Précautions en physique

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Pour que les expériences de physique restent amusantes, il faut être conscient des dangers de certains appareillages : des dangers de différente nature existent, il faut savoir les maîtriser afin de réduire la probabilité que survienne une catastrophe, maîtriser les risques.

Les risques suivants sont présents dans un laboratoire de physique ou de chimie.

Sommaire

1 Risque mécanique

Mis à part le trébuchement sur un sac posé par terre, un doigt coincé dans une porte ou une coupure avec ces ciseaux (qui peut arriver n’importe où !), un risque mécanique particulier existe pour certains montages de chimie.

Lorsqu’une agitation mécanique est nécessaire, avec un moteur et un axe d’agitation, il faut prendre garde à ne pas approcher sa tête trop près de l’axe en rotation, surtout pour les personnes ayant les cheveux longs. Si jamais une mèche de cheveux vient à s’enrouler sur l’axe en rotation, il suffit d’une seconde pour que la personne soit scalpée ! (Sans compter le traumatisme crânien dû au choc et le traumatisme moral.) De même pour l’axe de rotation d’un évaporateur rotatif.

De la même manière, on évitera de porter des vêtements pouvant s’enrouler (franges de châles, écharpes, etc.). Les mêmes consignes sont données aux opérateurs de tours mécaniques et perceuses.

2 Risque électrique

Danger électrique
Le principal risque sur un appareillage électrique est celui du court-circuit, pouvant entrainer un échauffement, des étincelles, ou la combustion de ses composants.

Les courts-circuits peuvent être causés par les substances conductrices de l’électricité : l’eau et, part extension, les liquides conducteurs (solvants et/ou solutés ioniques), mais aussi les poussières conductrices (poussières de métaux, de graphite). On fera attention à ce que les appareils soient protégés des éclaboussures et de l’humidité.

L’autre risque est celui de l’électrocution, lorsqu’une personne se trouve traversée par un courant électrique, par contact avec le circuit électrique, ou par différence de potentiel entre l’appareil et le sol (mise à la terre). Le disjoncteur doit normalement couper tout circuit électrique « fuyant ». Les appareils doivent normalement respecter les normes électriques (mise à la terre du boîtier).

Si une personne s’électrocute : ne pas la toucher ! Couper immédiatement l’alimentation générale.

Par exemple, si un tube en caoutchouc de réfrigérant vient à se détacher et asperge un chauffe-ballon, couper l’eau et débrancher l’appareil. Si la prise n’est pas accessible sans risque d’électrocution, couper l’alimentation générale.

3 Risque magnétique

Champ magnétique important
Les appareils d’analyse par résonnance magnétique nucléaire (RMN) sont la source d’un champ magnétique intense.

Les personnes équipées de stimulateur cardiaque (pace maker) ne doivent pas s’en approcher. Pour des champs magnétiques intenses (statiques ou alternatifs), certaines pièces métalliques placées dans le corps (prothèses, agrafes…), peuvent être perturbées (vibration, déplacement).

4 Risque des hautes et basses températures

4.1 Hautes températures (risque thermique)

À partir de 50 °C, des brûlures sont possibles en peu de temps. Éviter le port de gants en matière plastique pour manipuler des parties chaudes d’appareillages ou de verrerie, car la chaleur les fera fondre et coller sur votre peau avec un effet retard, ce qui augmente la gravité des brûlures. Attention aux appareils suivants :

  • Chauffe-ballons et verreries venant d’être chauffées.
  • Agitateurs magnétiques chauffants.
  • Plaques chauffantes.
  • Étuves, autoclaves, stérilisateurs...
  • Banc Kofler.
  • Résistances chauffantes de bains thermostatés.
  • Fours de chromatographes, etc.

Pour la verrerie (même en Pyrex®), attention aux chocs thermiques ! Ne pas refroidir brutalement (glace pilée) une verrerie sortant d’un chauffe-ballon. Cela pourrait casser le verre et répandre le mélange.

4.2 Basses températures (risque cryogénique)

Certains appareils doivent être refroidis à très basse température pour leur fonctionnement : spectromètre IR, RMN, SPE-UV. Pour cela on utilise de l’azote liquide (–196 °C), ou de l’hélium liquide (–269 °C).

Outre le risque d’asphyxie si la pièce n’est pas ventilée, certaines parties des appareils peuvent être à très basse température. En particulier, les pièces métalliques ont une capacité thermique et une conductivité thermique élevées : toucher ces parties très froides avec les mains (toujours un peu humides) peut les coller instantanément, et entraîner une gelure rapide des mains. Ces gelures sont souvent irréversibles et conduisent à l’amputation.

5 Risque des hautes et basses pressions

5.1 Hautes pressions

SGH04.gif
SGH04
Des gaz comprimés sont présents en laboratoire, soit en réseau, soit en bouteille. Parmi les plus courants : H2, N2, O2, CO2, CO, C2H2, NO2/N2O4.

Attention à la manipulation des tuyaux, vannes et robinets de gaz en réseau, bouteilles de gaz sous pression.

Remarques :

  • Les dangers chimiques évoqués précédemment (caractère inflammable, comburant, toxique, corrosif…) s’ajoutent au danger propre à la pression.
  • Avec des gaz comburants SGH03 sous pression (O2, N2O, F2…), ne jamais utiliser de graisse sur le filetage des raccords, vannes et manomètres, en raison du risque d’explosion : une forte pression soudaine peut provoquer un échauffement et une réaction explosive d’oxydation des graisses.
  • Lorsqu’on ouvre une bouteille sur laquelle est fixée un manomètre (réglage et indication de pression), vérifier que ce dernier est bien fermé.
  • Les grandes bouteilles doivent normalement être en position verticale et fixées au mur avec une chaîne.
  • En cas d’incendie, et si cela est possible, fermer les vannes principales et bouteilles des gaz inflammables et comburants. Signaler la présence de gaz comprimés, en raison du risque d’explosion.

5.2 Basses pressions

Les trompes à eau et pompes aspirantes sont très utilisées en laboratoire, sur divers appareillages et montages. Si la verrerie utilisée a été fragilisée par un choc ou une ébréchure, une forte dépression d’air peut la faire imploser et provoquer un suraccident par projection des produits qu’elle contient, ou d’éclats de verre. Toujours porter des lunettes de protection et vérifier la qualité de la verrerie.

Attention à la manipulation des pompes (à palette, à diffusion…) reliées à des montages de verreries (distillation sous pression réduite, dessiccateur, filtration sur Büchner, évaporateur rotatif).

6 Risque des rayonnements ionisants (UV, X, α, β, γ)

Radiations ionisantes
Les rayonnements ultraviolets (UV), X et γ sont assez énergétiques pour pouvoir ioniser les substances environnantes (arracher des électrons par excitation), ce qui provoque des réactions chimiques superficielles (UV) ou profondes (X, γ). Les particules α et β possèdent assez d’énergie pour ioniser les surfaces, mais sont arrêtés par les boitiers.

Pour notre corps, ces rayonnements provoquent un vieillissement accéléré des cellules, voire des mutations génétiques, pouvant conduire à des cancers. Sur les yeux, ces rayonnements provoquent l’opacification du cristallin et donc la cécité. Ces rayonnements étant invisibles (donc sournois) il est indispensable de prendre conscience de leurs dangers et d’éviter leur exposition. Attention aux appareils suivants :

  • Lampes à UV (lampe de Wood) pour révéler les plaques de chromatographie sur couche mince (CCM). Porter des lunettes spéciales anti-UV.
  • Réacteurs photochimiques (type Rayonnet®). Porter des lunettes spéciales anti-UV.
  • Spectroscopes UV-visibles (sources)
  • Spectroscopes de photoélectrons X ou UV (XPS, UPS).
  • Spectroscopes de fluorescence X (XFS).
  • Appareil de diffraction des rayons X (DRX) (normalement sécurisé ; port de dosimètre pour le personnel).
  • Fluorimètre (mesure des spectres de fluorescence et phosphorescence).
  • Microscope confocal à fluorescence.
  • Lampes à vapeur de mercure pour l’UV lointain.
  • Lampes spectrales de photomètres de flamme et spectromètres d’émission atomique (AES).
  • Source d’émission de torche à plasma (ICP).
  • Sources radioactives α, β, γ de spectromètres de masse (MS).
  • Impact électronique dans les microscopes électroniques à balayage (MEB).

7 Risque des rayonnements non ionisants (ondes radio, micro-ondes, IR)

Radiations non ionisantes
Les rayonnements infrarouges (IR) et micro-ondes (MO) peuvent exciter les états vibrationnels et rotationnels des molécules, et donc provoquer un échauffement : superficiel pour les IR, en profondeur pour les MO.

Dans notre corps, ces rayonnements invisibles peuvent provoquer des brûlures superficielles ou profondes très graves, la cuisson des tissus ou de l’œil. Attention aux appareils suivants :

  • Four micro-onde pour la synthèse chimique ou la minéralisation.
  • Spectroscopes IR (sources).

8 Risque des sources lumineuses intenses, LASER

Rayonnement LASER
Il existe des sources LASER intenses dans le domaine des micro-ondes (MASER), infrarouges, lumière visible, ultraviolets et X. Le principal danger des sources LASER est leur forte intensité lumineuse surfacique, avec une faible divergence : un rayon lumineux intense très fin pouvant se propager très loin. Le rayon peut se réfléchir sur les surfaces métalliques ou transparentes (vitre), tout en conservant une intensité élevée.

Les risques évoqués précédemment pour les rayonnements ionisants et non ionisants s’y ajoutent.

Qu’il soit visible ou invisible, le rayonnement LASER peut causer des dommages irréversibles s’il atteint l’œil, même en une fraction de seconde. Le pictogramme ci-contre doit normalement avertir de la présence d’un LASER dans une pièce ou dans un appareillage. Porter des lunettes spéciales filtrant la longueur d’onde de fonctionnement du LASER.

Attention aux appareils suivants :

  • Spectroscopes FTIR (sources).
  • Spectroscopes RAMAN.
  • Techniques d’ablation de surface par LASER.
  • Mesure de taille de particule par diffusion de lumière LASER.
  • Pointeurs LASER...
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