Propriétés physiques d'explosion de poussière
Caractéristiques physiques clés à recueillir pour évaluer les risques d'explosion de poussière et concevoir un processus sûr
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| Résumé de la section |
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| 1. Résumé des caractéristiques inflammables et explosives de la poussière |
1. Tableau récapitulatif des caractéristiques inflammables et explosives de la poussière
Un point clé à retenir lors de la réalisation d'une analyse des risques d'explosion de poussière est que dès qu'un matériau peut être oxydé, c'est-à-dire enflammé, il présente un risque d'explosion de poussière. Le risque d'explosion et ses conséquences sont ensuite évalués grâce aux caractéristiques physiques de la poudre étudiée.
Il est nécessaire de recueillir ces données physiques par le biais d'expériences qui devraient être menées par des instituts de sécurité réputés. Ces données devraient faire partie des FDS des produits, mais sont parfois manquantes, incomplètes ou peu fiables, ce qui nécessite de nouveaux tests.
Tableau 1 : propriétés d'explosion de poussière
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5. Économies d'énergie
| Propriété | Définition |
|---|---|
| Énergie minimale d'initiation MIE (mJ) |
Cette donnée est très importante pour l'analyse des risques d'explosion de poussière, elle montrera à quel point il est facile d'enflammer un nuage de poussière La MIE est égale à l'énergie minimale nécessaire à apporter par une étincelle à un nuage de poussière d'une concentration donnée pour l'enflammer. Les valeurs se situent entre 1 et 1000 mJ. Plus la valeur est proche de 1 mJ, plus le nuage de poussière est susceptible d'exploser, ce qui entraîne des conceptions de processus spécifiques. |
| Température minimale d'inflammation MIT (°c) |
Si un nuage de poussière entre en contact avec une surface chaude, il peut exploser. La température minimale d'inflammation est la température minimale pour laquelle une surface chaude enflammera un nuage de poussière Les MIT de 200 à 300 °C sont assez courants. Plus la température est basse, plus les précautions à prendre pour éviter les surfaces chaudes dans le processus ou dans la zone de processus doivent être importantes. Les moteurs, par exemple, doivent faire l'objet d'une attention particulière. |
Figure 1 : signification physique du SIT
| Température d'auto-inflammation SIT (5 mm) (°c) |
Lorsque la poudre forme un dépôt sur une surface chaude, elle peut commencer à se consumer. Le SIT mesure la température minimale de la surface nécessaire, pour une couche de 5 mm, pour commencer à enflammer la poudre. Cela peut être particulièrement dangereux, car la poudre en combustion peut déclencher un incendie ou une explosion si elle entre en contact avec un nuage de poussière. |
| Résistivité électrique de la poudre (Ω.m) |
La résistivité électrique du matériau permettra d'évaluer à quel point il est facile d'accumuler des charges électrostatiques. Si le matériau est conducteur, ces charges se dissiperont facilement, mais si le matériau a une résistivité élevée, l'accumulation peut être conséquente. La résistivité joue un rôle dans les décharges de cône d'explosion qui peuvent généralement se produire dans les silos après le remplissage. |
| Concentration explosive minimale (kg/m3) |
Pour pouvoir déclencher l'explosion d'un nuage de poussière, la concentration de poudre en suspension dans l'air doit être suffisante. Cette concentration minimale est appelée concentration explosive minimale. Elle est en fait la plupart du temps faible, de l'ordre de 0,02 à 0,04 kg/m3, selon le produit. Même si cette concentration semble faible, en réalité, un nuage de poussière à cette concentration est visuellement très dense, il est très difficile de voir 1 à 2 m plus loin avec une telle concentration.
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Figure 2 : profil de pression d'une explosion de poussière
| Pression maximale d'une explosion Pmax (bar) |
Lorsqu'une explosion se produit dans un environnement confiné, elle entraîne une expansion du gaz due à la combustion et au chauffage et donc une augmentation de la température. Selon le matériau de la poussière, la pression maximale varie. Pmax caractérise la pression maximale d'explosion pour une poudre donnée. Cette valeur est utilisée pour dimensionner les systèmes d'atténuation des explosions. La pression maximale est généralement comprise entre 4 et 10 bars, mais elle doit être définie pour chaque matériau. |
| Constante d'explosion Kst ou Kmax (bar.m/s) |
L'augmentation de pression jusqu'à Pmax peut se développer plus ou moins rapidement en fonction du matériau. La variation de pression peut être décrite grâce à une constante d'explosion Kst (également appelée Kmax selon le pays). Plus Kst est élevé, plus l'explosion se développera rapidement et l'augmentation de pression sera importante. Kst est nécessaire pour dimensionner les équipements d'atténuation des explosions tels que les panneaux d'explosion, de sorte qu'ils puissent agir suffisamment rapidement avant que la pression n'atteigne Pmax. Les poudres peuvent être classées en classes d'explosion selon Kst : St1 : 0 < Kst < 200 St2 : 200 < Kst < 300 St3 : 300 < Kst < 600 |