Présentation des poussières combustibles

Par Koen Oostvogels, ingénieur en développement d’applications chez Donaldson

Les poussières en suspension dans l’air produites par de nombreux processus de fabrication ne sont pas un simple problème de ménage. Une fois que ces particules se sont déposées dans des endroits difficiles d’accès, toute perturbation ultérieure peut produire un nuage de poussière potentiellement explosif.

La plupart des sites doivent donc créer un plan d’atténuation, y compris sur des sites qui ne sont pas traditionnellement considérés comme « à risque ». Il est important d’étudier les exigences légales dans votre région et de réduire les risques d’incidents, en commençant par se poser la question suivante : « Ma poussière est-elle combustible ? ».

Ce n’est pas aussi simple qu’il n’y paraît. Peu de personnes fumeraient une cigarette en faisant le plein d’essence de leur voiture, mais beaucoup n’hésiteraient pas à s’en allumer une pendant une pause lors de travaux de rénovation qui ont produit beaucoup de sciure.

Tout matériau fin susceptible de s’enflammer lorsqu’il est mélangé à de l’air présente un risque potentiel. Il s’agit par exemple de la plupart des matières organiques solides (sucre, farine, bois, etc.), des métaux, etc. En fait, même la poussière d’aluminium partiellement oxydée produite par la découpe au plasma peut être considérée comme explosive dans certaines circonstances. Une évaluation correcte des risques est nécessaire.

Pour commencer, vous pouvez envoyer un échantillon de votre poussière à un laboratoire qualifié. S’il s’avère qu’elle est combustible, d’autres tests permettront de déterminer si elle est explosive, la vitesse à laquelle une explosion peut se produire, et la force que celle-ci peut transporter. Ces informations permettront d’orienter le choix de l’équipement nécessaire pour atténuer les risques.

Le pentagone des explosions – Stratégies de gestion des risques

Si la gestion d’un ou plusieurs éléments du célèbre triangle du feu (oxygène, chaleur et combustible) permet de réduire le risque d’incendie, les stratégies de gestion du risque d’explosion doivent tenir compte de deux autres éléments. L’ajout de la dispersion et du confinement des poussières produit le pentagone des explosions, et peut nécessiter une stratégie distincte pour traiter tout risque d’explosion restant.

L’élément combustible du pentagone des explosions est le nuage de poussière finement dispersé. On considère généralement qu’un nuage suffisamment dense pour masquer votre main (une couche de poussière à partir de 0,5 mm) présente un risque. Et, un peu comme le propane qui n’est dangereux qu’entre 1,8 et 8,4 % de concentration dans l’air, la taille des particules est un facteur clé. L’institut allemand de la sécurité et de la santé au travail¹ présente les résultats de ses tests sur divers échantillons de poussière, notamment la taille des particules et la concentration requises pour permettre la combustion.

La sciure, par exemple, ne présente généralement un risque qu’à une taille inférieure à 63 microns (plus la poussière est fine, plus elle a de surface de réaction avec l’oxygène) et à une concentration supérieure à 30 g/m³. Supposons donc que notre fumeur travaille dans une pièce de 150 m³ et qu’il y ait une couche de poussière de 0,5 mm sur la surface au sol de 50 m². Cela équivaudrait à 0,025 m³ de poussière, soit 15 kg pour une densité typique de 600 kg/m³. Et si cette poussière arrivait en suspension dans l’air, la concentration serait de 100 g/m³ et présenterait un danger évident.

Il est primordial de connaître les propriétés de votre poussière. Trois paramètres principaux doivent être testés, à commencer par Pmax, la pression maximale qui peut être atteinte en fonction de la taille des particules. Vient ensuite la vitesse de montée en pression, qui varie en fonction du volume de la pièce ou de la cuve. Le produit de la montée en pression par le volume détermine le Kst, qui indique la vitesse de montée en pression et permet de définir quatre catégories de risque : de St0 (n’explose pas) à St3 (très forte explosion). Il convient toutefois de noter qu’une explosion St1, assez faible, n’est pas moins dangereuse qu’une explosion de catégorie St3.

Le dernier paramètre important tient à l’énergie d’allumage minimale requise, ce qui réduira les risques de manipulation. Les autres paramètres sont la température d’incandescence, le caractère conducteur ou non de la poussière et la possibilité d’auto-inflammation. Tous ces facteurs sont très spécifiques à une poussière particulière générée par un processus donné. Il est donc toujours recommandé de demander l’avis d’un professionnel.

Planifier pour réduire les risques

Une fois que vous avez déterminé la combustibilité de votre poussière, vous pouvez élaborer un plan pour atténuer les risques de votre processus. Pour commencer, bien qu’un ménage correct ne soit qu’une solution partielle, il est important de contrôler votre processus pour identifier où des poussières nuisibles sont produites, libérées ou s’accumulent, et de prendre des mesures appropriées. Cela inclut souvent les emplacements d’admission et de mélange, de décharge des sacs, les postes de soudage et de découpe, les poutres et les luminaires. À chaque emplacement, analysez les processus de production, les pratiques en matière d’entretien, les mesures de contrôle de la poussière et les sources éventuelles d’inflammation présentes.

N’oubliez pas que lorsque des poussières s’accumulent à plusieurs endroits, un front de flamme peut créer une onde de pression qui déclenche une réaction en chaîne, déloger et enflammer plus de poussière à mesure qu’elle se déplace dans le bâtiment, comme cela s’est produit lors de la fameuse explosion de l’usine Imperial Sugar², qui a tué 14 personnes. De même, une cuve que l’on pense vide est généralement plus dangereuse qu’une cuve pleine, et l’ouverture d’une trappe d’inspection sur un silo peut provoquer la mise en suspension de dépôts persistants sur les rebords et accroître le risque.

Même l’équipement utilisé pour atténuer le problème peut présenter un danger : les dépoussiéreurs sont à l’origine de 30 % de ces explosions. Des nuages de poussière dangereux peuvent être créés lorsque l’on nettoie le support filtrant ou que l’on vide des poubelles.

Une multitude de normes et de codes peuvent influencer les décisions en matière de contrôle des poussières, y compris les réglementations locales, nationales et européennes. Il est essentiel de connaître les réglementations qui s’appliquent à votre installation, et les responsables de processus devraient toujours connaître les exigences réglementaires applicables dans leur région.

En juillet 2003, l’Union européenne disposait de deux directives relatives à la protection des personnes et des biens en atmosphère explosible : les directives dites « ATEX » nº 1999/92/CE et nº 2014/34/UE.

Les directives ATEX indiquent clairement que la responsabilité de l’évaluation des risques et de la création d’un document de protection contre les explosions incombe à l’employeur/au responsable du processus. Les responsables de processus doivent concevoir une stratégie de gestion des matières combustibles et veiller à la bonne application de tous les codes et normes en vigueur.

Fort d’une expérience de plusieurs décennies dans la fourniture de dépoussiéreurs de grande qualité cités dans les stratégies d’atténuation des poussières combustibles de nombreuses usines, Donaldson peut vous aider à examiner les stratégies d’atténuation des responsables de procédés et à trouver la meilleure solution de dépoussiérage en fonction de la stratégie choisie.