Qu’est-ce qu’une atmosphère explosive ?

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Une atmosphère explosive, ou ATEX, est un environnement dans lequel l’air est en mélange avec des substances inflammables (gaz, vapeurs, brouillards ou poussières) et dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange imbrûlé.

Dans cet article, nous parlerons exclusivement des « ATEX poussières » pour lesquelles les poussières constituent la substance combustible. Ce phénomène constitue un risque majeur dans de nombreux secteurs industriels manipulant des poudres.

Quelles sont les conditions d’explosion d’une ATEX ?

Dans le cas des poussières, l’explosion survient lorsque 6 conditions sont réunies :

Présence d’un combustible
État particulier du combustible sous forme de poussières en suspension dans l’air
Présence d’un comburant (en général l’oxygène de l’air)
Concentration en combustible supérieure à la CME (Concentration Minimale Explosive)
Présence d’une source d’inflammation (étincelles, flammes, surfaces chaudes, décharges électrostatiques…)
Confinement suffisant. Le confinement n’est pas une condition indispensable mais représente un facteur aggravant du phénomène d’explosion et des risques associés avec des effets de surpression et de projection.

Quelles sont les poussières explosives ?

Les poudres explosives sont des particules solides suffisamment fines pour être en suspension dans l’air (< 0,5mm) sous forme d’un nuage de poussières, et susceptibles de s’enflammer en présence d’une source de chaleur. Quelques exemples courants :

Les produits agricoles (farine, sucre, amidon, etc.)
Les métaux (aluminium, magnésium, etc.)
Les produits chimiques (résines, plastiques, etc.)
Le charbon et d’autres matières organiques.

Leur potentiel explosif dépend de leur nature chimique mais aussi de la taille des particules et de l’humidité du produit.

Mais alors quelles sont les poudres qui ne sont pas concernées par l’Atex ?

Les minéraux (carbonate de calcium, bauxite, ciment…)
Les céramiques.

La réactivité des poudres peut être caractérisée par des laboratoires spécialisés. En tube de Hartman ou sphère de 20L par exemple, différents paramètres clés seront mesurés :

EMI : Energie minimale d’inflammation. C’est l’énergie la plus faible développée par une étincelle d’origine électrostatique pouvant enflammer un nuage de poussières.
TMI : Température minimale d’inflammation. Il s’agit de la température minimale d’une surface chaude susceptible d’enflammer un nuage de poussières.
Kst : Vitesse maximale de montée en pression lors d’une explosion de poussières.
Pmax : Pression maximale générée lors d’une explosion de poussières.

Quels sont les dangers ?

Une explosion se définit par une réaction brusque d’oxydation ou de décomposition entraînant une élévation brutale de température, de pression ou les deux simultanément. Elle provoque un effet de souffle accompagné de flammes.

L’explosion peut être suivie d’un incendie et/ou d’explosions secondaires. Le souffle de l’explosion peut en effet mettre en suspension des dépôts de poussières existants, créant ainsi des explosions en chaîne.

Les conséquences d’une explosion dans un environnement industriel peuvent être dramatiques :

Risques pour la santé et la sécurité des employés (rupture du tympan, lésions graves aux oreilles ou aux poumons, brûlures, décès)
Dommages matériels importants sur le site (dégradation des structures, bris de vitre, effondrement des murs)
Dommages aux tiers (projectiles, feu couvant, dispersion dans l’air)
Arrêt de production prolongé.

Explosions en série de poussière de sucre

C’est pourquoi la prévention des atmosphères explosives est essentielle, non seulement pour respecter les réglementations en vigueur, mais surtout pour garantir un environnement de travail sûr et optimal.

Comment limiter les risques d’ATEX ?

En premier lieu, il convient de restreindre la formation d’une atmosphère explosive, par exemple en :

Augmentant la granulométrie des particules,
Captant les poussières au plus près de la source,
Eliminant les dépôts de poussières,
Diminuant la teneur en oxygène de l’air par inertage du procédé.

Dans un second temps, on cherchera à éviter l’inflammation de l’atmosphère explosive en supprimant les sources d’inflammation.

En dernier lieu, si l’explosion ne peut être prévenue de manière sûre, il faudra limiter ses conséquences à un niveau inoffensif grâce à des installations conçues pour résister à la pression d’explosion, des évents d’explosion, des éléments de découplage, etc…

Chez POUDRES DURABLES, nous vous aidons à mieux comprendre et contrôler les paramètres liés à l’Atex. Optimiser l’Atex, c’est diminuer vos coûts de production ! Nos solutions incluent :

L’étude et la réflexion autour du diagramme de fabrication pour sortir au maximum de l’Atex et ainsi diminuer les coûts d’exploitation,
L’étude de vos matières premières,
L’accompagnement, en lien avec les laboratoires spécialisés, pour la caractérisation de l’explosivité de vos poudres et le zonage de vos locaux,
L’étude de vos procédés et de votre environnement de travail pour limiter les émissions de poussières,
Des recommandations pour adapter vos équipements et vos procédés.

Nos experts disposent de compétences avancées en matière de maîtrise des poudres et des procédés associés. Nous collaborons avec vous pour mettre en place des solutions sur mesure qui réduisent la formation d’atmosphères explosives et améliorent la sécurité globale de vos installations.