• Réaction de l’acide nitrique avec les métaux (cuivre, argent, plomb)
• Combustion, décomposition thermique des produits et matériaux organiques

Attention : Cette liste n’est pas exhaustive. Elle reprend les réactions les plus connues. Avant d’effectuer un mélange, la recherche bibliographique et la vérification des paramètres de sécurité restent indispensables. 

Sources bibliographiques

• Traité du risque chimique, Nichan Margossian – Editions Lavoisier, TEC & DOC, Sciences du Risque et du Danger, 2010
• Réactions chimiques dangereuses, ED 697 – INRS

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