Risque d'inflammabilité

Pour que le gaz s'enflamme, il faut une source d'allumage, généralement une étincelle (ou une flamme ou une surface chaude), du combustible et de l'oxygène.

Pour qu'il y ait inflammation, la concentration de gaz ou de vapeur dans l'air doit être telle que le "combustible" et l'oxygène puissent réagir chimiquement et que l'énergie d'une molécule qui brûle soit suffisante pour déclencher la réaction dans la molécule suivante, et ainsi de suite. La puissance de l'explosion dépend du "combustible" et de sa concentration dans l'atmosphère. La relation entre le combustible, l'air et l'inflammation est illustrée par le "triangle du feu".

Le concept de "tétraèdre de feu" a été introduit plus récemment pour illustrer le risque d'incendie dû à une réaction chimique.

Pour la plupart des types d'incendie, le modèle original du triangle du feu fonctionne bien - la suppression d'un élément du triangle (combustible, oxygène ou source d'inflammation) empêchera le feu de se déclarer. Toutefois, si les molécules sont trop espacées, les molécules de combustible et d'oxygène qui réagissent ne transmettent pas suffisamment d'énergie aux molécules voisines pour déclencher leur réaction.

Dans certaines situations, par exemple lorsque le feu implique des métaux brûlants comme le lithium ou le magnésium, l'utilisation de l'eau pour éteindre le feu pourrait entraîner une augmentation de la température, voire une explosion. En effet, ces métaux peuvent réagir avec l'eau dans le cadre d'une réaction exothermique et produire de l'hydrogène inflammable qui s'ajoute au combustible qui brûle par la suite.

Toutes les concentrations de gaz ou de vapeur inflammables dans l'air ne brûlent pas ou n'explosent pas. La limite inférieure d'explosivité (LIE) est la concentration la plus faible de "combustible" dans l'air qui brûle. Pour la plupart des gaz inflammables, elle est inférieure à 5 % en volume, et pour beaucoup d'entre eux, elle est de 1 % en volume. À des concentrations inférieures, les molécules de combustible sont trop dispersées pour entretenir un front de flamme. Le risque d'explosion est élevé, même lorsque des concentrations relativement faibles de gaz ou de vapeur s'échappent dans l'atmosphère, si les conditions permettent à la concentration de combustible de monter en flèche à n'importe quel endroit. Cela se produit si le combustible est très lourd ou très léger par rapport à l'air ambiant, ou encore à proximité de la fuite si l'air est immobile.

Les niveaux de LIE sont définis dans les normes suivantes : ISO10156 et IEC60079. La norme ISO "originale" énumère les LIE obtenues lorsque le gaz est à l'état statique. Les LIE répertoriées dans les normes EN et CEI ont été obtenues avec un mélange de gaz agité, ce qui se traduit par des LIE plus basses dans certains cas (c'est-à-dire que certaines molécules de gaz mettent suffisamment de temps à brûler pour être en moyenne plus proches des molécules voisines lorsqu'elles sont agitées, et donc capables d'apporter suffisamment d'énergie pour entretenir un front de flamme).