Gestion des risques d’explosion dans les opérations de mouture
par Melisa Diaz, ingénieure conformité produit, et Richard Jones, directeur des ventes, Donaldson
Dans l’industrie de la mouture de la farine et de l’alimentation animale, la génération de fines poussières organiques est un sous-produit inévitable des opérations quotidiennes, y compris la réception et le nettoyage des grains, la mouture, le tamisage et l’ensachage. Une accumulation de ces particules déposées peut représenter un danger pour la sécurité car, dans certaines conditions, les poussières organiques peuvent s’enflammer ou contribuer à une explosion de poussière. Par conséquent, la gestion des poussières combustibles dans un moulin nécessite plus qu’un simple entretien régulier; il s’agit d’une considération importante en matière de sécurité et de réglementation.
Dans toute l’Europe, les employeurs sont tenus de démontrer que des mesures appropriées sont en place soit pour prévenir les explosions, soit pour s’en protéger ou en atténuer les effets. Dans l’UE, ces obligations sont définies dans la directive ATEX sur les lieux de travail (Directive 1999/92/CE), tandis qu’au Royaume-Uni elles sont mises en œuvre par le biais du règlement sur les substances dangereuses et les atmosphères explosives (DSEAR), appliqué par le Health & Safety Exécutive (HSE). Les deux cadres établissent une hiérarchie claire des mesures, la prévention des explosions étant préférable à la protection et à l’atténuation des explosions.
Le responsable du procédé doit réaliser une évaluation des risques d’explosion pour le lieu de travail, afin que toutes les zones puissent être classées en différentes zones ATEX, chacune reflétant la fréquence à laquelle une atmosphère explosive pourrait se produire. Comprendre le zonage est essentiel lors de la conception de systèmes de filtration des poussières appropriés, car obtenir la bonne classification aidera à prendre les bonnes décisions de conformité technique.
Les fabricants de systèmes de filtration industrielle sont tenus de réaliser une évaluation du risque d’inflammation (IRA) et de la documenter conformément aux normes EN applicables. Ils doivent évalue rune unité de filtration pour déterminer si elle présente une source potentielle d’inflammation lorsqu’elle est utilisée dans une atmosphère potentiellement explosive.
L’électricité statique est un danger d’inflammation reconnu dans les systèmes de filtration des poussières. Il est donc également important de considérer si la poussière est conductrice d’électricité, car cela influence la probabilité d’accumulation de charges électrostatiques et le risque d’inflammation.
Propriétés explosives des poussières
Si une poussière est explosive, elle présente des caractéristiques spécifiques d’explosion qui décrivent la gravité d’une éventuelle explosion de poussière. Exemples de ces caractéristiques :
- Le Pmax – la pression maximale pouvant être atteinte avec une poussière spécifique.
- Le Kst – l’indice d’explosion des poussières, une mesure de la rapidité d’augmentation de la pression.
Un autre paramètre important à prendre en compte est l’énergie minimale d’inflammation (MIE), qui donne une indication de la facilité avec laquelle une poussière peut être enflammée par des sources potentielles d’inflammation.
Les poussières doivent être testées par un laboratoire qualifié afin de déterminer les paramètres mentionnés ci-dessus. Ces informations aident à orienter le choix des équipements et des mesures appropriés pour prévenir les explosions et, si nécessaire, en atténuer les dangers.
Bien que de nombreuses exigences des procédés de mouture rendent l’élimination des poussières combustibles peu pratique, il est néanmoins possible de gérer la dispersion des poussières dans une usine en utilisant un système de ventilation industrielle approprié et efficace, incluant la collecte des poussières. Un système de collecte des poussières bien conçu, entretenu et exploité fait partie intégrante de la réduction des risques et de la conformité aux normes et réglementations.
Conception ATEX et filtration industrielle
La philosophie centrale d’ATEX est d’éviter la formation d’une atmosphère explosive dès le départ. Cependant, pour les procédés de fabrication de farine et de grains, cela n’est pas toujours réalisable, de sorte que l’accent est mis sur l’identification et le contrôle des source potentielles d’inflammation partout où cela est possible. Lorsque cela ne peut pas être entièrement réalisé, des mesures de protection et d’atténuation des explosions doivent être mises en œuvre pour limiter et contrôler les effets d’une explosion. Les mesures d’atténuation typiques utilisées dans les systèmes de filtration des poussières incluent la décompression d’explosion, la décompression sans flamme et les dispositifs d’isolation d’explosion.
Comme mentionné précédemment, le responsable du procédé doit identifier les différentes zones de son usine et informer son fournisseur de filtration industrielle afin qu’il fournisse des équipements de la catégorie appropriée. En plus de sélectionner la bonne catégorie d’équipement ATEX, les fournisseurs d’équipements de filtration industrielle doivent également prendre en compte d’autres aspects, notamment les suivants :
- Indice de protection (IP) – le degré de protection qu’offrent les enveloppes contre la pénétration d’objets solides étrangers et d’eau
- Température de surface – l’équipement doit être marqué avec une température de surface maximale admissible
- Électricité statique – des mesures doivent être prises pour éviter les décharges dangereuses d’électricité statique
- Marquage – l’équipement doit être clairement marqué avec le marquage de protection contre les explosions approprié (symbole Ex), ainsi qu’avec le groupe, la catégorie et la classe de température.
Principales considérations pour la stratégie d’atténuation des poussières combustibles
L’élaboration d’un plan d’atténuation par le responsable du procédé pour aider à gérer les poussières combustibles est requise pour toutes les installations. Les principales considérations incluent :
- Mesures de prévention: Les opérateurs d’équipement doivent être formés aux dangers d’explosion associés aux poussières combustibles et aux mesures mises en place pour les contrôler.
- Mesures de contrôle des poussières: Les systèmes contenant des poussières, y compris les conduits et les collecteurs de poussières, doivent être conçus de manière à ce que les poussières fugitives ne puissent pas s’accumuler dans la zone de travail. L’installation doit disposer d’un programme d’entretien pour minimiser l’accumulation de poussières à l’intérieur de l’établissement. Les surfaces de travail doivent être conçues pour minimiser l’accumulation de poussières et faciliter le nettoyage. Un entretien approprié et une inspection régulière de tout équipement en contact avec des atmosphères potentiellement explosives doivent être effectués, conformément à son évaluation des risques spécifique. Toutes les instructions d’inspection, d’entretien et de nettoyage spécifiées dans le manuel du fabricant du collecteur de poussières doivent être respectées.
- Mesures de contrôle de l’inflammation: L’installation doit disposer d’un programme de contrôle de l’inflammation qui traite des sources potentielles d’inflammation associées aux opérations de manipulation des poussières. Les systèmes de conduits, les collecteurs de poussières et les machines générant des poussières doivent être mis à la terre et reliés afin de minimiser l’accumulation de charges électriques statiques.
- Mesures de protection: L’installation doit tenir à jour un document de protection contre les explosions, incluant une évaluation des risques d’explosion spécifiques à ses activités. Les collecteurs de poussières devraient de préférence être installés à l’extérieur. Cependant, une installation intérieure est également possible si des mesures appropriées de protection et d’atténuation des explosions sont correctement appliquées.
Lorsque la décompression d’explosion est utilisée sur les collecteurs de poussières, les dispositifs de décompression doivent être positionnés de manière à évacuer en toute sécurité la pression d’explosion vers un endroit approprié, éloigné du personnel. Dans les cas où l’évacuation vers l’extérieur n’est pas possible ou pratique, des solutions de décompression sans flamme doivent être appliquées pour permettre le soulagement de la pression tout en empêchant la libération de flammes dans la zone environnante. Lorsque les équipements de manipulation des poussières sont interconnectés par des conduits, des mesures d’isolation appropriées doivent être envisagées pour éviter la propagation d’une explosion entre les composants du système.
Démarche systématique
Le choix du système de filtration industrielle approprié pour les environnements à poussières combustibles dans les usines de fabrication de farine et de grains nécessite une démarche systématique qui équilibre conformité réglementaire, évaluation détaillée des risques et sélection et conception appropriées des équipements.
Les responsables de procédé doivent réaliser une évaluation des risques d’explosion afin de classer les zones dangereuses en zones ATEX. Ces informations constituent la base pour le choix des équipements et des mesures de protection appropriés. Des tests par un laboratoire qualifié doivent également être réalisés pour déterminer les caractéristiques d’explosion des poussières, y compris des paramètres tels que Pmax, Kst et l’énergie minimale d’inflammation, afin de caractériser les dangers d’explosion associés à la poussière. Les fabricants d’équipements de filtration doivent compléter cela en réalisant leur propre évaluation du risque d’inflammation conformément aux normes EN applicables. L’équipement de filtration sélectionné doit être adapté à la zone ATEX désignée et aux dangers d’explosion identifiés lors de l’évaluation des risques.
Dans la transformation de la farine et des grains, il n’est pas toujours possible d’éliminer la présence d’une atmosphère potentiellement explosive ou toutes les sources d’inflammation possibles. Dans de tels cas, le système de collecte des poussières doit intégrer des mesures appropriées de protection et d’atténuation des explosions pour limiter les conséquences d’une explosion et garantir un fonctionnement sûr.
