Capteurs ATEX et prévention des explosions de poussières

Dans cet article, nous verrons tout d'abord comment se produit une explosion de poussières. Nous examinerons ensuite les zonages ATEX utilisés pour les environnements présentant un risque d'explosion (de poussières) et les mesures de protection qui peuvent être appliquées. Enfin, nous donnons un aperçu des capteurs utiles dans les atmosphères explosives et les processus de production présentant un risque d'explosion de poussières.

Comment se produit une explosion de poussière ?

Une explosion est un phénomène qui dépend de trois éléments, qui forment les conditions nécessaires pour qu'une explosion se produise, et qui sont rassemblés dans ce que l'on appelle le triangle de danger.

Ces trois facteurs forment ensemble la condition de base dans laquelle une explosion de poussières peut se produire. Les trois éléments du triangle d'explosion sont les suivants :

oxygène, source de nourriture pour développer une flamme/explosion
le combustible, la substance combustible, par exemple le lait en poudre
la source d'inflammation, les facteurs qui peuvent provoquer une étincelle et ainsi enflammer le combustible

L'élimination d'au moins un de ces facteurs permet d'éviter qu'une explosion ne se produise.

Lorsqu'on laisse une couche de poussière s'accumuler, une décharge d'électricité statique ou un échauffement dans la couche de poussière peut créer une étincelle. Lorsque cette étincelle est alimentée par l'oxygène de l'atmosphère, la couche de poussière peut s'enflammer, entraînant une explosion de poussière.

Dans la pratique, l'accent est mis sur l'élimination de la source d'inflammation, car le combustible ne peut souvent pas être remplacé par un autre, et l'élimination de l'oxygène n'est souvent pas non plus une option.

Un combustible n'est pas toujours un liquide ou un gaz inflammable !

Les accidents industriels et les explosions (de poussières) à grande échelle ont montré qu'il est nécessaire de regarder au-delà des apparences.

Les explosions de poussières peuvent se produire dans toutes sortes de processus industriels où des substances non oxydées susceptibles d'être oxydées sont manipulées. Parmi les exemples d'application, on peut citer les usines qui manipulent de la poussière de bois, de la farine, du lait, du graphite, des poudres métalliques, etc.

Voici quelques exemples de situations à haut risque :

Lait en poudre en big bags ou sucre en silos dans l'industrie alimentaire
Farine et farine dans une boulangerie industrielle ou une minoterie
Poudre de ciment dans un silo d'une centrale à béton
Granulés de caoutchouc dans un terminal de stockage
Sciure de bois dans un atelier de transformation du bois
Aliments pour animaux dans les halls de stockage ou les silos des usines d'aliments pour animaux

Dans ces situations, un risque d'explosion peut survenir en raison de la présence de particules de poussière et d'oxygène. Lorsque les couches de poussière s'accumulent suffisamment, le frottement (chauffage) dans la couche de poussière peut entraîner une augmentation de la température du cœur. Lorsque la température augmente suffisamment, il y a un risque d'auto-inflammation du mélange de poussières, et la fusion est donc une source d'inflammation potentielle.

Zonage ATEX pour les poussières : zones 20, 21 et 22

Selon la directive ATEX 153, les atmosphères explosives dans les environnements poussiéreux sont classées en fonction des risques d'explosion présents et de la mesure dans laquelle les risques d'explosion sont ou peuvent être présents.

On distingue les zones suivantes :

Zone 20 : zone dans laquelle une atmosphère explosive est présente régulièrement et pendant des périodes prolongées en fonctionnement normal. Comme point de départ, on peut supposer que le risque d'explosion est présent pendant au moins 1 000 heures par an, ou au moins 10% de temps de fonctionnement.

Zone 21 : une zone où il existe une forte probabilité de présence d'une atmosphère explosive en fonctionnement normal. Cela suppose une durée d'au moins 10 à 1000 heures par an, ou 0,1% à 10% de temps de fonctionnement.

Zone 22 : zone dans laquelle la probabilité de présence d'une atmosphère explosive en fonctionnement normal est faible. Cette probabilité est supposée être inférieure à 0,1% de temps de fonctionnement, soit moins de 10 heures par an.

La zone Atex 22 est la zone Ex la plus courante. On estime que 95% des applications ATEX sont désignées par la zone 22. Sur les 5% restantes, la grande majorité reçoit une désignation Zone 21 et la Zone 20 est relativement peu fréquente.

Quelles sont les mesures possibles ?

N'utilisez que des appareils certifiés Ex, conformes à la directive ATEX 114 et suffisamment protégés pour être utilisés dans des atmosphères explosives.
Prendre des mesures pour exclure les sources d'inflammation
- Veillez à ce que la poussière ne puisse pas s'accumuler et former une couche de poussière susceptible de provoquer des brûlures.
- Veillez à ce qu'il n'y ait pas de tourbillons d'air (soudains) susceptibles de soulever la poussière combustible et d'exposer la couche de brassage, ce qui provoquerait son inflammation et son explosion par mélange avec l'oxygène.
- Veiller à ce que l'installation soit correctement conçue afin d'éviter autant que possible l'accumulation d'électricité statique et d'exclure les décharges statiques.

Lorsqu'il n'est pas possible d'empêcher la formation d'une couche de poussière pour éliminer le risque de brûlure, il convient d'appliquer un système de détection des incendies et des brûlures pour surveiller activement la couche de poussière.

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