Comment se produisent les explosions ? Que faut-il pour cela ? Comment évaluer le danger et, en fin de compte, l’éviter ? Ces questions se posent partout où des mélanges explosifs peuvent se former en raison de la présence de poussières, par exemple.
Vous découvrirez dans l’article suivant quels sont les critères d’évaluation et quelles conditions doivent être remplies.
Comment se produisent les explosions ?
Si l’on s’intéresse au thème ATEX, les mêmes termes reviennent sans cesse. Pour avoir une vue d’ensemble sur ce sujet, il convient de clarifier ces termes.
Un bref aperçu des termes et de leur signification :
- ATEX: ATmosphères EXplosibles = atmosphères explosives
- Matières explosibles: matières ou mélanges solides, liquides, pâteux, gélatineux, qui peuvent être explosifs en l’absence d’oxygène dans l’air.
- Mélange explosif/atmosphère explosive: mélange de gaz, de vapeurs, de brouillards ou de poussières en suspension inflammables avec de l’air ou un autre agent oxydant.
- Explosion: augmentation brutale de la pression et/ou de la température
Chiffres clés de l’explosion sur le thème ATEX
Les caractéristiques de sécurité décrivent les propriétés d’une substance en matière d’incendie et d’explosion. Elles dépendent des conditions environnementales, de la méthode de détermination ainsi que de la substance elle-même.
Les indices d’explosion permettent de calculer les mesures de protection appropriées et les dispositifs de protection nécessaires et de les choisir en fonction de l’utilisation prévue. En outre, ces chiffres clés servent de base à l’élaboration d’évaluations des risques (document relatif à la protection contre les explosions) ou à la sélection des zones Ex.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu pratique des principaux chiffres clés pour la poussière :
| Indice d'explosion | Signification |
|---|---|
| Nombre de cuissons BZ | Caractéristique du comportement au feu des matières solides. L'expérience montre que la propagation du feu pour les substances qui ne présentent qu'un faible comportement au feu à température ambiante augmente avec la température, c'est-à-dire que l'indice de combustion est plus élevé. 1 -> pas de combustion, p. ex. sel 2 -> brûlure brève, par ex. malt 3 -> embrasement/brûlure locale prolongée, par ex. lactose 4 -> propagation d'un feu couvant, p. ex. tabac 5 -> propagation d'un feu ouvert, par ex. le soufre 6 -> combustion avec déflagration, p. ex. poudre noire |
| Température d'incandescence [°C] | Paramètre de la température d'inflammation d'une couche de poussière : température la plus basse d'une surface chaude, déterminée dans des conditions expérimentales, à laquelle une couche de poussière de 5 mm d'épaisseur s'enflamme. La température d'inflammation diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche de poussière. température d'incandescence. |
| Pression d'explosion Pmax [bar] | Valeur de pression la plus élevée d'un mélange poussière/air dans un récipient fermé lors d'une explosion. |
| Groupe d'explosion III | Classification des poussières en fonction de leur pouvoir d'inflammation spécifique inflammabilité, distinction selon les propriétés : IIIA (peluches inflammables), par ex. flocons IIIB (poussière non conductrice), par ex. peinture en poudre IIIC (poussière conductrice), par ex. poussière de métal |
| Énergie minimale d'inflammation MZE [mJ] | Dans les conditions d'essai prescrites (pression atmosphérique, 20°C), la plus petite quantité d'explosif déterminée énergie suffisante pour enflammer l'atmosphère la plus explosive. d'enflammer l'atmosphère. (EN 13237) MZE > 10.000 mJ non inflammable MZE 10 - 10.000 mJ normalement inflammable MZE 3 - 10 mJ particulièrement inflammable MZE < 3 mJ extrêmement inflammable |
| Constante d'explosion Valeur K/KST [bar *m/s] | Valeur de classification qui indique le caractère explosif d'une combustion. exprime le degré de dangerosité. Elle correspond numériquement à la valeur de la vitesse maximale d'augmentation de la pression lors d'une explosion d'un mélange poussière/air dans un conteneur de 1 m³. |
| Classe d'explosion de poussière | Expression de la capacité d'explosion St 1 KST - Valeur : < 200 St 2 Valeur KST : 200 - 300 St 3 Valeur KST : > 300 |
| Concentration limite en oxygène SGK [Vol%] | Valeur de la concentration maximale d'oxygène dans d'un mélange d'air, de gaz inerte et de gaz, pour laquelle aucune explosion n'est possible. Si la CGS n'est pas atteinte, il n'est plus possible de déclencher une explosion (trop peu d'oxygène disponible). |
| Auto-inflammation | Inflammation d'un tas de poussière sous l'effet de la chaleur de tous côtés et en présence d'air après un auto-échauffement préalable. |
| Température d'auto-inflammation [°C] | Température à laquelle la poussière s'enflamme spontanément se produit. Celle-ci dépend du type de poussière, de la forme et de la de la taille du produit en vrac et de la durée de l'exposition à la chaleur. |
| Taille des particules/grains [μm] | Taille des particules, indication sur la médiane (50% est plus grande et 50% est plus petite que cette valeur). Indicateur de la capacité d'inflammation de la poussière. Plus la taille des particules diminue, plus la tendance des d'explosion, c'est-à-dire que plus la poussière est fine, plus elle est inflammable. elle est plus facile à enflammer et la réaction est d'autant plus violente. |
| Température d'inflammation [°C] | Température la plus basse d'une surface chaude, déterminée dans des conditions expérimentales, à laquelle se produit l'inflammation d'une substance inflammable sous forme de mélange poussière/air ou vapeur/air. La température d'inflammation d'une couche de poussière (température d'incandescence) diffère de la température d'inflammation d'un nuage de poussière. La valeur la plus basse détermine la température de surface maximale autorisée. |
Conditions préalables à une explosion
Les explosions peuvent être évitées. Pour cela, il est indispensable de connaître le « pentagone des dangers » : ce pentagone représente les causes des explosions dans un contexte. Dans ce cas, il suffit d’éliminer l’une de ces conditions préalables à une explosion pour qu’elle ne se produise plus.
| N° | Condition préalable | Explication |
|---|---|---|
| 1 | Substance inflammable | par exemple, la poussière générée par la production |
| 2 | Finesse suffisante | Plus la poussière est fine, plus elle est facile à enflammer. Si la taille des grains est < 1 mm, il n'y a pas de risque d'explosion. Plus la taille des grains est petite, plus une explosion est probable (selon le type de poussière). |
| 3 | Mélange | Plus la densité de poussière dans l'air est élevée, plus le mélange est explosif. La concentration est ici déterminante : il existe une limite de concentration minimale et une limite de concentration maximale qui délimitent le domaine de l'explosivité (s'il y a trop ou trop peu de poussière, aucune explosion ne peut se produire). |
| 4 | Source d'inflammation efficace | La norme DIN EN 1127 décrit différentes sources d'inflammation. Pour la construction et l'utilisation d'installations de dépoussiérage ou de filtrage, on peut citer par exemple les surfaces chaudes, l'électricité statique ou les étincelles produites mécaniquement. |
| 5 | Oxydant | L'oxydant est par exemple l'oxygène présent dans l'air. Sa proportion peut être réduite par inertage, ce qui limite le risque d'explosion. |
Conclusion
Selon le type de poussière, il existe un risque plus ou moins important d’explosion dans une installation de production. Cette occurrence doit être évitée pour protéger le personnel ainsi que l’installation et, le cas échéant, les installations suivantes. Pour cela, il est essentiel de connaître le type de poussière ainsi que les conditions générales de formation d’une explosion. Si l’on sait ce qui se passe dans le processus, le risque d’explosion peut être éliminé efficacement en amont.
