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Concentration d'explosion des poussières

Signification physique et utilisation dans l'évaluation des risques liés à la concentration minimale d'explosivité des poudres (CME)

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Résumé de la section
1. Définition de la CME
2. Détermination de la CME
3. Fourchette typique
4. Utilisation dans l'évaluation des risques
5. CME des poussières courantes

1. Définition de la concentration d'explosion des poussières

Qu'est-ce que la CME d'une poudre ?

Un nuage de poussière ne peut exploser que s'il y a la bonne concentration de poudre en suspension dans l'air. Si la concentration de poussière est trop faible ou trop élevée, l'explosion ne se produira pas. La plus petite concentration (kg de poudre / m³) en dessous de laquelle l'explosion ne peut pas se produire est appelée la concentration minimale d'explosivité ou CME.

2. Détermination expérimentale de la CME

Comment mesurer la CME d'une poussière ?

La détermination de la concentration minimale et maximale d'explosivité nécessite de nombreuses expériences. Ces mesures de concentration sont également très sensibles à la distribution granulométrique des particules, à l'énergie d'ignition et au volume et à la forme du récipient dans lequel les tests sont effectués. [Laurent]

Les valeurs de concentrations doivent donc être considérées principalement comme des indications plutôt que comme des valeurs absolues et définitives.

3. Fourchette typique de la concentration d'explosion des poussières

Quelle quantité de poussière est nécessaire pour une explosion ?

Comme il est assez difficile de déterminer les concentrations explosives des nuages de poudre, il existe différentes références que l'on peut trouver dans la littérature.

  • [Laurent] donne la fourchette : 0,020 kg/m3 comme concentration minimale à 1-10 kg/m3 comme concentration maximale
  • Un manuel commercial sur les explosions de poussières par [Stahl] donne la fourchette : 0,020-0,060 kg/m3 à 2-6 kg/m3

Une concentration d'environ 0,5 kg/m³ est parfois donnée comme « optimale». Les tests MIE sont effectués autour de cette concentration.

Toutes ces valeurs sont en air uniquement, veuillez noter que la présence de gaz inflammable modifiera complètement les résultats.

Chaque processeur doit effectuer une analyse des risques d'explosion de poussières afin d'évaluer les risques liés à un matériau spécifique dans un processus spécifique et de prendre les précautions et mesures d'atténuation nécessaires.

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4. Utilisation dans l'évaluation des risques

Les indications de concentration minimale d'explosivité sont intéressantes dans l'évaluation des risques pour déterminer la zonation du processus de production et de son environnement. Notez que les valeurs rapportées sont faibles, mais même à ces faibles concentrations, un nuage de poussière est visuellement très dense. Des références sont trouvées dans la littérature indiquant qu'un nuage de poussière de charbon de 0,040 kg/m³ est si dense que vous ne pouvez pas voir une ampoule à 2 m de distance à travers lui [Laurent].

La limite de concentration maximale peut également être intéressante car de nombreux équipements tels que les mélangeurs ne peuvent pas être à risque d'explosion pendant le traitement lorsque la concentration en poussière est très élevée.

Toutes les décisions dans l'analyse des risques devraient toutefois être étayées par une évaluation documentée des concentrations observées dans le processus.

5. CME des poussières courantes

Veuillez trouver ci-dessous quelques données de CME données dans la littérature.

ATTENTION : ces valeurs sont générales et données sans garantie, une évaluation des risques et une conception doivent TOUJOURS se référer à la fiche signalétique du PRODUIT EFFECTIVEMENT UTILISÉ pour des tests effectués spécifiquement sur le MATÉRIAU EFFECTIVEMENT UTILISÉ par un institut réputé.

Comme mentionné ci-dessus, la détermination de cette valeur est difficile, ainsi parfois une fourchette est donnée lorsque différents résultats de recherche ont été rapportés. Comme les résultats rapportés peuvent avoir été obtenus suivant différents protocoles, pas toujours précisés, cela ajoute à la prudence nécessaire lors de l'utilisation de ces valeurs.

Tableau 1 : tableau des concentrations minimales d'explosivité de matériaux courants

Matériau CME en kg/m3 en air
Acide acétylsalicylique
0,015-0,050 [Laurent]
Acide adipique
0,035 [Rhodes]
Aluminium
 0,030-0,140 [Laurent]
0,040 [Rhodes]
0,045 [Mills]
Acide benzoïque
 > 0,010-0,030 [Laurent]
Caprolactame
 0,070 [Laurent]
Charbon
 0,055 [Laurent]
0,055 [Rhodes]
0,055 [Mills]

Café
 0,085 [Mills]
Liège
 0,035 [Rhodes]
Amidon de maïs
 0,040 [Rhodes]
Dextrine
 0,050 [Rhodes]
Résines époxy
 0,010 [Laurent]
Farine
 0,050 [Laurent]
0,050 pour la farine de blé [Mills]
Poussière de grain
 0,055 [Mills]
Acier
 0,100-0,120 [Laurent]
Magnésium 0,030 [Rhodes]
0,020 [Mills]
Nylon 0,005-0,030 [Laurent]
0,030 [Mills]
Papier
 0,030 [Laurent]
Résines phénol-formaldéhyde 0,015-0,025 [Laurent]
Sucre 0,015 [Laurent]
0,035 [Mills]
Soufre 0,020 [Rhodes]
Farine de bois 0,050 [Rhodes]
0,040 [Mills]
Zinc 0,400-0,460 [Laurent]
0,480 [Mills]
Zirconium
 0,010-0,045 [Laurent]
Polyéthylène
 0,010-0,020 [Laurent]
0,020 [Mills]
Polystyrène
 0,015 [Mills]


Sources
# [Laurent] Sécurité des procédés chimiques, André Laurent, Tec et Doc, 2003, page 237
# [Mills] Guide de conception de convoyage pneumatique, David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, page 577
# [Stahl] Les bases de la protection contre les explosions de poussière, manuel édité par Stahl, page 7
# [Rhodes] Principes de la technologie des poudres, Martin Rhodes et al., John Wiley and Sons, 1990, page 307