Le risque d’EXPLOSION

Le risque d’EXPLOSION

C’est ….

Le risque d’EXPLOSION

C’est ….

C’est aussi….

Les PMI-PME ont tendance à sous-estimer

les risques liés à la concentration de gaz, de

solvants ou de poussières qui peuvent se

transformer en atmosphère explosive.

On décompte plus de 1 360 accidents

entre 1992 et 2010.

Ce sont des mélanges capables de libérer en un temps très court leur énergie potentielle.

Définition - Substances explosibles

Cette libération s ’accompagne le plus souvent du dégagement d ’un volume important de gaz qui sont portés à une température élevée et exercent une pression extrêmement forte sur les éléments environnants.

Mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs, brouillards ou poussières, dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé.

Définition – Atmosphère explosive

Le risque d’EXPLOSION

Les différentes origines

Les atmosphères explosives

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LES FAMILLES D ’EXPLOSION

• Explosion due à une réaction chimique

• Explosion due à une cause physique

• Explosion nucléaire

• Explosion d ’une enceinte de confinement sous pression

Définitions

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Explosion due à une réaction chimique

• Réaction entre deux composés chimiques réactifs entre eux

avec vitesse de réaction très rapide et énergie libérée très

importante

• Le système déclenche lui-même le processus d ’explosion

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

Rappel

Explosion due à une réaction chimique

Les causes de la réaction peuvent être :

Mise en présence

accidentelle

Présence d’impuretés

dans une cuve de stockage,

une canalisation…

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

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Explosion due à une cause physique

• Le système reçoit un apport d ’énergie de

l ’extérieur. Le système est stable ou stabilisé

dans les conditions normales d ’utilisation

• L’instabilité peut être due à un point chaud, un

choc…

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

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Explosion nucléaire

• La désintégration de noyaux atomiques lourds en

éléments plus légers a lieu en libérant une énergie

considérable.

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

Explosion nucléaire

• Souvent due à la bêtise humaine. Elle provoque les

catastrophes que chacun connaît bien aujourd’ui.

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

• Bien que signataire des accords de non prolifération, le

budget de la recherche nucléaire en France est le seul

budget en augmentation dans la recherche scientifique.

Magazine scientifique avril 04

Menu

Explosion d’une enceinte de confinement sous pression

– substance inexplosibles: éclatement et fuite

– substance inflammable : après éclatement initial le mélange explosible sera allumé par la suite.

LES FAMILLES D ’EXPLOSION

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Elles sont dues à des chocs, à un défaut dans la paroi, à la corrosion,à un

défaut de conception.

ATMOSPHERE EXPLOSIVE

Mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs, brouillards ou poussières, dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé.

Menu Principal Définition retenue du décret 2002-1553 du 24 dec 2002

COMBUSTIBLE

Les conditions du

triangle du feu

sont réunies

Conditions d’une explosion

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COMBUSTIBLE

Les conditions du

triangle du feu

sont réunies

+

Conditions d’une explosion

COMBUSTIBLE

Les conditions du

triangle du feu

sont réunies

+

Conditions d’une explosion

Explo

Confinement

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CONDITIONS D’EXPLOSIVITE 1 COMBUSTIBLE

Les poussières de matériaux combustibles sont

explosives.

• Nature des poussières: Quand le produit pulvérulent combustible est suffisamment divisé et de fine granulométrie, le risque d’explosion existe. Plus les poussières sont fines plus le risque est grand.

• La concentration: les poussières les plus dangereuses sont

explosibles à partir de concentrations comprises entre 20 et 70 mg/m3.

• Formation du nuage: la dispersion des poussières est difficile à caractériser, elle est liée à la densité.

• Les turbulences: Liées aux caractéristiques (vitesse, température, concentration,..) associées à l’existence de tourbillon.

Les poussières concernées Les poussières de matières combustibles, par leur finesse, peuvent entraîner des explosions identiques à celles dues aux gaz. Tous les produits inflammables sous formes de poussières sont susceptibles de s’enflammer et d’exploser : - Poussières de charbon. - Produits alimentaires (farine, amidon, sucre, céréale, lait...). - Produits chimiques (souffre, matières plastiques... ). - Métaux (magnésium, aluminium...).

Les conditions d’explosivité Les nuages de poussières peuvent se former : - Par la mise en suspension de poussières déposées en couches. - Par des traitements de surface (ponçage...). - Lors de transports pneumatiques. -Lors de manutentions.

LES POUSSIERES PEUVENT S’AUTO-ENFLAMMER ENTRE 300 ET 700° C à température ambiante, par une flamme ou une étincelle suffisante

Rappel historique

Le 18 octobre 1982 , l'explosion d'un silo de stockage à Metz a

entraîné la mort de 12 personnes et un blessé grave à l'intérieur de

l'établissement.

Le 11 août 1983, publication d'un arrêté fixant des règles

techniques pour les nouveaux silos.

Le 20 août 1997, dans le silo portuaire de Blaye, une explosion a

entraîné la mort de 11 personnes et un blessé.

Des débris de dimension décimétrique, voire métrique ont été

retrouvés jusqu'à une distance de 100 mètres.

Il y a une douzaine d'accidents par an en France, dont une à deux

explosions en moyenne.

• Le comburant: généralement , c’est l’oxygène de l’air qui intervient comme comburant dans les explosions industrielles. En dessous d’une certaine teneur l’explosion ne peut se produire en dessous de 10 à 15 % d’oxygène.

CONDITIONS D’EXPLOSIVITE 2

PARAMETRES D’EXPLOSIVITE 3 ENERGIE

• Energie minimale d’inflammation: c’est la quantité la plus faible d’énergie à appliquer à un combustible pour l’enflammer lorsqu’il est en mélange avec l’air. Lorsqu’un mélange inflammable n’est pas porté à sa température d’auto inflammation, une énergie d’activation est nécessaire pour démarrer la combustion.

Rappel

• Température d’auto inflammation: comprise entre 300 et 700°C pour un nuage et 150 à 350°C en couche.

• Le point éclair: température minimale à laquelle un mélange de

vapeurs et d’air peut être enflammé.

PARAMETRES D’EXPLOSIVITE 3-2 ENERGIE

• Les nuages de poussière peuvent être enflammés aux T° ordinaires par une flamme ou une étincelle d’énergie suffisante. L’énergie mini d’inflammation varie avec la granulométrie.

• Une étincelle due à l’électricité statique peut être la source de l’explosion.

PARAMETRES D’EXPLOSIVITE 4-1

• Limite inférieure d’explosivité LIE: concentration minimale au dessus de laquelle le mélange peut être enflammé.

• Limite supérieure d’explosivité LSE: concentration maximale au

dessous de laquelle le mélange peut être enflammé. ou encore, c’est la limite au dessus de laquelle l’onde explosive ne se

propage pas, le gaz et les vapeurs brûlent sans exploser. • .

Pour qu’un mélange gazeux puisse s’enflammer et que la combustion se continue il est nécessaire qu’il soit mélangé dans certains pourcentages. Le rapport en volume doit se trouver compris entre deux limites :

PARAMETRES D’EXPLOSIVITE 4-2

• Limite inférieure d’explosivité LIE: concentration minimale au dessus de laquelle le mélange peut être enflammé.

• Limite supérieure d’explosivité LSE: concentration maximale au dessous de laquelle le

mélange peut être enflammé. • .

Les explosions de vapeur et de gaz

Un régime est dit :

• HOMOGENE : réaction de combustion sur tous les points du mélange

• HETEROGENE : la masse prise dans la réaction n’est pas la totalité de la masse disponible.

En pratique, ce sont toujours des régimes hétérogènes.

ATMOSPHERES EXPLOSIVES les limites d ’explosivité et d ’inflammabilité

La valeur Limite Inférieure d’Inflammabilité L.I.I

La valeur Limite Supérieure d’Inflammabilité L.S.I

Pression maximale d’explosion: valeur maximale de pression obtenue dans un récipient fermé lors de l’explosion d’une atmosphère explosive

Exemple de limites

Un mélange composé de METHANE et d’air,

comprenant au minimun 5% de METHANE et au maximum 15% de METHANE, est susceptible de propager la flamme.

0% de gaz 100% de gaz

Zone de combustion/

d ’explosion

LIE LSE

5% correspond à la LIMITE INFERIEUR D’INFLAMMABILITE L.I.I du METHANE dans l’air ou la LIMITE INFERIEURE D’EXPLOSIVITE L.I.E 15% correspond à la LIMITE SUPERIEURE D’INFLAMMABILITE L.S.I ou LIMITE SUPERIEURE D’EXPLOSIVITE L.S.E du METHANE dans l’air

LES EXPLOSIONS DE VAPEURS ET DE GAZ les limites d ’explosivité et d ’inflammabilité

Température

LIE

LIE

LSE

LSE

ATTENTION Ces limites varient selon la température

PRESSION

LIE

LIE

LSE

LSE

LES EXPLOSIONS DE VAPEURS ET DE GAZ les limites d ’explosivité et d ’inflammabilité

ATTENTION Ces limites varient selon la pression

LA TEMPERATURE D’AUTO-INFLAMMATION C ’est la Température suffisante pour déclencher

spontanément des réactions d’oxydation, provoquer leur accélération et atteindre l’explosion. Elle affecte l’ensemble des mélanges GAZEUX. La température d’auto-inflammation est caractéristique d’un mélange GAZEUX.

L.I.E L.S.E T.I°C -PROPANE 2.4% 9.5% 466°C -HYDROGENE 4.0% 75% 585°C

C’est une température assez élevée, le plus souvent entre 250°C ET 650°C.

Gaz Naturel 538 °C LIE 5% LES 15%

ATEX DE VAPEURS ET DE GAZ

Rappel

ATEX DE VAPEURS ET DE GAZ les limites d ’explosivité et d ’inflammabilité

Les vapeurs émises par des liquides s’enflamment

Comme pour les gaz plusieurs conditions sont nécessaires pour qu’un liquide inflammable brûle.

LII et LSI le rapport VAPEUR/AIR est dans la zone L.I.I-L.S.I. Le point éclair C’est la température minimale à laquelle un liquide,soumis à la pression

atmosphérique, émet suffisamment de VAPEURS qui, en se mélangeant avec l’air, sont susceptibles de s’enflammer au contact d’un point chaud.

les limites d ’explosivité et d ’inflammabilité

NE PAS CONFONDRE

POINTS ECLAIRS T° D’AUTO-INFLAMMATION

-BENZENE -11°C 538°C

-ETHANOL +11°C 423°C

-ETHER ETHYLIQUE -44°C 180°C

-ACIDE ACETIQUE +42°C 427°C

-ACETONE -18°C 538°C

-TOLUENE +1°C 536°C

ATEX LA DEFLAGRATION

Propagation de la flamme à une vitesse < à 100 m/s

Régime d’explosion dans lequel la flamme se propage à la vitesse subsonique, précédée par une chasse d’air due aux gaz brûlés.

Zone de combustion

Gaz brûlés

Gaz n ’ayant pas réagi

Surpression modérée (qq millibars)

ATEX – LA DETONATION

Régime d’explosion dans lequel la flamme se propage à la vitesse supersonique.

Zone de combustion

Gaz brûlés Gaz n ’ayant pas réagi

Zone de compression

Front de l ’onde de choc

Même si les conséquences ne sont pas toujours néfastes

pour la santé des personnes ou la vie des salariés, elles

peuvent se révéler catastrophiques pour

l’entreprise.

Il est nécessaire de

protéger les salariés et

les installations.

C’est l’objet des directives européennes ATEX intégrées

au droit français. ATEX

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Tous les secteurs industriels sont concernés par ce risque ATEX.

Sont concernés tous les secteurs d’activité mettant en œuvre des process à

risque « évident » d’explosion…

- Distribution de gaz (cas de fuite…)

- Production d’électricité (transport, broyage et séchage du charbon…)

- Transformation du bois (poussières de bois susceptibles de former des

mélanges (poussières/air explosifs dans les filtres ou les silos…)

- Industrie chimique (procédés de transformation et de traitement de

substances gazeuses, liquides et solides combustibles,…)

- Ateliers de peinture (cabines de peinture lors du laquage de surfaces au

pistolet et vapeurs de solvant libérées…)

- Décharges (fermentation, présence de liquides inflammables…)

- Agriculture (poussières de céréales, biogaz…)

- Entreprises d’épuration de l’eau (gaz de fermentation…)

- Industrie mécanique (poussières métalliques, utilisation de solvants…)

- Raffinerie (hydrocarbures inflammables…)

- Industrie alimentaire (transport et stockage de pulvérulents…)

- Industrie pharmaceutique (alcool,…) Menu Principal

Ne sont pas concernées par la réglementation ATEX :

- les zones servant au traitement médical de patients

- l’utilisation d’appareils à gaz (cuisson, chauffage, réfrigération...)

- l’utilisation, le maniement, le stockage, la fabrication et le transport des

explosifs

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