« Pourquoi mes cellules SO2 sont-elles tombées en panne prématurément ? Ah non, …en fait, elles fonctionnent ! Que s'est-il passé ? » Voilà un scénario bien familier. Si les cellules de dioxyde de soufre (SO2) ont généralement une durée de vie comprise entre deux et cinq ans, elles peuvent parfois donner l'impression de tomber en panne prématurément avant de redevenir opérationnelles sans intervention extérieure.
Mesurer la durée de vie d'une cellule
Avant de voir pourquoi les cellules SO2 peuvent tomber en panne prématurément, commençons par comprendre comment Industrial Scientific mesure la durée de vie de ses cellules. Lors de l'étalonnage, on mesure la sensibilité brute de la cellule. On procède ensuite à un calcul pour traduire cette sensibilité en chiffres. La valeur obtenue, appelée « réserve de sensibilité », permet d'estimer facilement quand une cellule devra être remplacée. Une cellule neuve dispose d'une réserve de sensibilité de plus de 100 %. Une cellule en bon état a une réserve comprise entre 70 % et 99 %. Lorsque la réserve se situe entre 50 et 69 %, il faut prévoir de remplacer la cellule. Lorsque la réserve de sensibilité tombe en dessous de 50 %, l'étalonnage échoue et la cellule doit être remplacée. La plupart du temps, la dégradation d'une cellule est linéaire et progressive. Si ce n'est pas le cas, un facteur extérieur est en cause.
C'est de saison !
Le comportement irrégulier des cellules SO2 peut systématiquement être corrélé aux conditions ambiantes. Dans un environnement très froid et peu humide, les cellules SO2 sont susceptibles de perdre en sensibilité.
L'effet d'un faible taux d'humidité sur les cellules SO2 est considérable. Le graphique ci-dessous représente les effets de l'exposition continue d'une cellule SO2 à un taux d'humidité relative de 11 %. La sensibilité chute de plus de 50 % en un mois puis se stabilise. Au bout de deux mois environ, la cellule n'a plus que 50 % de réserve.
Pourquoi les cellules SO2 sont-elles sensibles aux facteurs environnementaux ?
Pour faire simple, c'est la composition chimique des cellules SO2 qui les rend sensibles à leur environnement. Les cellules SO2 contiennent un électrolyte à base d'eau. Cet électrolyte peut facilement se déshydrater dans des conditions de faible humidité, ce qui réduit sa mobilité et entrave sa capacité à participer à la réaction chimique au sein de la cellule électrochimique. Par ailleurs, son point de congélation varie avec les modifications de concentration dues aux changements de conditions ambiantes. Par temps froid, l'électrolyte a plus de risque de geler du fait du changement de concentration et, là encore, de perdre de sa mobilité. La sensibilité de la cellule s'en trouve grandement réduite, pouvant entraîner l'échec de l'étalonnage.
Pourquoi les cellules SO2 redeviennent-elles opérationnelles ?
Si l'électrolyte contenu dans les cellules SO2 peut rapidement se déshydrater dans une atmosphère sèche, il peut aussi absorber l'humidité de l'air. Cela renforce la mobilité des ions et rétablit la sensibilité de la cellule, qui peut alors être étalonnée avec succès.
L'effet des augmentations et des baisses du taux d'humidité est clairement visible si l'on observe l'historique de la sensibilité d'une cellule SO2 à long terme. La courbe ci-dessous montre par exemple que la sensibilité de la cellule est faible en hiver (de janvier à février dans l'hémisphère nord) et élevée lorsque les taux d'humidité et les températures remontent.
En résumé, la cellule perd de sa sensibilité lorsque le temps est froid et sec mais redevient opérationnelle lorsque le temps devient plus chaud et plus humide.
Comment remédier à ce problème ?
D'après les connaissances dont nous disposons sur le comportement des cellules SO2, des mesures de protection et de stockage adaptées contribuent grandement à préserver la durée de vie de ces cellules. Pour éviter que la cellule ne se déshydrate, stockez vos détecteurs de gaz et les cellules de rechange dans une armoire ou un local qui reste relativement humide en hiver. Placer un humidificateur dans le local de stockage du matériel peut par exemple empêcher les cellules SO2 de dysfonctionner. Une autre possibilité consiste à utiliser une cave à cigares, qui maintient le taux d'humidité relative entre 60 % et 70 %.
Une cellule SO2 déshydratée peut généralement être remise en état. Un moyen rapide et simple de réhydrater l'électrolyte est de placer la cellule dans un sac de congélation refermable avec un chiffon humide et d'entreposer le sac fermé dans un endroit chaud. La cellule redevient généralement opérationnelle en une nuit.
Conclusion
Même si la composition chimique des cellules SO2 les rend sensibles aux températures froides et aux taux d'humidité faibles, certaines mesures peuvent être prises pour allonger leur durée de vie. Un appareil aussi simple qu'un humidificateur permet de corriger efficacement les effets néfastes des conditions ambiantes. Il est même possible de remettre en état une cellule dont l'étalonnage a échoué en la plaçant quelques heures dans un environnement humide. De toute façon, l'été reviendra et pendant que nous profiterons de la plage, nos cellules SO2 profiteront du retour d'un air humide et chaud.
