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Tosco California 2001 Toulouse 2001 Généralités ATEX.

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2 Tosco California 2001

3 Toulouse 2001

4 Généralités ATEX

5 Quest-ce quune ATEX ? Quand peut-on être en présence dune ATEX ? Comment une ATEX peut-elle exploser ? Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ?

6 Quest-ce quune ATEX ? Une atmosphère explosive (ATEX) est un mélange avec lair, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs ou poussières dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à lensemble du mélange non brûlé.

7 Quand peut-on être en présence dune ATEX ? Condition 1 : Il faut la présence dun comburant et dun combustible Dans un mélange formant une ATEX, loxygène de lair (O 2 ) est le comburant, les substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs ou de poussières sont le combustible.

8 Substances inflammables Voici quelques exemples de substances inflammables pouvant former une ATEX dans un mélange avec lair :

9 Quand peut-on être en présence dune ATEX ? Condition 2 : Le mélange doit être explosif Pour être explosif, le mélange ne doit être ni trop pauvre, ni trop riche en combustible : LSE = Limite Supérieure dExplosivité dun gaz ou dune vapeur dans lair LIE = Limite Inférieure dExplosivité dune substance inflammable LIE < concentration de la substance inflammable < LSE

10 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 LIELSE

11 Quelques limites d'explosivité (gaz et vapeurs) LIE %LSE % acétone2,613 butane1,88,4 oxyde d'éthylène3,5100 oxyde de propylène2,837 oxyde de carbone2,574 éthanol3,319 essence (io 100)1,47,4 éther éthylique1,936 hydrogène475 méthane515

12 Quelques limites d'explosivité (poussières) Concentration minimale d'explosion - nuage de poussières (g/m 3 ) toner60 aluminium en poudre40 résine époxydique20 charbon de bois140 amidon de blé25 sucre45 vitamine C70 cacao75

13 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 dun liquide inflammable = Température à laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec lair un mélange inflammable. Pour être dans son domaine dexplosivité, le mélange avec lair doit remplir la condition suivante : T liquide > Point éclair

14 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

15 Comment une ATEX peut-elle exploser ? Par lapport dune source dinflammation… O 2 + GAZ ou VAPEUR ou POUSSIERES INFLAMMABLES + =

16 Comment une ATEX peut-elle exploser ? Linflammation dune ATEX peut être entraînée par lapport dune source dinflammation : EXPLOSION comburant Source d inflammation combustible

17 Par lapport dune source dinflammation… …suffisante Une source dinflammation pouvant engendrer une explosion peut être une source dénergie suffisamment importante ou une température suffisamment élevée. EMI, TAI...

18 Par lapport dune source dinflammation… …suffisante EMI : Énergie Minimale dInflammation Énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous forme dune flamme ou dune étincelle, pour provoquer linflammation. Énergie fournie par la source > EMI OU TAI : Température dAuto Inflammation Température à laquelle le mélange avec lair senflamme spontanément. T mélange > TAI

19 Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs) méthane300 µJI butane 250 µJIIA éthanol140 µJIIA éthylène 70 µJIIB oxyde d'éthylène 60 µJIIB hydrogène 17 µJIIC 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

20 Quelques valeurs d'EMI (poussières) toner<10 mJ aluminium en poudre15 mJ résine époxydique15 mJ charbon de bois20 mJ amidon de blé25 mJ sucre30 mJ vitamine C60 mJ cacao100 mJ

21 0,01 mJ 0,1 mJ 1 mJ 10 mJ 100 mJ1J 10 J EMI Hydrogène EMI Ethanol Décharge d'électricité statique Choc juste ressenti Décharge d'électricité statique Choc grave Masse de 1 kg tombant de 0,5 m Choc électrique mortel Charge électrostatique acquise en marchant sur de la moquette EMI Oxyde d'éthylène Quelques exemples de valeurs dénergies

22 Quelques valeurs de TAI (gaz et vapeurs) hydrogène560°C acétone465°C essence (io 100)460°C oxyde d'éthylène430°C éthanol363°C butane287°C éther éthylique160°C sulfure de carbone102°C

23 Quelques valeurs de TAI (poussières) MATIERE Températures d'inflammation nuage couche Aluminium Amidon Céréales Charbon Farine de bois Lait en poudre Poudre époxy510Fusion polyéthylène440Fusion Sucre490490

24 Exemples de sources dinflammation Étincelles dorigine électrique Étincelles dorigine mécanique Surfaces chaudes Décharges électrostatiques Flammes nues Foudre etc.…

25 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

26 Comment une ATEX peut-elle exploser ? Triangle de lexplosion : EXPLOSION atmosphère explosive propagation source d'inflammation

27 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 Propagations

28 Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ? La dangerosité dun mélange avec lair 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

29 1er classement : Groupe de gaz EMI : Énergie Minimale dInflammation Énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous forme dune flamme ou dune étincelle, pour provoquer linflammation. IEMS : LInterstice Expérimental Maximal de Sécurité Cest lépaisseur maximale de la couche dair entre 2 parties dune chambre interne dun appareil dessai qui, lorsque le mélange interne est enflammé empêche linflammation du même mélange gazeux externe à travers un épaulement de 25 mm de longueur.

30 Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs) méthane300 µJI butane 250 µJIIA éthanol140 µJIIA éthylène 70 µJIIB oxyde d'éthylène 60 µJIIB hydrogène 17 µJIIC sulfure de carbone 15 µJ IIC

31 IEMS : Interstice Expérimental Maximal de Sécurité Appareil pour la détermination de l'IEMS :

32 Quelques valeurs dIEMS acétone1,01 mmIIA méthane1,14 mmI / IIA propane0,92 mmIIA éthanol0,91 mmIIA éther éthylique0,87 mmIIB oxyde de propylène0,70 mmIIB éthylène0,65 mmIIB oxyde d'éthylène0,59 mmIIB hydrogène0,29 mmIIC acétylène0,37 mmIIC sulfure de carbone 0,20 mmIIC

33 1er classement : Groupe de gaz EMI et IEMS varient dans le même sens : sens croissant du risque

34 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

35 2ème classement : Classes de température Les diverses substances peuvent senflammer à des températures différentes. Plus la température dinflammation est faible, plus la substance est dangereuse. méthane595°C hydrogène560°C acétone465°C propane470°C oxyde d'éthylène430°C butane287°C sulfure de carbone102°C sens croissant du risque

36 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 quils génèrent : Par exemple, un appareil dont la température maximale de surface est de 105 °C sera classé T4. Il appartient à lutilisateur de vérifier que T4 (135°C)

37 2ème classement : Classes de température Classe de température

38 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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