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Tosco California 2001

Tosco California 2001. Toulouse 2001. Généralités ATEX. Généralités ATEX. Qu’est-ce qu’une ATEX ? Quand peut-on être en présence d’une ATEX ? Comment une ATEX peut-elle exploser ? Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ?. Qu’est-ce qu’une ATEX ?.

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Tosco California 2001

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Presentation Transcript

  1. ToscoCalifornia 2001

  2. Toulouse2001

  3. Généralités ATEX

  4. Généralités ATEX • Qu’est-ce qu’une ATEX ? • Quand peut-on être en présence d’une ATEX ? • Comment une ATEX peut-elle exploser ? • Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ?

  5. Qu’est-ce qu’une ATEX ? • Une atmosphère explosive (ATEX) est un mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs ou poussières dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé.

  6. Quand peut-on être en présence d’une ATEX ? • Dans un mélange formant une ATEX, l’oxygène de l’air (O2) est le comburant, • les substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs ou de poussières sont le combustible. • Condition 1 : Il faut la présence d’un comburantet d’un combustible

  7. Substances inflammables • Voici quelques exemples de substances inflammables pouvant former une ATEX dans un mélange avec l’air :

  8. Quand peut-on être en présence d’une ATEX ? •  Pour être explosif, le mélange ne doit être ni trop pauvre, ni trop riche en combustible : • LSE = Limite Supérieure d’Explosivité d’un gaz ou d’une vapeur dans l’air • LIE = Limite Inférieure d’Explosivité d’une substance inflammable • LIE < concentration de la substance inflammable < LSE • Condition 2 : Le mélange doit être explosif

  9. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % Zone explosivité LIE LSE LIE < concentration substance inflammable < LSE • Selon les produits : • la LIE est plus moins petite • la LSE est plus ou moins grande • la zone d ’explosivité est plus ou moins importante

  10. Quelques limites d'explosivité (gaz et vapeurs) LIE % LSE % • acétone 2,6 13 • butane 1,8 8,4 • oxyde d'éthylène 3,5 100 • oxyde de propylène 2,8 37 • oxyde de carbone 2,5 74 • éthanol 3,3 19 • essence (io 100) 1,4 7,4 • éther éthylique 1,9 36 • hydrogène 4 75 • méthane 5 15

  11. Quelques limites d'explosivité (poussières) Concentration minimale d'explosion - nuage de poussières (g/m3) • toner 60 • aluminium en poudre 40 • résine époxydique 20 • charbon de bois 140 • amidon de blé 25 • sucre 45 • vitamine C 70 • cacao 75

  12. Cas particulier des liquides inflammables • Dans le cas des liquides, la température du liquide inflammable doit être suffisante pour émettre assez de vapeurs : • Point éclair d’un liquide inflammable = Température à laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec l’air un mélange inflammable. • Pour être dans son domaine d’explosivité, le mélange avec l’air doit remplir la condition suivante : • T liquide > Point éclair

  13. Quelques valeurs de points éclair (vapeurs) • oxyde d'éthylène - 57°C • éther éthylique - 45°C • essence (io 100) - 37°C • sulfure de carbone - 30°C • acétone - 17°C • éthanol à 100% 12°C • gas-oil 55°C

  14. Comment une ATEX peut-elle exploser ? Par l’apport d’une source d’inflammation… • O2 + GAZ ou VAPEUR ou POUSSIERES INFLAMMABLES + =

  15. Comment une ATEX peut-elle exploser ? • L’inflammation d’une ATEX peut être entraînée par l’apport d’une source d’inflammation : comburant EXPLOSION combustible Source d ’inflammation

  16. Par l’apport d’une source d’inflammation… • …suffisante • Une source d’inflammation pouvant engendrer une explosion peut êtreune source d’énergie suffisamment importante ou une température suffisamment élevée. • EMI, TAI ...

  17. Par l’apport d’une source d’inflammation… • …suffisante • EMI : ÉnergieMinimale d’Inflammation • Énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous forme d’une flamme ou d’une étincelle, pour provoquer l’inflammation. • Énergie fournie par la source > EMI • OU • TAI : Température d’Auto Inflammation • Température à laquelle le mélange avec l’air s’enflamme spontanément. • T mélange > TAI

  18. Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs) • méthane 300 µJ I • butane 250 µJ IIA • éthanol 140 µJ IIA • éthylène 70 µJ IIB • oxyde d'éthylène 60 µJ IIB • hydrogène 17 µJ IIC • sulfure de carbone 15 µJ IIC • L'énergie dans l'étincelle d'une bougie automobile est d'environ 1J • 1 ampoule de 40 W allumée pendant 1 minute consomme 2400 J

  19. Quelques valeurs d'EMI (poussières) • toner <10 mJ • aluminium en poudre 15 mJ • résine époxydique 15 mJ • charbon de bois 20 mJ • amidon de blé 25 mJ • sucre 30 mJ • vitamine C 60 mJ • cacao 100 mJ

  20. Quelques exemples de valeurs d’énergies Décharge d'électricité statique Choc grave Décharge d'électricité statique Choc juste ressenti EMI Hydrogène 10 J 0,1 mJ 1 mJ 100 mJ 1J 0,01 mJ 10 mJ Masse de 1 kg tombant de 0,5 m EMI Ethanol EMI Oxyde d'éthylène Choc électrique mortel Charge électrostatique acquise en marchantsur de la moquette

  21. Quelques valeurs de TAI (gaz et vapeurs) • hydrogène 560°C • acétone 465°C • essence (io 100) 460°C • oxyde d'éthylène 430°C • éthanol 363°C • butane 287°C • éther éthylique 160°C • sulfure de carbone 102°C

  22. Quelques valeurs de TAI (poussières) MATIERETempératures d'inflammation nuagecouche • Aluminium 520 410 • Amidon 350 345 • Céréales 520 300 • Charbon 600 250 • Farine de bois 490 340 • Lait en poudre 610 340 • Poudre époxy 510 Fusion • polyéthylène 440 Fusion • Sucre 490 490

  23. Exemples de sources d’inflammation • Étincelles d’origine électrique • Étincelles d’origine mécanique • Surfaces chaudes • Décharges électrostatiques • Flammes nues • Foudre • etc.…

  24. Électricité statique • LES EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ STATIQUE : • contact de deux corps : les charges électriques se produisent à la séparation • accumulation de charges électriques sur une partie isolée : étincelle de décharge entre la partie chargée et la terre

  25. Comment une ATEX peut-elle exploser ? • Triangle de l’explosion : atmosphère explosive EXPLOSION source d'inflammation propagation

  26. Propagations • Déflagration • propagation de l'inflammation par conductibilité thermique • vitesses de propagation l'ordre de 0,5 à 10 m/s • surpression : quelques bars • Détonation • propagation de l'inflammation par onde de choc • vitesses de propagation supérieures à 1000 m/s • surpression : quelques dizaines de bars

  27. Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ? • La dangerosité d’un mélange avec l’air dépend de sa concentration en substance inflammable mais également des caractéristiques propres à cette substance. Il est donc nécessaire de classer ces différents combustibles suivant leur niveau de dangerosité. • Deux classements différents (gaz et vapeurs) : • Groupes de gaz (ou subdivisions) • Classes de température

  28. 1er classement : Groupe de gaz • EMI : ÉnergieMinimale d’Inflammation • Énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous forme d’une flamme ou d’une étincelle, pour provoquer l’inflammation. • IEMS : L’Interstice Expérimental Maximal de Sécurité • C’est l’épaisseur maximale de la couche d’air entre 2 parties d’une chambre interne d’un appareil d’essai qui, lorsque le mélange interne est enflammé empêche l’inflammation du même mélange gazeux externe à travers un épaulement de 25 mm de longueur.

  29. Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs) • méthane 300 µJ I • butane 250 µJ IIA • éthanol 140 µJ IIA • éthylène 70 µJ IIB • oxyde d'éthylène 60 µJ IIB • hydrogène 17 µJ IIC • sulfure de carbone 15 µJ IIC

  30. IEMS : Interstice Expérimental Maximal de Sécurité • Appareil pour la détermination de l'IEMS :

  31. Quelques valeurs d’IEMS • acétone 1,01 mm IIA • méthane 1,14 mm I / IIA • propane 0,92 mm IIA • éthanol 0,91 mm IIA • éther éthylique 0,87 mm IIB • oxyde de propylène 0,70 mm IIB • éthylène 0,65 mm IIB • oxyde d'éthylène 0,59 mm IIB • hydrogène 0,29 mm IIC • acétylène 0,37 mm IIC • sulfure de carbone 0,20 mm IIC

  32. 1er classement : Groupe de gaz • EMI et IEMS varient dans le même sens : sens croissant du risque

  33. 1er classement : Groupe de gaz • En conséquence, les matériels destinés à être utilisés dans une atmosphère explosive portent un groupe ou subdivision : • I, II, IIA, IIB ou IIC

  34. 2ème classement : Classes de température • Les diverses substances peuvent s’enflammer à des températures différentes. Plus la température d’inflammation est faible, plus la substance est dangereuse. • méthane 595°C • hydrogène 560°C • acétone 465°C • propane 470°C • oxyde d'éthylène 430°C • butane 287°C • sulfure de carbone 102°C sens croissant du risque

  35. 2ème classement : Classes de température • En conséquence, les matériels destinés à être utilisés dans une atmosphère explosive sont classés de T1 à T6 en fonction de la température maximale de surface qu’ils génèrent : • Par exemple, un appareil dont la température maximale de surface est de 105 °C sera classé T4. Il appartient à l’utilisateur de vérifier que T4 (135°C) <TAI ATEX

  36. 2ème classement : Classes de température • Classe de température

  37. ATEX poussières • Une atmosphère explosive poussiéreuse réagit différemment d'une atmosphère explosive gazeuse. • C ’est le nuage de poussière qui explose • La ventilation n'a pas le même effet • Le risque dépend également : • de la granulométrie • du taux d'humidité • La détection d'une atmosphère explosive poussiéreuse n'est pas facile

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