En testant les différentes poussières manipulées dans les installations, des améliorations de sécurité peuvent être apportées pour réduire le risque de déflagration de poussières combustibles. Le constructeur d’équipements de sécurité Fike nous livre son analyse.

Diverses poussières possèdent des propriétés explosives. Par conséquent, lorsque certaines conditions sont réunies, comme la dispersion et l'enfermement des poussières et l'introduction d'une source d'inflammation, une combustion est susceptible de se produire. Parmi les poussières combustibles, nous pouvons citer la farine, le sucre, le lait en poudre, le bois, les plastiques ou encore les métaux. De nombreuses autres variables doivent également être prises en compte, comme la taille des particules et les mélanges. C'est pourquoi connaître les propriétés combustibles des poussières manipulées dans une installation est souvent la première étape pour éviter une explosion de poussières dévastatrice. Examinons trois types spécifiques de tests de «sensibilité» des poussières. Voyons aussi comment la documentation de certaines propriétés explosives peut permettre d'optimiser les ajustements de procédé et de faciliter les efforts de prévention des explosions.

Température minimale d'inflammation d'une couche

La première étape consister à mesurer la température de surface la plus basse requise pour enflammer une couche de poussière.

- Utilisation des données : Surveillance et atténuation des surfaces chaudes au cours d'un processus afin de garantir qu'elles restent sous la Température Minimale d’Inflammation (TMI) de la couche de poussière.

- Normes applicables : ASTM E2021, méthode d'essai standard pour la température d'inflammation des surfaces chaudes des couches de poussière et EN 50281-2-1.

- Documentation des données : Une plaque d'aluminium est chauffée à différentes températures, permettant d'observer de la fumée ou une combustion au niveau de l'échantillon de poussière; la température la plus basse entraînant l'inflammation est la TMI (couche).

- Températures des couches de poussière : Basse: < 300 °C; Moyenne: 300 °C à 450 °C; Haute: > 450 °C. - Plus la TMI est basse, plus la surface chaude est susceptible d’entraîner une inflammation.

Température minimale d'inflammation d'un nuage

Cette donnée indique la température d'inflammation thermique la plus basse requise pour qu'un nuage de poussière s'auto-enflamme.

- Utilisation des données : S'assurer que l'air véhiculé ou les volumes dans les fours, par exemple, restent inférieurs à la TMI du nuage de poussière.

- Normes applicables : ASTM E1491, méthode d'essai standard pour la température minimale d'auto-inflammation des nuages de poussière et EN 80079-20-2.

- Documentation des données : Expose un nuage de poussière à différentes températures jusqu'à ce qu'une auto-inflammation soit observée ou non. La TMI (nuage) est la température limite la plus basse sur une plage de concentrations de poussière.

- Températures des nuages de poussière : Basse: < 400 °C; Moyenne: 400 °C à 600 °C; Élevé: > 600 °C.

- Plus la TMI (nuage) est bas, plus un nuage de poussière est susceptible d'être enflammé par des sources telles que l'air chaud transporté.

Energie minimale d'inflammation

Elle détermine la plus faible quantité de décharge électrique requise pour enflammer un nuage de poussière.

- Utilisation des données : La mise à la terre et la mise à la masse peuvent être utilisées dans les zones identifiées comme présentant un risque de décharge électrique et contribuent à prévenir ou à atténuer une accumulation d'énergie élevée au cours du procédé.

- Normes applicables : ASTM E2019, méthode d'essai standard pour l'Énergie Minimale d'Inflammation (EMI) d'un nuage de poussière dans l'air, EN 80079-20-2 et EN 13822.

- Documentation des données : Un échantillon de poussière est dispersé pneumatiquement dans un cylindre tandis qu'une étincelle est générée entre deux électrodes. L’EMI est la moyenne de l'énergie la plus faible à laquelle l'inflammation du nuage de poussière est observée et de l'énergie la plus élevée à laquelle aucune inflammation n'est observée.

- Énergies d'inflammation : Très faible: < 10 mJ; Faible: 10 à 30 mJ; Moyenne: 30 à 100 mJ; Élevé: > 100 mJ.

- Plus l’EMI est faible, plus le nuage de poussière est susceptible de s'enflammer à cause d'une décharge électrostatique.

Classement des zones

Grâce à ces valeurs d'explosibilité documentées pour les poussières spécifiques présentes dans un procédé, un spécialiste en évaluation des risques sera en mesure d'identifier les zones potentiellement dangereuses liées aux poussières combustibles, et celles qui ne le sont pas, dans l'installation. Par conséquent, certaines zones du procédé où les poussières sont considérées comme non combustibles, ou dont la gravité ou la probabilité d'inflammation est très faible, peuvent être déclassées au profit de zones susceptibles de nuire aux travailleurs ou d'endommager gravement le procédé en cas de combustion. De plus, le spécialiste en évaluation des risques utilisera ces caractéristiques d'explosivité pour suggérer les zones du process nécessitant une surveillance de la température.

Pourquoi réaliser ces tests ?

Les normes NFPA et ATEX exigent la documentation des caractéristiques d'explosivité des poussières d’un process. Ces informations sont essentielles lors de la conception de tout équipement de protection contre les explosions, notamment des systèmes d'évacuation, de suppression et d'isolation des explosions. Que vous ayez besoin d'identifier l'explosivité des poussières manipulées dans une installation ou que vous ayez déjà effectué des tests de poussière, mais que vous ne savez pas comment exploiter les résultats, il est important de collaborer avec un prestataire de confiance pour les analyser et garantir une prévention et une protection fiables contre les explosions.