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Auteur(s)
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Jean-Louis GUSTIN : Consultant en sécurité des procédés chez Rhodia Rhoditech
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les explosions de poussières résultent de l’inflammation de matières inflammables organiques ou minérales à l’état divisé, en suspension dans l’air.
Lorsque l’inflammation de la poussière se produit dans un espace confiné, une enceinte, elle s’accompagne d’effets mécaniques qui dépendent de la surpression induite par l’explosion et de la vitesse d’augmentation de la pression.
Si le risque d’explosion de gaz ou le risque d’explosion en phase condensée sont bien compris ou admis, le risque d’explosion de poussières est plus difficile à appréhender et à faire comprendre. On le rencontre moins fréquemment dans la vie courante. Il est souvent nécessaire d’insister et d’user de persuasion pour faire accepter l’idée qu’une poussière manipulée dans une installation présente, par ses caractéristiques techniques, un risque d’explosion de poussière élevé.
C’est pourquoi nous avons donné une liste des industries et des activités exposées à ce risque et cité quelques statistiques d’accidents.
Lorsqu’une poussière inflammable est présente en concentration suffisante dans une installation, la probabilité d’avoir une explosion de poussière dépend de la sensibilité de la poussière à différentes sources d’amorçage et de la présence permanente, fréquente ou occasionnelle, d’une source d’amorçage.
La sévérité de l’explosion d’une poussière dépend des caractéristiques Pmax et KSt de celle-ci.
Les très nombreux tests permettant de caractériser la sensibilité des poussières à différents types de sources d’amorçage sont décrits. Il y a lieu de distinguer les tests caractérisant les poussières déposées en couches et les tests caractérisant les poussières en suspension dans l’air.
Concernant ces dernières, la détermination de l’énergie minimale d’inflammation (EMI) et de la température minimale d’inflammation (TMI) des poussières en suspension sont importantes pour caractériser la sensibilité de la poussière.
Les caractéristiques de l’explosion sont mesurées dans des enceintes sphériques. Ainsi, le classement des poussières en fonction de la violence de l’explosion repose sur le KSt mesuré dans une enceinte sphérique. Pour des raisons pratiques, on utilise la sphère de 20 litres de Kühner.
Toutes ces déterminations permettent de faire une synthèse du risque d’explosion de poussières, qui sert de base pour le choix des moyens de prévention et de protection des installations industrielles.
Les moyens de prévention et de protection envisageables sont nombreux :
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le classement des zones où se trouve une atmosphère inflammable et le choix de matériels adaptés en fonction de ces zones, suivant la réglementation ATEX ;
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la prévention des sources d’amorçage ;
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l’inertage des appareils ;
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la protection par évent ou trappes d’explosion ;
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la protection par des suppresseurs d’explosion ;
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l’installation de dispositifs d’isolement des différentes parties de l’installation ;
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l’installation de matériels résistant à la surpression de l’explosion ou à une surpression réduite.
Ces moyens de prévention et de protection contre les explosions de poussières seront présentés dans un deuxième article.
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Inflammabilité des poussières en suspension3. Caractéristiques techniques des poussières inflammables
Si la nature chimique ou la composition de la poussière permet de conclure que cette substance n’est pas oxydable à l’air, il n’est pas nécessaire de réaliser des tests d’inflammabilité sur ce produit et on peut considérer que cette poussière n’est pas inflammable.
le carbonate de soude Na2CO3 , la silice SiO2 , l’oxyde de titane TiO2 ou certains oxydes métalliques qui servent de pigments.
Ces poussières ne peuvent pas être inflammables. Cependant, il ne faut pas se tromper dans ce genre de diagnostic : la poudre d’aluminium, la poudre de fer non oxydé, le silicium, le sulfure de fer, le sulfure de sodium anhydre, peuvent donner des poussières inflammables.
3.1 Répartition granulométrique
La sensibilité d’une poussière à des sources d’amorçage et les caractéristiques de l’explosion obtenue dans une enceinte sont fortement influencées par la répartition granulométrique de la poussière.
Il faut donc avant tout mesurer sa répartition granulométrique, généralement réalisée par tamisage avec des tamis standardisés. Le refus de chaque tamis est pesé et la granulométrie est exprimée en pour-cent pondéraux de poussière dont le diamètre de particule est compris entre le diamètre de la maille du tamis précédent et celle du tamis contenant le refus.
Le diamètre moyen des particules d’une poussière est le diamètre de la maille du tamis sur lequel 50 % de la poussière sont retenues. Ce diamètre peut être utilisé pour spécifier sa finesse.
Si une mesure de répartition granulométrique par tamisage à sec n’est pas praticable, il est possible de déterminer la répartition granulométrique par tamisage humide ou par des mesures optiques. Il est alors souhaitable de spécifier la technique de mesure qui a été employée. Des valeurs de répartition granulométrique sont données pour quelques poussières inflammables dans le tableau 3.
Les poussières les plus fines de substances oxydables sont les plus sensibles. On considère aussi que les poussières très grossières dont le diamètre moyen de particules serait supérieur à 400 µm ne pourraient plus ni se maintenir en...
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Caractéristiques techniques des poussières inflammables
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BECK (H.) - Bemerkenswerte Staubexplosionen der letzten Jahre. - VDI Berichte no 975, 47-70, VDI Verlag (1992).
-
(2) - BECK (H.), JESKE (A.) - Berichte über Staubexplosionen - Einzelereignisse und Documentation. - VDI Berichte no 1272, 365-387, VDI Verlag (1996).
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(3) - BARTKNECHT (W.) - Dust explosions. - Springer Verlag Berlin, ISBN 3-540-50100-2, 145-155 (1989).
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(4) - MAURER (B.), GLOR (M.), LÜTTGENS (G.), POST (L.) - Massnahmen zur Vermeidung von Zündgefahr durch statische Elektrizität beim Befüllen und Entleeren von Behältern. - VDI Berichte no 975, 529-542 (1992).
-
(5) - GLOR (M.) - Electrostatic Hazards in Powder Handling. - Research Studies Press Ltd (1988).
-
(6) - GLOR (M.), MAURER (B.) - Sicheres Befüllen von Silos und Behältern unter Berücksichtigung von Schüttkegelentladungen. - ...
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