Ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales

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Table de matières

Introduction

Dans les exploitations agricoles, des gaz dangereux peuvent se trouver dans les silos, les structures de stockage du fumier, les digesteurs anaérobies, les cellules à grain et les bâtiments d'élevage mal ventilés. Ces structures offrent des espaces clos dans lesquels des gaz peuvent s'accumuler jusqu'à des niveaux dangereux ou appauvrir l'air en oxygène indispensable à la vie. Lorsqu'on les entasse dans un silo, les végétaux sont le siège d'un processus, la fermentation, qui en assure la conservation pendant une longue période. Or, ce processus épuise l'oxygène présent dans le silo et libère des sous-produits comme le dioxyde de carbone et, sous certaines conditions, le dioxyde d'azote. Dans les heures qui suivent le remplissage et pendant une période allant jusqu'à deux semaines, l'atmosphère présente dans le silo devient toxique.

Quand il est entreposé pendant longtemps, le fumier subit une décomposition anaérobie. Ce processus s'accompagne d'un dégagement de gaz appelés gaz de fumier. Le temps chaud et une ventilation insuffisante peuvent faire augmenter les concentrations de ces gaz. Dans les fosses à fumier liquide, l'atmosphère peut renfermer des concentrations de gaz toxiques ou être dépourvue d'oxygène. En plus des dangers pour les humains, de fortes concentrations de sulfure d'hydrogène peuvent occasionner la détérioration du béton exposé se trouvant au-dessus de la surface du fumier.

La présente fiche technique traite des gaz dangereux associés aux exploitations agricoles et des précautions à observer pour protéger les travailleurs agricoles.

Sulfure d'hydrogène

Le sulfure d'hydrogène (H₂S) est le gaz de fumier le plus dangereux. On le classe parmi les asphyxiants chimiques parce qu'il entre immédiatement en réaction chimique avec l'hémoglobine du sang, ce qui empêche le transport de l'oxygène jusqu'aux tissus et aux organes vitaux du corps. Il est produit par la décomposition anaérobie de matière organique comme le fumier. À faibles concentrations, c'est un gaz facile à détecter du fait de son odeur caractéristique d'œuf pourri, mais à des concentrations plus élevées, il provoque la perte de l'odorat. À fortes concentrations, le sulfure d'hydrogène cause instantanément la paralysie et la mort.

Source : American Society of Agricultural and Biological Engineers, ASABE EP470 Standard, 2005.

Le tableau 1 montre les effets du sulfure d'hydrogène à différentes concentrations. Comme ce gaz est plus lourd que l'air, il est porté à stagner juste au-dessus de la surface du fumier. Les déplacements d'air provoqués par la ventilation et le vent peuvent soulever la couche gazeuse et faire remonter le gaz dans le bâtiment d'élevage vers un ventilateur d'extraction ou une fenêtre ouverte. La libération de sulfure d'hydrogène est relativement faible quand le fumier liquide n'est pas agité et que la température extérieure est basse. Toutefois, dès qu'on agite le contenu d'une fosse, ce gaz peut en quelques secondes atteindre des concentrations dangereuses, surtout si du liquide est projeté contre la surface du fumier ou que le fumier est agité en surface (figure 1). On doit redoubler de précautions quand on est en présence d'une fosse à fumier liquide aménagée sous le plancher d'un bâtiment d'élevage (voir sous Précautions à observer – Structures de stockage du fumier). Plusieurs travailleurs ont perdu la vie quand ils sont entrés dans une structure de stockage du fumier ou dans un local situé au-dessus d'une fosse en voulant porter secours à une autre personne qui avait perdu connaissance sous l'effet du sulfure d'hydrogène.

Figure 1. Concentration de H₂S pendant l'agitation d'une fosse à fumier liquide. Source : Patni, N.K. et S.P. Clarke, ASAE, 2003.

Le sulfure d'hydrogène est une source de préoccupations dans les systèmes de biométhanisation agricole. Il peut être présent dans de nombreuses structures de production et de consommation de biogaz et peut s'accompagner d'autres gaz dangereux. Pour connaître les méthodes de gestion du sulfure d'hydrogène dans les systèmes de biométhanisation agricoles, consulter la fiche technique no 11-050 du MAAO et du MAR, Sulfure d'hydrogène dans les systèmes de production de biogaz de source agricole.

Méthane

Le méthane (CH₄) est un gaz incolore, inodore, non toxique, mais combustible qui est généré par la digestion anaérobie de matière organique. S'il est stocké et géré convenablement, il peut constituer une source de carburant pour les moteurs à combustion interne ou être nettoyé puis injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel. Étant plus léger que l'air, ce gaz cherche à s'élever au-dessus du fumier. Le méthane n'est guère susceptible de poser problème dans les bâtiments d'élevage bien ventilés. Par contre, dans les structures couvertes et dans les fosses situées sous les animaux à l'intérieur de bâtiments d'élevage, le méthane peut se trouver emprisonné et atteindre des concentrations propices aux explosions.

L'agitation du contenu d'une fosse à fumier liquide entraîne la libération rapide de gaz de fumier et de méthane. Par ailleurs, on a signalé des explosions dans des espaces clos où l'on avait laissé le méthane s'accumuler. Si la tuyauterie est mal conçue dans les locaux du personnel, le méthane peut y atteindre des concentrations explosives. Ainsi, faut-il doter les avaloirs de sol de siphons destinés à empêcher la migration du méthane de la structure de stockage du fumier vers les locaux occupés par les travailleurs.

L'article 78 de la partie VIII du Règlement de l'Ontario 267/03 pris en application de la Loi de 2002 sur la gestion des éléments nutritifs exige que toute nouvelle structure de stockage de fumier liquide comporte un quelconque système de ventilation destiné à empêcher l'accumulation et/ou l'intensification des gaz corrosifs, nocifs ou explosifs.

Pour des conseils sur la gestion des gaz dangereux, voir les deux normes publiées par l'American Society of Agricultural and Biological Engineers :

Les deux normes proposent des méthodes de gestion visant à réduire au minimum à la fois les risques de noyade dans les structures de stockage du fumier et les risques d'asphyxie, d'empoisonnement et d'explosions que courent les humains et le bétail qui sont exposés aux gaz de fumier au moment où ils pénètrent dans des structures de stockage du fumier constituant des espaces clos.

Depuis peu, des incendies attribuables à des concentrations dangereuses de méthane survenus dans des porcheries en Amérique du Nord soulèvent beaucoup d'inquiétude. Pour plus d'information sur les causes d'incendies dans les porcheries et les pratiques de gestion à adopter, se reporter à la fiche technique no 13-030 du MAAO et du MAR, Le gaz méthane dans les porcheries.

Ammoniac

L'ammoniac (NH₃), gaz incolore à odeur piquante caractéristique, est produit par la décomposition des composés d'azote dans les fumiers d'animaux. Classé parmi les gaz irritants, ce gaz, plus léger que l'air, peut prédisposer le bétail à différentes maladies respiratoires si celui-ci est exposé à des concentrations importantes pendant une longue période.

L'ammoniac irrite les yeux à des concentrations de 20-50 ppm, selon la sensibilité des personnes et des animaux. Ce gaz se retrouve surtout dans les porcheries, les poulaillers et les clapiers (abris où l'on élève les lapins), mais il peut aussi causer des ennuis dans les installations de compostage du fumier. En règle générale, dans un bâtiment d'élevage, si on note une irritation des yeux chez les animaux ou les humains, on devrait y améliorer la ventilation.

Dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone (CO₂) est incolore et inodore. Ce gaz est, en partie, produit par la respiration des animaux et des végétaux; il existe naturellement dans l'atmosphère. Les appareils de chauffage autonomes à flamme nue non ventilés dégagent aussi du dioxyde de carbone qui se retrouve dans l'air ambiant, ce gaz étant un sous-produit de la combustion. Étant plus lourd que l'air, comme le sulfure d'hydrogène, le CO₂ tend à s'accumuler juste au-dessus du fumier dans une citerne, du plancher dans un enclos ou de l'ensilage dans un silo. Le principal danger créé par le dioxyde de carbone est l'appauvrissement de l'air en oxygène, ce qui peut entraîner l'asphyxie ou la suffocation. D'ordinaire, dans des bâtiments d'élevage bien ventilés, le CO₂ n'atteint pas des concentrations dangereuses. Par contre, des concentrations mortelles peuvent se produire dans les silos hermétiques, les fosses à fumier liquide et les cellules à grain.

Durant la première phase du processus d'ensilage, les végétaux épuisent rapidement l'oxygène disponible et meurent. La respiration des végétaux transforme l'oxygène en eau et en CO₂. Dans un silo hermétique, le CO₂ se substitue à l'oxygène, créant une atmosphère où l'être humain ne peut survivre sans un apport d'air extérieur.

Dioxyde d'azote

Le dioxyde d'azote (NO₂) est un asphyxiant chimique dangereux qui est produit par les réactions chimiques qui se déclenchent presque immédiatement après l'entassement de végétaux dans un silo. Même une exposition de courte durée peut entraîner rapidement la mort. Le NO₂ a une odeur caractéristique d'eau de Javel et peut être visible sous la forme d'un brouillard brun rougeâtre. Comme il est plus lourd que l'air, il tend à stagner juste au-dessus de l'ensilage. Il peut aussi descendre dans la chute du silo et se répandre dans la salle d'alimentation.

Les conditions météorologiques et les pratiques culturales ont une incidence sur la teneur en nitrates des matières végétales, laquelle influe à son tour sur la production de NO₂ dans le silo. Par exemple, lorsqu'une pluie abondante succède à une période de sécheresse pendant la saison de croissance, le maïs sur pied a tendance à absorber de fortes quantités de nitrates dissous. Si le maïs est récolté avant qu'il ait pu transformer les nitrates en protéines, l'ensilage dégage de l'oxyde nitreux (N2O) et de l'oxyde nitrique (NO). Le NO, instable, se combine avec l'oxygène pour former du dioxyde d'azote, un gaz mortel.

Quand il est inhalé, le NO₂ se dissout au contact de l'humidité de la surface interne du poumon et produit un acide puissant appelé acide nitrique. L'acide nitrique brûle les tissus des poumons, provoquant une hémorragie massive et la mort. Une exposition répétée à des concentrations plus faibles de NO₂ cause des problèmes respiratoires chroniques, dont l'essoufflement, la toux et l'œdème des poumons.

Concentrations de gaz inoffensives

L'American Conference of Government Industrial Hygienists a établi les concentrations maximales de gaz auxquelles l'être humain peut être exposé, sans inconvénient pour la santé, pendant 8 heures par jour et 40 heures par semaine (tableau 2). Des limites de ce genre n'ont pas été fixées pour les animaux, mais bien des chercheurs pensent que les animaux réagissent probablement aux gaz de la même façon que les humains.

Source : ASABE EP470 Standard, 2005.

Moniteurs de détection des gaz

La concentration de tous ces gaz dangereux se mesure à l'aide de matériel de mesure approprié. Bien que, en grande partie, le matériel soit coûteux et exige un étalonnage périodique, on trouve à prix très raisonnable dans le commerce, auprès des fournisseurs de matériel scientifique et de sécurité, des tubes de prélèvement pour détection des gaz et des moniteurs à main.

La méthode la plus économique consiste à faire le dosage à l'aide de tubes dans lesquels le gaz détecté modifie la couleur d'un réactif, ce qui permet d'arriver à une bonne estimation de sa concentration. On peut employer ces tubes réactifs avec une pompe étalonnée pour prélever une quantité précise de gaz dans le tube et obtenir un résultat en quelques minutes. Toutefois, pour prélever un échantillon d'air, la personne qui fait fonctionner la pompe doit être présente dans l'espace clos, ce qui l'expose à une atmosphère potentiellement dangereuse.

Les tubes peuvent aussi s'employer comme tubes doseurs passifs qui réagissent lentement à l'exposition à un environnement contenant le gaz d'intérêt et indiquent la concentration gazeuse moyenne au fil du temps. Selon le gaz, le temps d'exposition requis varie de plusieurs heures à une période aussi longue que deux jours.

Les moniteurs à main commerciaux offerts par les fournisseurs de matériel scientifique et de sécurité mesurent également les gaz dangereux (figure 2). Les détecteurs à main surveillent en permanence les concentrations de gaz dans l'environnement, sont compacts et sont munis d'une alarme qui se fait entendre dès la détection d'une concentration dangereuse de gaz. Ils sont parfois munis d'un tuyau d'échantillonnage et d'une pompe permettant de contrôler la présence de gaz dans l'atmosphère d'un espace clos sans y entrer. Au moment d'acheter un moniteur de gaz, vérifier si l'appareil peut être étalonné à la ferme ou s'il a besoin d'être étalonné par des spécialistes. Certains appareils cessent de fonctionner s'ils ont besoin d'être étalonnés.

Le fonctionnement du matériel d'étalonnage nécessite un minimum de formation. Les moniteurs coûtent entre 250 et 400 $ s'ils détectent un seul gaz; les moniteurs qui détectent de multiples gaz et qui sont dotés d'une pompe peuvent coûter jusqu'à 1 000 $. Une solution de rechange à l'achat du matériel consiste à louer un appareil (pour une semaine ou deux) et l'équipement de protection individuelle adéquat d'un fournisseur de matériel de sécurité spécialisé. Ces fournisseurs offrent la formation nécessaire aux personnes qui louent les appareils ou dirigent ces derniers vers des formateurs locaux. Il s'agit de s'y prendre à l'avance si les activités envisagées nécessitent de l'équipement de protection individuelle.

Précautions à observer

Structures de stockage du fumier

Citernes à fumier liquide

Silos

Systèmes de biométhanisation agricole

Consulter la fiche technique no 11-050 du MAAO et du MAR, Sulfure d'hydrogène dans les systèmes de production de biogaz de source agricole, pour des précisions sur les méthodes de gestion des différentes structures qui servent au stockage de matière organique et de produits agricoles et qui sont en contact avec des biogaz.

Préoccupations pour les travailleurs agricoles en lien avec les gaz dangereux

Depuis 2006, la Loi sur la santé et la sécurité au travail s'applique, sous réserve de certaines limitations et conditions, à toutes les exploitations agricoles où sont employés des travailleurs rémunérés, et ce, en vertu du Règl. de l'Ont. 414/05, Opérations agricoles. Elle ne s'applique pas à une exploitation agricole exploitée par une personne qui travaille à son compte et qui n'a pas de travailleurs rémunérés.

Le ministère du Travail publiait récemment l'alerte I33, Alerte : Dangers atmosphériques associés aux silos hermétiques dans les exploitations agricoles, dans la foulée d'un décès survenu récemment dans l'Est de l'Ontario à la suite de l'entrée non planifiée d'une personne dans un silo hermétique. Sitôt entré, le travailleur a succombé à l'atmosphère délétère du silo. L'alerte dresse la liste des exigences qu'employeurs et employés doivent respecter en vertu de la loi et des précautions suggérées relativement à l'entrée dans des structures hermétiques, notamment en ce qui a trait à la formation, à la supervision, aux méthodes de travail, à la signalisation, à la surveillance atmosphérique, à l'équipement de protection individuelle à prévoir et à la ventilation mécanique. En général, l'employeur doit prendre toutes les précautions voulues pour protéger ses travailleurs.

Pour des précisions sur les exigences législatives et les pratiques suggérées, consulter les Directives concernant la santé et la sécurité au travail à l'intention des opérations agricoles en Ontario publiées par le ministère du Travail, à www.ontario.ca/travail (InfoCentre de santé et de sécurité au travail du ministère du Travail, 1 877 202-0008).

Conclusion

Ne jamais supposer que l'atmosphère d'un silo ou d'une structure de stockage du fumier est inoffensive. Sous aucun prétexte et en aucune circonstance, on ne doit entrer dans une fosse à fumier liquide ou dans un silo qu'on vient de remplir, sans être équipé d'un appareil de respiration à adduction d'air à pression positive intermittente. Dans ces espaces clos, les concentrations de gaz mortels sont souvent dangereuses. Ne jamais y pénétrer sans être relié à l'extérieur par un cordage de sécurité et sans bénéficier de la surveillance constante d'une personne responsable dûment formée et compétente. Appliquer les précautions indiquées dans la présente fiche technique et respecter les exigences législatives prévues dans la Loi sur la santé et la sécurité au travail. Placer des écriteaux de mise en garde bien en vue pour avertir les autres de se tenir à l'écart.

Les pages qui précèdent visent à sensibiliser le lecteur aux gaz dangereux qu'on trouve dans les exploitations agricoles. Elles ne garantissent aucunement la conformité aux règlements en matière de santé et de sécurité au travail en vigueur en Ontario. Pour de l'aide locale sur le respect de la Loi sur la santé et la sécurité au travail, on peut appeler l'organisme Workplace Safety & Prevention Services (auparavant la Farm Safety Association) au 1 800 361-8855, sans frais de partout en Ontario.

Bibliographie

American Society of Agricultural and Biological Engineers. Manure Storage Safety, ASABE EP470 JAN1992 (R2005). ASABE, St. Joseph, MI, U.S.

American Society of Agricultural and Biological Engineers. Ventilating Manure Storages to Reduce Entry Risk, ANSI/ASABE S607 OCT2010. ASABE, St. Joseph, MI, U.S.

Loi de 2002 sur la gestion des éléments nutritifs. Règlement de l'Ontario 267/03, tel qu'il a été modifié.

Ministère du Travail de l'Ontario. Directives concernant la santé et la sécurité au travail à l'intention des opérations agricoles en Ontario, Section 7 : « Atmosphères dangereuses et espaces exigus », 2009, ISBN : 1-4249-0805-1.

Ministère du Travail de l'Ontario. Directives concernant les espaces clos, 2011, ISBN : 978-1-4435-6845-6.

Ministère du Travail de l'Ontario. Alerte I33 : Dangers atmosphériques associés aux silos hermétiques dans les exploitations agricoles, 2011, ISSN : 1198-8770.

Patni, N.K., et S.P. Clarke. Gaseous Emissions in Swine Barns and During Slurry Mixing in Sub-Floor Pits, ASAE Meeting Paper Number 034081, American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI, U.S., 2003.