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Explosions de poussières combustibles : guide de prévention et d'atténuation

Solutions pour prévenir et atténuer les explosions de poudres combustibles (DHA, DSEAR, ATEX)

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Résumé de la section
1. Introduction
2. Prévention des explosions (maîtrise des sources d'inflammation et des poussières)
3. Atténuation des explosions (limitation des dégâts)

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1. Introduction

Une analyse des risques d'explosion de poussières (souvent appelée évaluation des risques ATEX en Europe ou *Facility Dust Hazard Assessment* (DHA) aux États-Unis) vise à identifier les zones où une explosion peut se produire (classification des zones ATEX), définit les risques associés à toute source potentielle d’inflammation, et propose des mesures pour éviter ou atténuer le risque afin de protéger l’**usine**.

Cette page détaille les solutions pour éviter une explosion de poussières combustibles, ou pour en atténuer les effets si elle se produit.

2. Prévention des explosions (maîtrise des sources d'inflammation et des poussières)

Une explosion de poussières combustibles peut survenir lorsque les 5 conditions définies dans le pentagone d'explosion des poussières sont réunies :

• Éviter les sources d’inflammation

Lorsqu’une zone à risque d’explosion de poussières (zone ATEX) a été identifiée, ce qui signifie qu’à tout moment, un nuage de poussière peut être présent en concentration explosive, la première démarche du concepteur ou de l’exploitant doit être de éviter le risque d’explosion. La plupart du temps, l’approche consiste à s’assurer qu’ il n’y aura aucune source d’inflammation dans la zone.

Les sources d’inflammation, ainsi que les mesures possibles pour les éviter, sont détaillées dans le tableau suivant :

Tableau 1 : sources d’inflammation et mesures pour les éviter

Source d’inflammation	Principales actions pour éviter la source d’inflammation Pour plus de détails, veuillez consulter les liens
Électricité statique	Étincelles : assurer la continuité électrique sur toute l’**installation**. Aucune partie conductrice ne doit rester isolée. Décharge conique : limiter le diamètre des trémies / silos Décharge en brosse propagative : pour les matériaux non conducteurs, sélectionner des matériaux avec une tension de claquage < 4 kV
Étincelles mécaniques ou points chauds	Étincelles mécaniques : pour les équipements en acier inoxydable, s’assurer que la vitesse périphérique des équipements rotatifs est < 1 m/s Points chauds : si des pièces frottent les unes contre les autres, la chaleur est généralement contenue si la vitesse périphérique est < 1 m/s
Équipements électriques	Lors de la sélection d’un équipement électrique pour une zone ATEX, vérifier que l’équipement est certifié pour la zone 20, 21 ou 22 Pour les moteurs, s’assurer que la température maximale est inférieure à la TMI et à la TIA de la poudre susceptible d’entrer en contact avec celui-ci
Flammes nues	Les travaux tels que le soudage et la découpe doivent être strictement réglementés et soumis à un permis de travail en zone ATEX

• Utilisation d’un gaz inerte

Lorsque les mesures énumérées ci-dessus ne peuvent pas être garanties, il est toujours possible d’éviter l’inflammation en inertant le procédé. La concentration en oxygène est alors insuffisante pour permettre une combustion. Le procédé peut être balayé à l’azote ou au dioxyde de carbone à cette fin. Cela peut être coûteux et nécessite des mesures spécifiques ainsi que des chaînes de sécurité pour garantir que le procédé est effectivement inerté.

Cette méthode ne fonctionne que *à l’intérieur* des équipements de procédé ; elle n’est pas valable dans l’environnement immédiat du procédé, qui peut également être une zone ATEX.

• Bonnes pratiques de nettoyage

S’assurer qu’il n’y a pas de dépôt de poussière en dehors du procédé est également une mesure, pour certaines zones et situations, afin d’éviter que la poussière ne soit mise en suspension et ne crée une atmosphère dangereuse.

3. Atténuation des explosions (maîtrise des dégâts)

Dans certains cas, les risques d’explosion ne peuvent pas être maîtrisés simplement en supprimant la source d’inflammation, ou l’inertage est trop complexe et coûteux. Dans ce cas, l’ évaluation des risques d’explosion de poussières doit montrer que le risque doit être atténué.

Bien entendu, **TOUTES LES BONNES PRATIQUES DOIVENT TOUJOURS ÊTRE MISES EN ŒUVRE POUR PRÉVENIR L’EXPLOSION**, même si des mesures d’atténuation sont en place.

• Confinement – résistance à l’explosion

La première possibilité pour atténuer les effets d’une explosion est de disposer d’un système capable de résister à l’augmentation de pression en cas d’explosion et d’isoler celle-ci à l’intérieur d’une zone de procédé. Cette solution peut typiquement être utilisée pour des poudres ayant une pression maximale d’explosion, Pmax , < 10 bar g et est souvent employée dans les équipements de broyage.

L’équipement doit être calculé et certifié pour résister au Pmax, et des barrières physiques, comme des vannes, doivent être utilisées pour isoler l’explosion. Cette solution est efficace, mais l’équipement peut être endommagé lors de l’explosion et devoir être remplacé.

• Désenfumage d’explosion (*venting*)

La deuxième solution consiste à permettre à une partie de l’installation de s’ouvrir dès le début de l’explosion, et à évacuer celle-ci à l’extérieur de l’équipement de procédé. Un tel désenfumage est généralement réalisé grâce à un disque de rupture ou un panneau d’explosion positionné sur une trémie ou un silo.

La taille et la pression d’ouverture de l’équipement de désenfumage sont très importantes pour assurer une bonne protection en cas d’explosion et doivent être calculées par une entreprise réputée, à partir des caractéristiques explosives de la poussière. Comme pour les autres systèmes de protection contre les explosions, il est nécessaire d’isoler l’explosion si elle se produit et de la confiner dans la zone du *venting*. L’explosion ne doit pas être autorisée à se propager à plusieurs sections du procédé.

Il existe un risque potentiel là où l'explosion est évacuée, en raison de l'onde de pression et des flammes. Il est nécessaire de diriger l'évacuation de l'explosion vers une zone sécurisée, sans présence de personnel. Dans certains cas, il est possible d'installer un pare-flamme si l'évacuation doit être effectuée à l'intérieur d'un bâtiment.

• Suppression d'explosion

La dernière stratégie pouvant être mise en œuvre pour atténuer une explosion consiste à la supprimer. La suppression peut être réalisée grâce à l'injection de produits chimiques dans le procédé, qui stopperont l'explosion avant qu'elle n'atteigne des pressions dangereuses.

L'installation d'un tel système nécessite des connaissances spécifiques, et une entreprise réputée doit être mandatée pour en assurer la conception et la mise en place.

Un tel système doit également être couplé à un système d'isolement.

• Isolement d'explosion

Comme mentionné précédemment, il est nécessaire d'isoler l'explosion survenant dans une zone du procédé,par rapport aux autres zones, afin d'éviter qu'une explosion dans une partie ne déclenche une autre explosion ailleurs dans l'installation.

Systèmes d'isolement actifs : Vannes à action rapide

Systèmes d'isolement passifs : Vannes Ventex, sas à vanne rotative

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Les mesures mises en place pour éviter les sources d'inflammation ainsi que le type d'atténuation d'explosion choisi, doivent être décrits dans l'analyse des risques ATEX, et les mesures à mettre en œuvre doivent être expliquées. Les conclusions de l'analyse des risques doivent être appliquées par l'usine.