Prévention des explosions Poussières combustibles

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1 Conférence SSPS - Section Romande Prévention des explosions Poussières combustibles J.-F. André Dr.Ing.-chimiste EPFL Ingénieur sécurité Sécurité au Travail Secteur Industrie Arts & Métiers Chimie Atmosphère explosible = M é l a n g e Air gaz, vapeurs, brouillards ou poussières inflammables Conditions atmosphériques Inflammation Le processus de combustion se communique à la totalité du mélange imbrûlé J.-F. André / SUVA/SRI 1

2 APPRECIATION DES RISQUES Identification des dangers d explosion Données techniques de sécurité Estimation du risque - atmosphère explosible - sources d ignition - conséquences d une explosion Evaluation du risque Diminution du risque Mesures de prévention J.-F. André / SUVA/SRI 2

3 Données techniques de sécurité - Tests standardisés Limites d'explosibilité g / m3 Granulométrie (< 0.5 mm) Humidité - Teneur en solvant Energie minimale d'inflammation EMI < 1 J ; > 1J EMI < 3 mj EMI < 30 mj inertisation équipotentialité critique Test - Indice de combustibilité (1 absence, 2 courte, 3 locale, 4 lente, 5 totale, 6 rapide) 5 Données techniques de sécurité - Tests standardisés Température d'incandescence, température d'auto-ignition d'un dépôt de poussière de 5 mm Température d'inflammation d'un nuage de poussière (échantillon dans un courant d'air) Vitesse maximale d'augmentation de pression d'explosion - Classe d'explosion St 1, < St 2, < St 3, 300 bar m / s 6 J.-F. André / SUVA/SRI 3

4 Bases de Données techniques Institut de sécurité : 7 Données de sécurité exemple Données Poudre de lait entier 26% sechée Poudre de lait maigre liophilisisée T inflammation nuage 570 C 530 C T incandescence dépôt 5 mm 410 C 385 C Indice de combustion 2 3 Classe d'explosion 1 1 Données Charbon Farine animale Granulométrie 41 microns 133 microns EMI > 1J < 1J Indice de combustion 1 et 3 à 100 C 2 Température minimale d'inflammation > 500 C 440 C 8 J.-F. André / SUVA/SRI 4

5 Directives pour la classification Prévention des explosions principes Prescriptions minimales zones form. Suva 2153 Prévention des explosion Sécurité primaire Sécurité secondaire Sécurité tertiaire Empêcher la formation de mélanges inflammables Supprimer les sources d inflammation Limiter les dégâts en cas d explosion J.-F. André / SUVA/SRI 5

6 Mesures préventives contre les explosions Supprimer ou limiter la formation d une atmosphère explosible Éliminer les sources d inflammation efficaces Limite inférieure d explosibilité Domaine d explosibilité Limite supérieure d explosibilité Limiter les effets d une explosion dans une proportion telle qu il n y ait plus de danger Mesures constructives Mesures permettant d éliminer les sources d inflammation efficaces EN RÈGLE GÉNÉRALE : MESURES AUXILIAIRES AUX RENONCIATION POSSIBLE UNIQUEMENT LORSQUE Mesures permettant d éviter la formation d une atmosphère explosible SONT EFFICACES ET CONTRÔLÉES J.-F. André / SUVA/SRI 6

7 Mesures primaires remplacement inertisation Nettoyage aération / ventilation détection - action Mesures secondaires classification en zones à risque d explosion élimination des sources d inflammation Mesures tertiaires constructions résistantes surfaces de détente suppression d explosion découplage des explosions Air Concentration limite d oxygène Azote J.-F. André / SUVA/SRI 7

8 Sources d inflammation efficaces Décharge électrostatique Étincelle d origine électrique ( appareil électrique ) Surface chaude Flamme Etincelle d origine mécanique Feu couvant Mesures de prévention des explosions Équipements de travail OSPEX (ATEX 95; 94/9/CE) Fabricant Place de travail OPA (ATEX 137; 1999/92/CE) Employeur «Examen de type» Assurance de qualité Contrôle interne de la fabrication Classification en zones Conformité Document relatif à la protection contre les explosions OSPEX : Ordonnance sur les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosibles OPA : Ordonnance sur la prévention des accidents et des maladies professionnelles J.-F. André / SUVA/SRI 8

9 Panneau d avertissement et marquage des zones à risque d explosion ATEX 137 ATEX 95 «Form 2153 Exemples» Zones «poussière» Catégories 1/2/3 D «Normes CEI 61241» «Liste de contrôle» «Panneau d avertissement 1729/90» Document relatif à la protection contre les explosions Marquage Équipements non-électriques Contrôles a posteriori «Normes EN 13463» «LIE/OSIT» J.-F. André / SUVA/SRI 9

10 Apparition d une atmosphère explosible PROBABILITE SECTEUR «Qualité» de la zone «Étendue» de la zone Classification en zones PROBABILITE d apparition d une atmosphère explosible Fréquence Durée Définition des zones (selon ATEX 137) J.-F. André / SUVA/SRI 10

11 Zone 20 nuage de poussières combustibles est présente constamment, ou durant de longues périodes, ou fréquemment. concentration temps Zone 21 nuage de poussières combustibles est possible périodiquement en exploitation normale. concentration temps Zone 22 nuage de poussières combustibles ne se présente pas en fonctionnement normal ou durant de courtes périodes seulement. concentration temps Zones pour poussières combustibles Zone 20 nuage de poussières combustibles est présente constamment, ou durant de longues périodes, ou fréquemment. Zone 21 nuage de poussières combustibles est possible périodiquement en exploitation normale.. Zone 22 nuage de poussières combustibles ne se présente pas en fonctionnement normal ou durant de courtes périodes seulement. Ceci correspond en règle générale à l intérieur de - récipients - conduites et - appareillages Ceci comprend notamment le voisinage immédiat de postes de chargement ou de déchargement de matières pulvérulentes. Ceci comprend notamment le voisinage immédiat d appareils contenant de la poussière pouvant s échapper par des inétanchéités et pouvant occasionner des dépôts de poussière en quantité dangereuse. Zones pour poussières combustibles J.-F. André / SUVA/SRI 11

12 Zone 20 nuage de poussières combustibles est présente constamment, ou durant de longues périodes, ou fréquemment. Zone 21 nuage de poussières combustibles est possible périodiquement en exploitation normale La présence de travailleurs et l exécution de travaux est par principe interdite L exécution de travaux durant lesquels des sources d inflammation peuvent survenir en fonctionnement normal n est autorisée que lorsque les mesures prévue dans le «document relatif à la protection contre les explosions» sont prises. Zone 22 nuage de poussières combustibles ne se présente pas en fonctionnement normal ou durant de courtes périodes seulement. L exécution de travaux durant lesquels des sources d inflammation peuvent survenir en fonctionnement normal n est autorisée que lorsque les mesures prévue dans le «document relatif à la protection contre les explosions» sont prises Zones pour poussières combustibles Catégories d appareils Utilisation en zones gaz vapeurs poussière brouillard Exigences de sécurité Garanties de sécurité, Pas de source d inflammation en cas de : Catégorie 1 Zone 0 Zone 1 Zone 2 Zone 20 Zone 21 Zone 22 très hautes Défaillance rare Catégorie 2 Zone 1 Zone 2 Zone 21 Zone 22 hautes Défaillance prévisible Catégorie 3 Zone 2 Zone 22 normales Fonctionnement normal J.-F. André / SUVA/SRI 12

13 Étendue des zones Atmosphères explosibles Quantité et comportement - Intensité de la source - Surface d évaporation - Densité Mesures restreignant la propagation d une atmosphère explosible - Appareillage et éléments de construction - Conditions de ventilation Classification en zones Définition des zones Mise en application pratique Pratique en Suisse Harmonisée selon les standards internationaux Pas d harmonisation internationale sur les situations - type Exemples représentatifs (pas de «Livre de recettes») Géométrie rectangulaire (pas de zones sphériques ou coniques ) J.-F. André / SUVA/SRI 13

14 Evalutation et réduction du risque d'explosion Expérience : Opérations unitaires dangereuses avec produits solides les plus critiques sont le broyage, le séchage, le mélange, le transport, l'ensachage [réf. A. Bisel Institut Suisse pour la promotion de la Sécurité - Explosion de poussières UK 1999] Considérer les conditions normales d exploitation, la mise en marche, l'arrêt d installation, les dérangements techniques, les erreurs humaines, le mauvais usage prévisible Poussières combustibles Stockage et séparation (aussi pour broyage, mélange, séchage ) Installation étanche aux poussières ( aucun dépôt de poussière dangereux possible dans le voisinage ) Présence fréquente d une atmosphère explosible (p.ex. cyclone, séchoir à pulvérisation ) Présence occasionnelle d une atmosphère explosible Zone 20 Zone 21 J.-F. André / SUVA/SRI 14

15 10. Poussières combustibles Remplissage ( p.ex. trémie de remplissage) et vidage ( p.ex.poste d ensachage ) 1 m 1 m Zone 20 1 m 1 m Suppression de toute source d ignition Interdiction de fumer Pas d appareillage à flamme nue Utilisation de matériel antidéflagrant Pas d étincelles d origine mécanique Mises à terre ( électricité statique ) Utilisation adaptée de Grand Récipient Vrac Souple / FIBC / Bigbags avec sache appropriée (isolante, dissipatrice, conductrice) J.-F. André / SUVA/SRI 15

16 Suppression d explosion Panneaux d explosion J.-F. André / SUVA/SRI 16

17 Respect des prescriptions minimales Détermination des dangers d explosion Détermination des zones Prise des mesures de sécurité (préventives, constructives et organisationnelles ) Instruction des employés Tâches et responsabilités de l employeur Conseils aux entreprises et Contrôles des entreprises Tâches des Organes d exécution (p.ex.suva) Mesures de protection contre les explosions sur la place de travail ( Compétences des organes de contrôle ) Contrôles des classifications en zones Bases légales : - Dispositions d exécution - (ATEX 137) / Guide / Feuillet «Zones-Ex» Contrôle des équipements de travail électriques sur la base de la classification Bases légales: - OSPEX (ATEX 95) / OIBT - Normes CEI/CENELEC - Organes de contrôles de la sécurité au travail Suva Inspection du travail - Organes de la Police du Feu - Inspection Fédérale des Installations à Courant Fort - Organe de contrôle indépendant Contrôle des équipements de travail nonélectriques sur la base de la classification Bases légales: - OSPEX (ATEX 95) / OSIT - Normes CEN - Suva - Organistions spécialisées J.-F. André / SUVA/SRI 17