Mesure de point d’éclair

Qu’est ce que le point d’éclair ?

Le point d’éclair d’un corps correspond à la température la plus basse à partir de laquelle les vapeurs qu’il émet forment avec l’air un mélange suffisamment concentré pour s’enflammer en présence d’une source de chaleur (flamme, étincelle, etc.). Cette propriété permet de caractériser l’inflammabilité de substances solides ou liquides combustibles, qui sont d’autant plus inflammables que leurs points d’éclair sont bas.

Le point d’éclair est parfois aussi appelé point éclair. Le terme « point d’inflammabilité » ou « flash point » (en anglais) est aussi couramment utilisé. Il ne faut pas le confondre avec le point d’inflammation où la combustion obtenue est alors auto-entretenue.

Puisqu’il s’agit d’une température, le point éclair peut s’exprimer selon plusieurs unités de mesure : le degré Celsius (°C) , le Kelvin (K), etc.

Chez Calnesis, la mesure de point éclair est la mesure que nous réalisons le plus souvent pour caractériser l’inflammabilité d’un produit.

Mickaël Simond, Président et Directeur commercial, Calnesis

Pourquoi mesurer le point d’éclair ?

Le point éclair fait partie des éléments présents dans les fiches de données sécurité (FDS). Il s’agit d’un élément permettant notamment de classifier ou non les échantillons dans les catégories des composés inflammables.

Pour les liquides, la règlementation CLP associe la température d’ébullition à ce paramètre pour établir la classification des dangers d’inflammation :

• Catégorie 1 : Point d’éclair < 23°C et point d’ébullition < 35 °C
• Catégorie 2 : Point d’éclair < 23°C et point d’ébullition > 35 °C
• Catégorie 3 : Point d’éclair compris entre 23 et 60 °C

En fonction de la classification, des normes spécifiques décrivent les obligations en terme de stockage et de transport de ces matières dangereuses (routier ADR, aérien IATA). La mesure de point d’éclair est donc obligatoire pour les carburants, parfums, peintures, vernis, solvants, produits cosmétiques, produits chimiques, etc.

Comment le point d’éclair est-il mesuré en laboratoire ?

Au laboratoire, le point d’éclair des échantillons est mesuré avec un instrument spécifique appelé testeur de point éclair. Il s’agit d’un appareil qui permet de réaliser des tests d’inflammation de vapeur tout en régulant précisément la température de l’échantillon lors d’une rampe de chauffe progressive.

Les tests d’inflammation sont réalisés en approchant régulièrement une source d’ignition de la phase vapeur (résistance incandescente, flamme, etc.). L’inflammation des vapeurs provoque une élévation brutale de la température. Ceci permet à l’appareil de détecter le point d’éclair qui est la température la plus faible à laquelle cette inflammation a lieu.

Chez Calnesis, nous pouvons proposer des mesures de point d’éclair entre -35 et 370°C en fonction de vos échantillons.

Quels types de testeur de point d’éclair sont utilisés ?

Il existe deux types de testeurs de point éclair. La différence se situe au niveau du récipient contenant l’échantillon (aussi nommé vase, coupe ou coupelle). Certains testeurs ont une coupelle ouverte, alors que d’autres ont une coupelle fermée.

Mesure en coupelle ouverte – vase ouvert

La méthode de la coupelle ouverte signifie que le mélange air/vapeur au dessus de l’échantillon n’est pas confiné dans un espace fermé. Les vapeurs émises par l’échantillon sont donc libres de s’échapper de la coupelle. A intervalles réguliers au cours d’une rampe de chauffe, la source d’ignition placée dans le mélange gazeux s’allume pour détecter une éventuelle inflammation.

L’approche en coupelle ouverte est surtout utilisée dans le domaine pétrolier. Elle met notamment en œuvre des testeurs de point d’éclair de type Cleveland.

Mesure en coupelle fermée – vase clos

Avec la méthode de la coup​​​​elle fermée, les composés émis par l’échantillon s’accumulent dans l’espace supérieur de la coupelle afin de maintenir un équilibre thermodynamique échantillon / vapeur+air. Cet équilibre n’évolue qu’à cause de l’évolution de la température lors de la chauffe. 

Lors de chaque tests, l’appareil ouvre légèrement le couvercle de la coupelle afin d’approcher la source d’ignition du mélange air+vapeur. Ceci limite les modifications de composition. 

La phase gazeuse d’un test en coupe fermée est ainsi plus concentrée en vapeur qu’en coupelle ouverte. Les points d’éclair mesurés sont de fait plus faibles. Étant plus proches des conditions de stockage et de transport qui ont lieu en milieu clos (récipients, cuves, etc), ce sont ces tests qui sont privilégiés dans le domaine de la sécurité des procédés.

La majorité des tests de point d’éclair en coupelle fermée sont mis en œuvre avec des appareils de type Pensky Martens ou Setaflash.

Les mesures de points d’éclair réalisées chez Calnesis sont majoritairement du vase clos, et sur une large gamme de températures.

Jean-Claude Neyt, Directeur et Responsable Laboratoire, Calnesis

Point d’éclair de mélanges

La mesure de point éclair est généralement très pertinente et précise pour les composés purs. En effet, quelle que soit la durée de l’expérience, la phase vapeur du produit est à l’équilibre avec une composition en composés inflammables constante. 

Pour des mélanges, cela peut être très différent :  les composés les plus volatiles peuvent avoir tendance à s’échapper du réacteur lors des ouvertures successives à basse température. La composition de la phase gazeuse mais aussi de l’échantillon peut ainsi être modifiée pendant la mesure. 

C’est pourquoi il faut considérer les résultats obtenus sur des mélanges avec précaution. Même si la détermination d’un point éclair pour un mélange est nécessaire pour des questions de réglementation, il faut faire attention à son interprétation.

Quelles sont les normes habituellement suivies pour les essais de point d’éclair ?

Il existe de nombreuses normes décrivant les appareils et les conditions standards de mesure des points d’éclair. Les normes principalement suivies sont des normes ASTM (ASTM D93 par exemple) ou ISO. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter la rubrique Normes associées ci-dessous.