Chapitre 12 – Changements d'état | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Yannis, vernisseur chez Mobilier Excellence à Lille, prépare son atelier pour le pulvérisateur. Il pulvérise 2 L de vernis acétate (acétate d'éthyle CH₃COOC₂H₅) en 10 minutes. Il doit vérifier que la ventilation est suffisante pour rester sous la VLEP.
Calculer la masse de solvant pulvérisée (60 % de 2 L de vernis, densité 0,90).
Volume de solvant : 2 × 0,60 = 1,2 L.
Masse : m = ρ × V = 0,90 × 1,2 = 1,08 kg = 1 080 g de solvant.
Calculer le débit d'évaporation (en g/min puis g/h), en supposant que tout le solvant s'évapore en 10 minutes.
Débit : 1 080 g / 10 min = 108 g/min = 6 480 g/h ≈ 6,5 kg/h.
L'extracteur évacue 2 000 m³/h. Si tout le solvant évaporé est uniformément mélangé à cet air, calculer la concentration en acétate dans l'air sortant (en mg/m³).
Concentration : 6 480 g/h / 2 000 m³/h = 3,24 g/m³ = 3 240 mg/m³.
Comparer cette concentration à la VLEP-8h de 1 400 mg/m³. Conclure.
3 240 mg/m³ > 1 400 mg/m³ → la concentration dépasse 2,3 fois la VLEP-8h.
La ventilation est insuffisante. Yannis ne doit pas rester dans la cabine pendant la pulvérisation, ou alors il doit porter un masque cartouche A (vapeurs organiques).
Yannis envisage 2 solutions :
Calculer la nouvelle concentration pour chaque option.
A — Extracteur 4 000 m³/h : 6 480 / 4 000 = 1 620 mg/m³. Toujours au-dessus mais beaucoup plus proche.
B — Pulvérisation en 20 min : 1 080 g / 20 min = 54 g/min = 3 240 g/h. C = 3 240 / 2 000 = 1 620 mg/m³. Même résultat que A.
Ni A ni B seuls ne suffisent. Combiner A + B donnerait : 3 240 / 4 000 = 810 mg/m³ < 1 400 → conforme.
Yannis remarque que sur l'étiquette du vernis, il y a un pictogramme « inflammable ». Pourquoi l'évaporation augmente-t-elle ce risque ?
Les vapeurs de solvant inflammable peuvent former un mélange explosif avec l'air si leur concentration dépasse la limite inférieure d'explosivité (LIE).
Pour l'acétate d'éthyle, LIE = 2 % en volume = ≈ 70 g/m³. Sans ventilation, on pourrait facilement dépasser cette limite. Une étincelle (interrupteur, cigarette) suffirait alors à provoquer une explosion. C'est pourquoi en cabine de vernissage : ventilation obligatoire + matériel ATEX (anti-déflagrant).
Yannis pulvérise 4 fois par jour, 220 jours par an. Calculer la masse annuelle de solvant rejetée dans l'atmosphère.
Annuel : 1 080 × 4 × 220 = 950 400 g ≈ 950 kg/an.
C'est presque 1 tonne de COV émis par an pour cette seule activité de vernissage. Cela représente une émission importante au regard de la réglementation environnementale (directive Solvants 2010/75/UE). À l'échelle d'une grosse menuiserie, des filtres à charbon actif peuvent être obligatoires.
Yannis envoie un mail au responsable HSE pour valider sa procédure. Rédiger en 5 lignes.
Procédure pulvérisation acétate d'éthyle
• Dose : 2 L de vernis (1,08 kg de solvant) en 20 min (au lieu de 10).
• Cabine 40 m³, extracteur porté à 4 000 m³/h pendant la pulvé.
• Concentration estimée : ≈ 810 mg/m³ < VLEP 1 400 mg/m³ ✔
• EPI obligatoires : masque cartouche A, gants nitrile, lunettes.
• Vérifier extracteur avant chaque session, ne pas fumer ni utiliser téléphone non ATEX dans la cabine.
Pour limiter les émissions, on peut remplacer le vernis solvanté par un vernis à l'eau (1-5 % de COV au lieu de 60 %). Quelle économie en émissions annuelles ?
Vernis à l'eau (estimons 3 % de solvant) : 950 kg × 3/60 = 47,5 kg/an au lieu de 950 kg.
Économie : 902,5 kg/an de COV évités, soit 95 % de réduction. Bénéfice écologique majeur. Le vernis à l'eau est aussi moins dangereux pour l'opérateur (pas de risque incendie, moins de toxicité).
Inconvénients : durée de séchage plus longue, finition légèrement différente, parfois moins résistante à l'eau et à l'usure. Conviennent surtout pour le mobilier intérieur.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Changements d'état) et §6 (Évaporation des solvants — sécurité) de la leçon Ch12.