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
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
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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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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
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