Evaluation des effets d’un nuage toxique

Une fois la concentration en gaz toxique évaluée dans le temps et dans l’espace, il faut en déduire l’effet sur les cibles potentiellemen

Les effets toxiques résultant de l’émission

concentration (C) du polluant émis dans l'atmosphère et de la durée concentration. Les effets varient également selon

facultés d’accoutumance…). Lorsqu'une personne respire une atmosphère polluée par un produit toxique, les effets recherchés sont généralement définis comme étant l'apparition de la létalité (pour une fréquence donnée), des malaises, de la toux...

Dans le cas d’une intoxication par inhalation d’origine accidentelle, la dé d’effet se base sur la concentration et/ou

de seuils de toxicité aigüe (quand ces seuils existent) et à défaut sur les valeurs de toxicité chronique [SDIS54 2004].

Valeurs seuil de toxicité aigües

Un certain nombre de valeurs seuils de toxicité aiguë familles de valeurs seuils jugées les plus pertinentes sont

et VSTAF associées à des durées d’exposition [Tissot 2008]. En France, en cas d’absence des

: Dispersion dans une atmosphère Figure 9 : Dispersion dans une atmosphère

stable

Certaines particularités topographiques peuvent modifier la trajectoire du vent et influer sur les caractéristiques turbulentes moyennes de l’écoulement atmosphérique. Ces changements dépen de la taille et de la forme des particularités topographiques pouvant entrer en contact avec le vent.

» et « modèle intégral » ne permettent pas la pris

présence d’obstacles (bâtiments). Quand ces particularités topographiques sont de faible taille par rapport à celle du nuage, les perturbations générées influent de façon macroscopique (et non pas localisée) sur la dispersion du nuage. Dans ce cas, l’hypot

terrain plat et de rugosité uniforme est généralement bien adaptée.

Evaluation des effets d’un nuage toxique

Une fois la concentration en gaz toxique évaluée dans le temps et dans l’espace, il faut en déduire sur les cibles potentiellement exposées.

Les effets toxiques résultant de l’émission dans l'atmosphère d'un produit toxique dépendent de la ) du polluant émis dans l'atmosphère et de la durée d’exposition

Les effets varient également selon la sensibilité de la personne (âge, état de santé, facultés d’accoutumance…). Lorsqu'une personne respire une atmosphère polluée par un produit toxique, les effets recherchés sont généralement définis comme étant l'apparition de la létalité (pour

uence donnée), des malaises, de la toux...

Dans le cas d’une intoxication par inhalation d’origine accidentelle, la détermination d’une zone la concentration et/ou la dose inhalées. Ces approches s’appuient sur l’utilisation e toxicité aigüe (quand ces seuils existent) et à défaut sur les valeurs de toxicité

n certain nombre de valeurs seuils de toxicité aiguë existent en Europe et aux USA

jugées les plus pertinentes sont les valeurs AEGL, ERGPG, TEEL, IDLH et VSTAF associées à des durées d’exposition [Tissot 2008]. En France, en cas d’absence des

: Dispersion dans une atmosphère stable

Certaines particularités topographiques peuvent modifier la trajectoire du vent et influer sur les caractéristiques turbulentes moyennes de l’écoulement atmosphérique. Ces changements dépendent de la taille et de la forme des particularités topographiques pouvant entrer en contact avec le vent. » ne permettent pas la prise en compte du présence d’obstacles (bâtiments). Quand ces particularités topographiques sont de faible taille par rapport à celle du nuage, les perturbations générées influent de façon la dispersion du nuage. Dans ce cas, l’hypothèse d’un

Une fois la concentration en gaz toxique évaluée dans le temps et dans l’espace, il faut en déduire

dans l'atmosphère d'un produit toxique dépendent de la d’exposition (texp) à cette

la sensibilité de la personne (âge, état de santé, facultés d’accoutumance…). Lorsqu'une personne respire une atmosphère polluée par un produit toxique, les effets recherchés sont généralement définis comme étant l'apparition de la létalité (pour

termination d’une zone Ces approches s’appuient sur l’utilisation e toxicité aigüe (quand ces seuils existent) et à défaut sur les valeurs de toxicité

existent en Europe et aux USA. Les grandes les valeurs AEGL, ERGPG, TEEL, IDLH et VSTAF associées à des durées d’exposition [Tissot 2008]. En France, en cas d’absence des

VSTAF, un logigramme (voir Annexe VI) de choix de valeurs pouvant être utilisées en situation d’urgence a été proposé [Tissot 2008].

Approche basée sur la concentration

L’approche la plus simple pour déterminer une zone d’effet toxique consiste donc à ne se baser que sur une valeur seuil de concentration. En première approche, si en un point donné, la concentration en gaz toxique est inférieure à cette concentration seuil, on est en dehors de la zone d’effet. Au contraire, si en un point donné, la concentration en gaz toxique est supérieure à cette concentration seuil, on est dans la zone d’effet associé.

La principale difficulté de cette approche réside dans le choix des effets et de leurs valeurs seuils associées. Trois propositions de déclinaison opérationnelle de cette approche sont données en Annexe VII. L’utilisation de cette approche revient de manière implicite à faire une hypothèse forte sur la durée d’inhalation : celle-ci doit être égale à la durée d’exposition ayant servi à l’élaboration de la valeur de la concentration seuil.

Approche basée sur la dose inhalée

On admet que les effets létaux et irréversibles suivent généralement la loi de Haber étendue, de la forme : Effet = f(Cn

×

Cseuiln

×

pour l’effet (E) ».

De façon schématique, plus la valeur de n est grande, plus la dose toxique est indépendante de la durée d’exposition t et à la limite, pour un n infini, la dose ne dépend plus que de la concentration. Cet effet se produira dès que Cn.t > E. La méthodologie de détermination des seuils [Tissot 2004] [Tissot 2006] se base à la fois sur l’expérimentation animale (si elle existe) et sur le jugement d’un groupe d’experts.

Les principaux avantages de cette approche est qu’elle est plus proche de la réalité physico- chimique des mécanismes d’intoxication par inhalation et qu’il est possible de tenir compte de la durée de fuite.

En pratique, un certain nombre d’inconvénients peuvent toutefois être notés. Le premier inconvénient est lié à la multiplication des paramètres à estimer par le comité d’experts (valeur de concentration et coefficient de Haber pour différentes durées). Ce faisant, il est assez probable d’être confronté à un produit qui ne possède pas de fiche de toxicité aigüe. Pour pallier cet inconvénient, des méthodologies de substitution ont été mises en place et publiées [Tissot 2008]. Les valeurs de substitutions ont pour origine les ERPG, AEGL, TEEL et IDHL.

Dans le cas où le produit étudié est renseigné et que la durée d’exposition a pu être évaluée, cette dernière peut être en dehors de l’intervalle de durée de la fiche (durée inférieure à la durée minimale de la fiche ou durée supérieure à la durée maximale de la fiche). Dans le cas où la durée d’exposition est inférieure à la durée minimale de la fiche, la valeur de concentration seuil choisie est celle correspondant à la durée minimale. Les courbes effet-dose étant strictement décroissantes, cette approche est conservative [Antoine 2008].

Synthèse

Une fois la concentration en gaz toxique évaluée dans le temps et dans l’espace, l’estimation d’une zone d’effet rencontre encore deux principales difficultés.

La première difficulté consiste au choix de la famille de valeurs seuils à utiliser. Ce choix devrait au moins en théorie se baser sur les critères suivants : population cible, complétude des bases de données en termes de produit et de durée d’exposition et traçabilité méthodologique d’estimation des concentrations seuils.

La deuxième difficulté consiste au choix de l’approche à utiliser : une méthode se basant sur un seuil fixe ou sur un calcul de dose.

L’approche se basant sur un seuil fixe est méthodologiquement la plus simple à mettre en place. Il suffit in fine de comparer un seuil toxique à une concentration (mesurée ou estimée). Mais de façon

tacite, cela reviendra à faire une hypothèse sur la durée d’inhalation16. En réalité, cette durée d’inhalation est extrêmement variable car elle dépend, entre autre, de la durée de rejet (elle-même pouvant dépendre, entre autre, du volume libérable et du débit de fuite). On constate d’ailleurs sur la base des trois exemples présentés en Annexe VII qu’aucune durée d’exposition « standard » ne fait consensus (globalement entre 10 min et 60 min).

L’approche se basant sur l’estimation d’une dose inhalée est scientifiquement la plus satisfaisante mais elle nécessite l’introduction de nouveaux paramètres tout aussi difficiles à estimer que la durée d’inhalation (comme la durée de fuite par exemple). En situation d’urgence, la durée de fuite fait partie des valeurs très difficilement évaluables. En effet, dans la plupart des cas, la durée de fuite est soit fonction directe du délai d’intervention réussie des services de secours (qui ne peut être connu a priori), soit le résultat d’un calcul qui lui-même cumule les incertitudes (taille de brèche, volume contenu, pression et température, hauteur de brèche par rapport au sol et au niveau interne,…). Il n’a pas été réellement trouvé dans la littérature de durées de fuite de référence à choisir en fonction du produit impliqué ou du type de fuite. On peut toutefois noter la circulaire du 09/07/2008 [MEEDDAT 2008a] qui indique une durée de fuite de 30 minutes.