Atténuer les risques de combustion, protéger des explosions de poussières

Created lundi 26 février 2024

Les poussières sont un sous-produit de la quasi-totalité des process industriels de fabrication, de traitement ou d’emballage. Ces poussières sont bien souvent combustibles et explosives. Les extraire du lieu de travail permet de réduire de façon significative le risque d’accident grave. On estime à 2 000 environ le nombre d’explosions de poussières qui se produisent chaque année en Europe. Si la plupart correspondent à des incidents mineurs, certaines provoquent d’importantes destructions. L’extraction des poussières permet donc de réduire le risque pour les activités de production. Toutefois, si le système d’extraction n’est pas sûr, on ne fait que déplacer le risque.

Qu’est-ce qu’une explosion de poussières ?

Le graphique ci-contre, le « pentagone de l’explosion de poussières », permet de comprendre le risque lié aux poussières combustibles. Pour qu’un incident se produise, il faut que les cinq éléments soient réunis au même moment dans l’installation industrielle :

Poussières combustibles
Source d’inflammation
Oxygène dans l’air
Dispersion des poussières en concentration suffisante pour être explosive
Confinement du nuage de poussière dans une cuve ou sur une zone fermée ou semi-fermée

Une cuve fermée, comme un dépoussiéreur, peut créer les conditions idéales pour une explosion, dès lors qu’une source d’inflammation pénètre dans le système. Pendant un nettoyage par impulsions, un nuage de poussières combustibles est en suspension dans le dépoussiéreur, en concentration élevée. La source d’inflammation, dernier des cinq éléments nécessaires pour une explosion de poussières, déclenche l’explosion.

Si certains incidents sont provoqués par une seule explosion, il est plus fréquent de constater qu’il s’est produit une série de déflagrations. L’explosion initiale peut déloger des poussières inflammables qui se sont accumulées à proximité sur une grande surface, et déclencher des explosions secondaires provoquées par l’explosion initiale ou par d’autres sources d’inflammation. Parmi les événements recensés, ce sont ces explosions secondaires qui ont provoqué l’essentiel des blessures et des dommages matériels.

Les sources possibles d’inflammation sont des étincelles, l’électricité statique, l’abrasion ou les dépôts de poussières dans les conduites, résultant d’un débit inapproprié.

Analysez vos poussières et les risques associés

Comment déterminer si vos poussières sont combustibles et/ou explosives ? On considère par défaut que les poussières sont combustibles ou explosives, sauf si l’on dispose du résultat de contrôles démontrant que les poussières présentent une valeur Kst de 0. Si vos poussières sont d’un type commun, comme la farine, le sucre, etc., et si la granulométrie et la teneur en humidité sont identiques, vous pouvez utiliser les données documentées de contrôles antérieurs. Le contrôle des autres poussières doit être effectué par un organisme notifié, et vous êtes tenu d’archiver les données des essais réalisés.

Si le contrôle donne un résultat positif, il convient de déterminer l’indice d’explosivité (Kst) et l’augmentation de pression maximale (Pmax) des poussières. On considère désormais que toute poussière présentant une valeur Kst supérieure à 0 est explosive, et que la majorité des poussières relèvent de cette catégorie. Plus les particules de poussière sont fines, plus elles sont dangereuses. L’analyse du risque lié aux poussières vous permet de déterminer le niveau de risque de combustion et d’explosion, ainsi que le niveau requis de protection contre les incendies et les explosions.

L’analyse peut être réalisée en interne ou confiée à un prestataire indépendant. Dans les deux cas, l’autorité compétente interviendra finalement pour examiner et valider les constatations de l’analyse.
Le fournisseur de vos équipements de dépoussiérage aura besoin des valeurs Kst et Pmax pour le dimensionnement des systèmes de ventilation ou de suppression des explosions.

Directives ATEX et zonage

Les directives ATEX s’appliquent aux nouveaux équipements et aux équipements en place, ce qui inclut les matériels installés avant la mise en œuvre des directives.

Directive n° 1999/92/CE (« ATEX 137 » ou « Directive ATEX sur le lieu de travail ») concernant les prescriptions minimales visant à améliorer la protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d’être exposés au risque d’atmosphères explosives.
Directive 2014/34/UE (« Directive des appareils ATEX ») relative à l’harmonisation des législations des États membres concernant les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosibles. Le dépoussiéreur doit impérativement être conforme à cette directive s’il se trouve à l’intérieur d’une zone ATEX et/ou s’il est utilisé pour extraire des poussières potentiellement explosives. La mise en conformité est assurée par l’intégration des caractéristiques de sécurité nécessaires, déterminées en fonction du potentiel d’explosivité des poussières.

Plus la probabilité d’une concentration explosive est élevée, plus les exigences de sécurité sont fortes :

Les zones où la probabilité qu’un nuage explosif se forme est faible sont classifiées zone 22.
Si un nuage peut se former au cours de l’exploitation normale sur la zone, cette zone est classifiée zone 21.
Les zones où la présence d’un nuage explosif est permanente ou fréquente au cours de l’exploitation normale sont classifiées zone 20.

Technologies de protection contre les explosions

On utilise différents types d’appareils et de systèmes pour assurer la conformité avec les Directives ATEX des dispositifs de dépoussiérage et de protection contre les explosions. Ces systèmes relèvent de deux catégories :

Les systèmes passifs : un système passif est conçu pour contrôler une explosion, afin d’assurer la sécurité du personnel et de limiter les dommages pour les installations et les équipements.
Les systèmes actifs : les systèmes actifs mettent en œuvre des technologies beaucoup plus coûteuses, et leur certification doit généralement être renouvelée tous les 3 mois.

Quel que soit le système choisi, vous devez vous assurer d’utiliser des dispositifs certifiés de protection contre les explosions.

Les dispositifs passifs

Les dispositifs actifs

ISOLATION CHIMIQUE

Réagissant en quelques millisecondes après la détection d'une explosion, ce système peut être installé dans le conduit d'entrée ou de sortie. Un dispositif comprend un ou plusieurs détecteurs de pression d'explosion, un détecteur de flamme, un agent chimique et un boitier de contrôle. Il génère une barrière chimique qui supprime l'explosion dans la gaine et évite la propagation des flammes.

SUPPRESSION CHIMIQUE

La suppression chimique est utilisée pour détecter et supprimer les explosions dans le dépoussiéreur. Elle est souvent utilisée lorsqu'il n'est pas possible d' utiliser un évent d’explosion ou lorsque la poussière est nocive ou toxique. Le système détecte l’explosion en quelques millisecondes et libère un agent chimique pour éteindre la flamme avant que l’explosion ne puisse se produire.

VANNE A FERMETURE RAPIDE

Conçue pour se fermer en quelques millisecondes après la détection d'une explosion, la vanne s'installe dans les conduits d'entrée et/ou de sortie. Elle crée une barrière mécanique à l'intérieur du conduit qui isole efficacement les fronts de pression et de flamme dans les deux directions, les empêchant de se propager plus loin dans le gainage.

En fonction du process et de l’équipement utilisé, une troisième possibilité peut être envisagée pour assurer la protection contre les explosions de poussières. Les dépoussiéreurs de la série Quad Pulse package destinée au secteur pharmaceutique, intègrent un boîtier résistant aux chocs. Par conséquent, aucun dispositif de ventilation ou de suppression supplémentaire n’est nécessaire pour protéger la cuve elle-même. Dans ce cas, on utilise des vannes pour protéger les tuyauteries.

Fondamentaux de la sécurité

Après avoir analysé la situation et conçu le système, il est essentiel de définir une solution de sécurité, décrivant la maintenance du système d’extraction et les procédures à suivre en cas de modification du processus.

Il est important d’inspecter régulièrement le dépoussiéreur, les systèmes de sécurité, les tuyauteries raccordées et les zones de sécurité environnantes. L’inspection de ces différents éléments doit respecter les prescriptions du manuel d’installation et d’utilisation de chaque fabricant. Il est important également d’éliminer toute accumulation de poussières dans le système, les tuyauteries ou la zone de sécurité aussi souvent que possible. En ce qui concerne le dépoussiéreur, une consigne de nettoyage simple, mais importante, consiste à remplacer correctement les filtres.

Le fait de posséder un certificat déclarant que votre système est sûr ne vous sera d’aucun secours le jour où l’un de vos opérateurs commettra une erreur, et les accidents ont souvent pour origine un événement imprévu. La formation et les procédures de travail contribuent à atténuer les risques liés au facteur humain.

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