Monoxyde de carbone

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Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule chimique est CO, sa molécule est donc composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ; il est gazeux dans les conditions normales de pression et de température. Le monoxyde de carbone est incolore, inodore et toxique. Produit par toute combustion de matière organique lorsque l'oxygénation du foyer est insuffisante (combustion incomplète), il peut être la cause d'intoxications mortelles. Le monoxyde d
Monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule chimique est CO, sa molécule est donc composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ; il est gazeux dans les conditions normales de pression et de température. Le monoxyde de carbone est incolore, inodore et toxique. Produit par toute combustion de matière organique lorsque l'oxygénation du foyer est insuffisante (combustion incomplète), il peut être la cause d'intoxications mortelles. Le monoxyde de carbone est métastable à température et pression ambiantes. Il a tendance à réagir avec une autre molécule de monoxyde de carbone pour former du dioxyde de carbone et du carbone, selon l'équilibre de Boudouard. C'est selon cette réaction réversible qu'on transporte du carbone.

Chimie

C'est la théorie des orbitales moléculaires qui est la plus à même de décrire la structure du monoxyde de carbone. La distance interatomique de 0, 111 nm) correspond à une triple liaison partielle. La molécule présente un faible moment dipolaire avec une charge partielle négative sur le carbone. Le monoxyde de carbone intervient souvent dans la métallurgie comme produit de la réduction de certains métaux par le carbone, le fer par exemple. Le nickel forme avec le monoxyde de carbone un composé volatile, le nickel carbonyl (cancérigène). Ce composé se décompose immédiatement en monoxyde de carbone et nickel ce qui permet la purification du nickel. On peut produire de l'acide acétique en faisant réagir du monoxyde de carbone et du méthanol avec une catalyse homogène de rhodium (procédé Monsanto). Le monoxyde carbone réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone suivant la réaction 2 CO + O -> 2 CO

Biologie

Toxicité

Le monoxyde de carbone est émis par les automobiles quand la température est insuffisante pour une oxydation complète des hydrocarbures de l'essence en eau et en CO2, température insuffisante du fait d'une durée insuffisante dans la chambre de combustion ou du fait d'une présence insuffisante d'oxygène. Il est généralement plus difficile de créer une combustion à faible rejet de CO qu'à faible rejet d'imbrûlés. La première source de CO pour l'homme est la cigarette. Le CO a une forte affinité (230 fois supérieure à celle du dioxygène) pour l'ion fer de l'hémoglobine, le principal transporteur d'oxygène dans le sang. De ce fait, peu de CO dans l'air inspiré conduit rapidement à la formation de carboxyhémoglobine qui remplace l'oxyhémoglobine. La capacité de transport de l'oxygène est diminuée et devient rapidement insuffisante pour apporter l'oxygène nécessaire aux tissus. Par ailleurs, le CO bloque des enzymes de la chaîne respiratoire mitochondriale : il s'ensuit une impossibilité pour la cellule d'utiliser l'oxygène qui lui parvient. Ainsi, l'organisme souffre rapidement d'une hypoxie généralisée : hypoxie "de transport" (dite hypoxie hypoxémique) et hypoxie "d'utilisation" (dite hypoxie histotoxique). Les tissus les plus sensibles au manque d'oxygène sont ceux qui en utilisent le plus, surtout si leur réserve énergétique est faible : le système nerveux central et le cœur sont les plus touchés. Une exposition suffisante peut rendre une personne inconsciente simplement en réduisant l'apport d'oxygène au cerveau, et provoquer des dommages cérébraux jusqu'au décès par anoxie. La carboxyhémoglobine a une teinte rouge vif de tel sorte qu'un empoisonnement au CO peut provoquer une teinte rose au niveau des joues. Cette coloration dite "teinte cochenille" est rarement observée en clinique. Elle est parfois constatée dans les intoxications massives, lors de l'autopsie. Les premiers secours pour une intoxication au monoxyde de carbone consistent à retirer la personne de la pièce d'exposition (sans se mettre en danger, le CO est inodore), appeler les secours, masser en cas d'arrêt cardiaque, voire défibriller si l'on dispose de l'équipement adéquat, insuffler (bouche à bouche, ballon). L'apport d'oxygène, antidote de l'intoxication, est souhaitable, aussi rapidement que possible. Dans certains cas, une hyperoxygénation en caisson hyperbare sera prescrite. La principale cause d'intoxication aigüe est l'utilisation de chaudières et cheminées à l'entretien imparfait ou trop espacé dans des pièces mal ventilées (hiver). On recense chaque année de nombreux décès de la sorte. Une cause émergente est l'utilisation d'appareils de chauffage d'appoint (gaz, pétrole, ...) fonctionnant de façon prolongée (> 2 heures) : ces appareils utilisent l'oxygène de la pièce où ils fonctionnent et y rejettent la totalité des gaz brûlés.

Physiologie

Le corps produit naturellement du monoxyde de carbone. L'hème de l'hémoglobine est le substrat d'une enzyme (oxygénase) qui va produire du monoxyde de carbone et de la biliverdine. La biliverdine peut alors être réduite en bilirubine qui sera excrétée par le foie. Au niveau du cerveau, on a pu mettre en évidence un rôle de neurotransmetteur au monoxyde de carbone.

Intoxication au monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore : il est indétectable sauf par l'utilisation d'un appareil spécifique. Sa densité est voisine de celle de l’air : il se diffuse très rapidement dans le lieu où il est produit. Sa production résulte de la combustion incomplète de toute molécule organique. On peut notamment citer : bois, butane, propane, gaz naturel, charbon, essence, fioul, pétrole. Dès que la concentration d'oxygène diminue au niveau du foyer de combustion et notamment lorsque la concentration d'oxygène devient inférieure à 14 %, la production de monoxyde de carbone est majoritaire. Il agit comme un gaz asphyxiant très toxique qui, absorbé en quelques minutes par l’organisme, se fixe sur l’hémoglobine et sur les enzymes de la chaîne respiratoire au niveau de la cellule. Le monoxyde de carbone a en effet 200 fois plus d'affinité pour l'hémoglobine que l'oxygène. Parmi les multiples sources de monoxyde de carbone, on peut notamment citer :
- tous les moteurs à explosion quel que soit le combustible (automobiles, groupes électrogènes, motopompes, ...).
- les systèmes fixes de chauffage avec combustion.
- les appareils de chauffage d'appoint avec combustion (qui d'une part consomment l'oxygène de la pièce où ils fonctionnent et, d'autre part, y rejettent les gaz brulés, dont le monoxyde de carbone).
- les appareils de production d'eau chaude avec combustion.
- tout appareil ou outillage avec combustion (décolleuse à papiers-peints, ...).
- la combustion du tabac, principale source d'exposition chronique. Ces risques se multiplient souvent en cas de mauvais temps ou de tempête, où le vent refoule bien souvent le gaz à l’intérieur du bâtiment. Beaucoup d’intoxications sont dues au mauvais fonctionnement des appareils de chauffage et anomalies d’aération. On recense également l'utilisation du monoxyde de carbone comme méthode de suicide. L'écrivain Émile Zola est une des victime les plus célèbre d'intoxication au monoxyde de carbone: Il est mort pendant son sommeil à son domicile, le 29 septembre 1902.

Symptômes

- À faible exposition : mal de tête frontal, nausées.
- À exposition moyenne : mal de tête frontal persistant avec sensation de battements, nausées, vertiges ou étourdissements, somnolence, vomissements, pouls rapide, baisse des réflexes et du jugement.
- À exposition très importante : faiblesse, évanouissement, convulsions, coma, décès. Mal de tête et nausées sont les symptômes les plus fréquemment rencontrés. Ils sont inconstants et non spécifiques. Les femmes enceintes, les personnes âgées et les enfants de moins de deux mois sont plus fragiles face au monoxyde de carbone.
- Durée d'exposition : Il agit comme un gaz asphyxiant très toxique qui, absorbé en quelques minutes par l’organisme, se fixe sur l’hémoglobine :
- 0, 1 % de CO dans l’air tue en une heure
- 1 % de CO dans l’air tue en 15 minutes
- 10% de CO dans l’air tuent immédiatement. Dans la fumée de cigarette, le CO peut varier en fonction de l'aération du milieu, cependant, il peut être présent en grande quantité car il se dégage de la combustion incomplète des composants de la cigarette. Il faut savoir que le non-fumeur est plus exposé à de nombreuses toxines (dont le CO fait partie) que le fumeur lui même.

À savoir

En ce cas, il faut :
- aérer immédiatement les locaux en ouvrant portes et fenêtres.
- faire évacuer les locaux et vider les lieux de leurs occupants.
- appeler les secours

Traitement

L'antidote de l'intoxication par le monoxyde de carbone est l'oxygène. Le plus souvent utilisé en normobarie, il est, dans les cas les plus graves, utilisé en hyperbarie dans un caisson d'oxygénothérapie hyperbare.

Sécurité

Que faire en cas d’accident ? Les consignes de sécurité en cas d’accident dû au monoxyde de carbone sont simples :
- Aérer immédiatement les locaux en ouvrant portes et fenêtres.
- Faire évacuer les locaux et vider les lieux de leurs occupants.
- Appeler les secours
- Ne réintégrer les locaux qu’après le passage d’un professionnel qualifié qui recherchera la cause de l’intoxication et proposera les travaux à effectuer.
- Contacter : La direction départementale des Affaires Sanitaires et Sociales ou le Laboratoire central de la Préfecture de Police pour Paris et les départements 92, 93 et 94. Ces services sont en mesure de vous donner des informations complémentaires et peuvent intervenir pour vous permettre d’obtenir une aide.

Référence ONU pour le transport de matières dangereuses

- Nom (français) : Monoxyde de carbone comprimé :
- Classe : 2 :
- numéro : 1016

Voir aussi

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Sujets connexes
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