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Bouteille de gaz

On appelle généralement bouteille de gaz ou bonbonne de gaz ou bouteille sous pression, un récipient ou réservoir sous pression, métallique ou pour l'alléger, en matériau composite, de forme cylindrique, plus ou moins allongé, conçu pour contenir un gaz à une pression nettement différente de la pression ambiante.

Dispositif de stockage et de transport de bouteilles
DioxygÚne médical en bouteille.
DioxygÚne médical en bouteille.

Histoire

En 1870, le gaz dit portatif comprimĂ©, transportĂ© dans la circulation Ă  Paris et dans les communes suburbaines, est uniquement fourni par la distillation d'un schiste bitumineux appelĂ© boghead et exploitĂ© en Écosse. Le gaz, est comprimĂ© Ă  12 atmosphĂšres dans des cylindres en tĂŽle qui peuvent distribuer le gaz par l'intermĂ©diaire de rĂ©gulateurs spĂ©ciaux. On le verse par simple diffĂ©rence de pression dans des gazomĂštres Ă  cloches Ă©tablis chez les consommateurs[1]. C'est un ancĂȘtre des rĂ©servoirs sous pression et autres bouteilles de gaz.

RĂ©glementation

Ces bouteilles sont utilisées pour le transport de gaz et sont soumises à la norme européenne EN 1089-3 qui fixe depuis 2006 la signalisation des bouteilles en fonction de leur contenu[2]. Une couleur spécifique est attribuée à chaque gaz, couleur visible sur l'ogive des bouteilles, c'est-à-dire la partie supérieure de la bouteille de gaz. Les mélanges de gaz sont désignés par une couleur indiquant leur niveau de danger et non leur contenu. Les gaz respirables possÚdent une signalisation particuliÚre : une bande de couleur horizontale faisant le tour de la bouteille de gaz. Les gaz de pétrole (GPL) ne sont pas concernés par cette norme.

Les couleurs sont définies à partir du nuancier RAL.

Marquage des bouteilles de gaz selon la norme EN 1089-3[3]
Gaz pur Couleur Code de couleur RAL
AcétylÚne RAL 3009 marron
Argon RAL 6001 vert foncé
Diazote RAL 9005 noir
Dioxyde de carbone RAL 7037 gris
DioxygĂšne RAL 9010 blanc
HĂ©lium RAL 8008 brun
DihydrogĂšne RAL 3000 rouge
Krypton RAL 6018 vert
MĂ©thane RAL 3000 rouge
NĂ©on RAL 6018 vert
Protoxyde d'azote RAL 5010 bleu
XĂ©non RAL 6018 vert
Autre gaz pur RAL 1018 jaune
Air RAL 9010 blanc/RAL 9005 noir
HĂ©lium/DioxygĂšne RAL 9010 blanc/RAL 8008 brun
Dioxyde de carbone/DioxygĂšne RAL 9010 blanc/RAL 7037 gris
MĂ©lange de gaz inerte RAL 6018 vert
MĂ©lange de gaz oxydant RAL 5012 bleu clair
MĂ©lange de gaz combustible RAL 3000 rouge
MĂ©lange de gaz toxique RAL 1018 jaune

Capacités

Comparaison entre une bouteille de catégorie S05 (à gauche) et une bouteille de catégorie S11 (à droite).

Les bouteilles ont des contenances bien définies. Elles sont exprimées en litres ou en m3, le tableau ci-dessous indique la correspondance entre contenance de la bouteille en litres d'eau, volume de la bouteille en m3 et sa référence pour les gaz classiques, excepté l'acétylÚne, qui, pour des raisons de sécurité, est stocké dans un solvant.

Référence Capacité en eau
(L)
Volume de gaz pour dioxygĂšne, diazote, argon, etc.
(m3)
DiamĂštre de la bouteille
(mm)
S02 2,5 0,5 118
S05 5 1 140
S11 11 2,3 180
M20 20 4 210
M50 50 10 (voir exemple ci-dessous) 240

Exemple : calcul

La compression du gaz permet à la bouteille de contenir un volume important de gaz utilisable à la pression ambiante. Par exemple, considérons un gaz parfait tel que l'hélium dont les paramÚtres d'état sont liés par l'équation :

.

Entre la bouteille et sa sortie, s'il n'y a pas de perte, est constant ; si est constant, ( Ă©tant une constante) on a :

.

Appelons et les paramĂštres dans la bouteille et et les paramĂštres en sortie. L'Ă©quation des gaz parfait donne donc :

.

Ainsi, si on cherche le volume de gaz disponible à la pression atmosphérique (, le gaz provenant d'une bouteille de contenance d'eau, avec ), on obtient :

.

La bouteille peut ainsi fournir 10 m3 d'hélium à la pression atmosphérique.

Bouteille de plongée

Les bouteilles de plongée sont un cas spécial de bouteille à gaz et possÚdent leur propre réglementation. Les mélanges de gaz habituellement utilisés sont l'air, le trimix, l'héliox et le nitrox.

Gaz de pétrole liquéfiés

Bouteille de gaz butane.
Caravane Saabo et une bonbonne de gaz de pétrole liquéfié fixée à l'extérieur.
Cartouche de gaz Ă  percer (C206 de Campingaz).

Des sociétés comme Totalgaz, Butagaz, Antargaz, Primagaz, Repsol, Vitogaz, fournissent des bonbonnes de gaz de 5 à 13 kg. Les gaz combustibles contenus sont les suivants :

  • le propane (C3H8), fabriquĂ© Ă  partir du rĂ©sidu gazeux de raffinage de l'essence ;
  • le butane (C4H10), fabriquĂ© Ă  partir du rĂ©sidu gazeux de raffinage du gazole et d'essence ;
  • le gaz de pĂ©trole liquĂ©fiĂ© domestique (GPL) est constituĂ© d'un mĂ©lange de 55 % de butane et 45 % de propane (ce mĂ©lange peut varier selon les rĂ©gions). Il n'est pas stockĂ© dans une bouteille mais dans un rĂ©servoir. Le remplissage s'effectue dans les stations-service distribuant du GPL[4].

Dans le cas des installations en poste simple, une seule bouteille de gaz (munie d’un dĂ©tendeur) est reliĂ©e Ă  l’appareil qui utilise son gaz par le biais d’un tuyau souple avec une date limite d’utilisation ou d’un tuyau souple inox onduleux qui ne souffre pas d’une date limite d’utilisation[5].

Dans le cas des installations en poste multiple, les bouteilles de gaz sont raccordĂ©es par un flexible de raccordement Ă  un coupleur/inverseur, qui sert de premiĂšre dĂ©tente et permet d’alimenter en continu en gaz l’installation. Le coupleur/inverseur est souvent situĂ© Ă  l’intĂ©rieur du local et les canalisations de gaz sont souvent en cuivre. Un limiteur de pression est installĂ© sur le tuyau menant le gaz du coupleur/inverseur aux Ă©quipements utilisateurs du gaz. Un dĂ©tendeur peut ĂȘtre installĂ© soit juste aprĂšs le coupleur/inverseur, soit juste avant les appareils d’utilisation du gaz. Des points d’entrĂ©e d’air en partie basse de la piĂšce et en partie haute sont obligatoires.

Les trÚs petites bouteilles de gaz sont plus communément appelées cartouches de gaz. Produites par des compagnies comme Campingaz, Coleman Company ou Primus, elles sont plutÎt destinées aux campeurs, au bricolage ou à des éclairages d'appoint.

Mais il ne faut pas oublier que le butane et le propane sont plus denses que l'air : par sĂ©curitĂ©, les bouteilles de butane, propane et les rĂ©servoirs de GPL, de quelque taille qu'ils soient, ne doivent donc jamais ĂȘtre stockĂ©s dans des locaux en point bas, comme des sous-sols, ne permettant pas l'Ă©vacuation Ă  l'air libre des fuites Ă©ventuelles.

Tandis que la tempĂ©rature de vaporisation du propane est de −42 °C, pour le butane, elle est voisine de 0 °C, donc une bouteille de butane Ă  −10 °C ne produit plus du tout de gaz (il faut en tenir compte et ne pas choisir un emplacement Ă  l'extĂ©rieur pour les bouteilles en service dans les rĂ©gions oĂč les hivers sont froids).

Notes et références

  1. Charles Adolphe Wurtz, Jules Bouis. Dictionnaire de chimie pure et appliquée : comprenant la chimie organique et inorganique, la chimie appliquée à l'industrie, à l'agriculture et aux arts, la chimie analytique, la chimie physique et la minéralogie, vol. 2. Hachette, 1870, (Livre numérique)
  2. [PDF] Les bouteilles de gaz - Identification
  3. [PDF] Le nouveau systĂšme des couleurs distinctives des bouteilles de gaz
  4. Le Gaz sur un site consacré au camping car
  5. Le gaz en bouteille sur le site selectra.info

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe

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