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Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2008

Langue

Français

Résumé

La présente étude a pour but d’évaluer la migration du CO dans le roc fracturé et dans l’air et d’évaluer l’exposition des travailleurs sur le chantier et de la population dans un édifice adjacent aux sautages. Le projet d’agrandissement du pavillon Vandry qui couvre une superficie de 2500 m2 a été choisi afin de recueillir des mesures de concentrations en CO et de pressions dans l’air extérieur, dans l’air ambiant de l’édifice et dans un réseau de surveillance temporaire.

L’étude structurale de la géologie a montré que les fractures les plus pénétratives et fréquentes sont celles associées aux strates de roche. Ces plans de fissuration sont presque verticaux et sont orientés à 65º par rapport au mur principal de l’édifice. Une autre famille de joints intercepte l’édifice à 35º est en mesure aussi de propager les gaz vers la base de l’immeuble.

L’étude des pressions pendant les sautages démontre que les joints et les fractures contrôlent la mobilité des gaz produits. Des pressions positives et négatives s’observent dans le roc fracturé autour des sautages mais ces pressions se dissipent rapidement dans les minutes qui suivent le sautage lorsque le roc n’est pas bien confiné. Les variations de pression ont été observées à des distances inférieures à 10 m du sautage. Les opérations de forage injecte de l’air et sont susceptibles de modifier le transport du CO mais la variation naturelle de la pression atmosphérique n’influence pas la pression d’air dans le roc. Il n’y a donc pas de relation entre la variation de la pression atmosphérique et le mouvement des gaz dans le roc.

Les locaux de l’édifice étaient en pression positive par rapport à la pression d’air extérieure, ce qui signifie que le CO dans l’air extérieur n’est pas susceptible de pénétrer dans l’édifice. Aucun des sautages n’a influencé les pressions enregistrées dans l’édifice.

Le CO n’a pas migré sur une distance supérieure à 9 m. Une distance maximale de 14 m a été observée lors des derniers sautages et il est possible qu’il y ait un effet combiné des sautages précédents sur ces résultats. De façon générale, les concentrations mesurées dans les puits d’observation sont fonction de la distance par rapport à la limite des sautages. Un puits a enregistré des concentrations en CO maximum de 58000 ppm alors qu’il s’est retrouvé à l’intérieur même des débris du sautage Les concentrations en CO dans le roc fracturé sont plus importantes en profondeur qu’en surface. La concentration maximale en CO enregistrée dans le sautage ou près de celui-ci s’observe à l’intérieur d’une période de 90 minutes suivant la détonation. Les concentrations en CO diminuent mais persistent dans le roc brisé après le sautage tant et aussi longtemps que ce roc n’est pas complètement excavé ce qui accroît le risque de propagation du CO par diffusion vers les infrastructures enfouies. La distance maximale de propagation du CO dans le roc fracturé en périphérie du sautage est proportionnelle à la charge d’explosif utilisée pour le sautage. Plus la charge d’explosifs est grande plus la distance parcourue par le CO est grande et évidemment plus la masse de CO produite est grande. Des charges totales de 12 à 85 Kg d’explosifs ont produit de 0,2 à 1,5 kg de CO. Le niveau de contamination détecté est aussi relié à la direction de propagation des gaz. L’utilisation d’une longue face libre jumelée à une quantité raisonnable d’explosif (moins de 50 kg) prévient la propagation du CO.

Les opérations normales de dynamitage ont des effets d’atténuation sur la propagation des gaz dans le roc. L’enlèvement de la source de CO par excavation du roc brisé immédiatement après chaque sautage, la dilution des concentrations en CO dans le roc par l’injection d’air lors des opérations de forage à proximité du dernier sautage, la plus faible production de CO par l’utilisation de patron de sautage nécessitant des charges inférieures à 50 kg et l’évacuation des gaz dans l’air extérieur par le dynamitage en longue bande avec la présence d’une face libre sont tous des facteurs qui contribuent à atténuer la présence de CO dans le roc fracturé suite aux travaux à l’explosifs. Il est recommandé de placer des détecteurs de CO dans les édifices et les infrastructures enfouies localisés à moins de 20 mètres de toute la zone excavée.

Dans l’édifice les concentrations en CO mesurées ont été généralement nulles à l’exception de deux locaux ou il a atteint des valeurs de 10 à 15 ppm. Le transport du CO serait relié à la diffusion moléculaire qui est importante lorsque les matelas pare-éclats ne sont pas immédiatement enlevés et que les débris de sautage ne sont pas complètement et immédiatement excavés après le sautage. Ces valeurs étaient probablement inférieures à la limite de référence pour la population établie par Santé Canada.

L’exposition des travailleurs au CO (boutefeu et foreur) a été la plus importante lors de l’enlèvement des matelas pare-éclats après les sautages. Des concentrations de l’ordre de 860 ppm ont été mesurées à 1 m au dessus du sol. Cette exposition de quelques dizaines de secondes est tout de même répétée plusieurs fois sur une période d’environ 10 minutes correspondant au temps pour enlever tous les tapis. Il serait donc pertinent d’utiliser un système permettant d’enlever les matelas sans la présence du boutefeu. Lors des travaux d’excavation les teneurs les plus importantes en CO ont été de 10 ppm. Ces faibles concentrations s’expliquent par la dilution rapide du CO dans l’air atmosphérique grâce au mélange intense d’air réalisé par la pelle mécanique en excavant les débris de roc. L’opérateur de pelle mécanique n’est pas exposé au CO pour cette raison et à cause de la distance de 10 m qui le sépare de la source d’émission de CO (les débris de roc et les matelas).

Les principales recommandations de cette étude sont : (1) d’utiliser des patrons de sautage en bande nécessitant des charges inférieures à 50 kg et avec une longue face libre; (2) d’enlever les matelas pare-éclats immédiatement après le sautage et l’inspection du boutefeu; (3) d’excaver les débris de dynamitage immédiatement après l’enlèvement des matelas pare-éclats; (4) de placer des détecteurs de CO dans les édifices et les infrastructures enfouies localisés à moins de 20 mètres de toute la zone excavée; (5) de ne pas prolonger le temps d’attente de 10 minutes ou plus avant le retour sur le chantier proposé dans la réglementation existante du Québec et (6) de poursuivre l’étude en condition d’excavation en gradins avec l’installation d’un moniteur en continu qui enregistre les concentrations en CO pendant une semaine dans l’air sur les trois principaux travailleurs et mesure des conditions climatiques sur le site pendant cette période (vent, pression, température et précipitation).

ISBN

9782896312443 (PDF)

9782896312436 (version imprimée)

Mots-clés

Monoxyde de carbone, Carbon monoxide, Explosif à base d'esters d'acide nitrique, Nitric ester explosive, Zone urbaine, Urban area, Mesure et recherche, Measure and investigation, Détermination de la concentration, Determination of concentration, Valeur-seuil, Threshold limit value, Mécanique des sols, Soil mechanics, Recommandation, Directive, Évaluation des résultats, Evaluation of results, Québec

Numéro de projet IRSST

0099-4210

Numéro de publication IRSST

R-551

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