Tosco California 2001 Explosion suivis d’un incendie entraînant le décès de 4 personnes. Cette explosion est survenue à la suite du démontage d’une canalisation.

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1 Tosco California 2001 Explosion suivis d’un incendie entraînant le décès de 4 personnes. Cette explosion est survenue à la suite du démontage d’une canalisation non dégazée

2 Toulouse 2001 30morts 2900 blessés

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 comburant et 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 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 % Zone explosivité LIE LSE

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 °C essence (io 100) °C sulfure de carbone °C acétone °C éthanol à 100% 12°C gas-oil °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 être une source d’énergie suffisamment importante ou une température suffisamment élevée. EMI, TAI ...

17 Par l’apport d’une source d’inflammation…
…suffisante EMI : Énergie Minimale 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 µJ I butane µJ IIA éthanol µJ IIA éthylène µJ IIB oxyde d'éthylène µJ IIB hydrogène µJ IIC sulfure de carbone 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 mJ vitamine C mJ cacao 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 0,01 mJ 0,1 mJ 1 mJ 10 mJ 100 mJ 1J Masse de 1 kg tombant de 0,5 m EMI Ethanol EMI Oxyde d'éthylène Choc électrique mortel Charge électrostatique acquise en marchant sur 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)
MATIERE Températures d'inflammation nuage couche Aluminium Amidon Céréales Charbon Farine de bois Lait en poudre Poudre époxy Fusion polyéthylène Fusion Sucre

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 Détonation
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 : Énergie Minimale 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 µJ I butane µJ IIA éthanol µJ IIA éthylène µJ IIB oxyde d'éthylène µJ IIB hydrogène µJ IIC sulfure de carbone 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