Aménagement d’une menuiserie Claudia MORESCO, ingénieur Hygiène et Sécurité à l’ECP Olivier SALTIEL, adjoint à l’ingénieur Hygiène et Sécurité au Palais de la découverte Remerciements à FIKE, TORIT DCE et BEAULIER (Canada) pour les photos et les informations techniques complémentaires sur les incendies et les explosions de poussières de bois.

Poussières de bois Les risques d’incendies et d’explosions

Risque incendie/explosion Présent partout où il y a des poussières... ... en dépôt (sol, machines, structures et gaines techniques…) ... en suspension ou susceptibles d’être mises en suspension dans l’air

Les poussières de bois s’enflamment facilement : - en nuage : auto-inflammation vers 500°C ; EMI de 20mJ en moyenne (décharge électrostatique) - en dépôt : auto-inflammation vers 340°C (mégot de cigarette = 800°C) L’inflammation en nuage conduit : A l’air libre : à une flambée (boule de feu) Flamme importante, sans surpression majeure - En milieu suffisamment confiné : à une explosion Flamme importante, avec onde de pression : - déflagration (vitesse front de flamme subsonique. Surpression de 1 à 10 bars) - détonation (vitesse front de flamme supersonique. Surpression de 20 à 30 bars). Rare (surtout dans les canalisations empoussiérées) E.M.I. = Energie Minimale d ’Inflammation

Effets des surpressions Effets sur les structures Effets sur l’homme mbar Mort possible 5000 Lésions poumons 1000 Destruction totale bâtiment 700 Ecroulement murs parpaings 500 Rupture tympans 350 Fissures murs de parpaings 200 Renversement des personnes 150 Bris panneaux type Eternit 100 1ères lésions tympans 70 171db Bris de vitres 7 151db 2 140db 1,1 135db 0,6 Seuil de la douleur 130db

Inflammation d’un nuage de poussières de bois - Quantité : une cuillère à café - Origine : plaqueuse de chants => flambée (flamme jaillissante) Le front de flamme se déplace instantanément dans le nuage explosif Il progresse le long du nuage à partir du point d’inflammation.

Conditions de survenue d’une flambée ou d’une explosion - Un nuage inflammable/explosif - combustible sous forme de poussières suffisamment fines (< 300 µm) - en suspension dans l’air - à une concentration située dans le domaine d’explosivité Concentration > C.M.E. De 12 à 125g/m3 (40g/m3 en moyenne) - Une source d’inflammation apportant une quantité d’énergie suffisante Auto-inflammation en nuage vers 500°C. E.M.I. 10 à 100mJ (20mJ en moyenne) - Un comburant Oxygène de l’air à une concentration > C.M.O. Pour l’explosion, il faut une condition supplémentaire : Un confinement suffisant C.M.E. = Concentration Minimale Explosive E.M.I. = Energie Minimale d ’Inflammation C.M.O. = Concentration Minimale en Oxygène

Résumé : Conditions de survenue d’une flambée et d’une explosion Poussières Combustible Comburant Source d’inflammation Domaine d’explosivité Poussières en suspension Confinement

Indices d’explosion Pmax et (dp/dt)max Surpression maximale PRESSION [dp/dt] max Vitesse maximale de montée en pression Pression atmosphérique TEMPS

Explosivité des poussières de bois Les poussières de bois peuvent être classées en fonction de leur explosivité c’est à dire de la violence des explosions qu’elles peuvent produire. Pour cela, on mesure la Pmax et la (dp/dt)max obtenues dans des conditions d’essais normalisées. Dans le cadre de la norme EN 26184/1, les mesures sont réalisées dans une enceinte cubique d’1m3 . La (dp/dt)max mesurée dans ces conditions s’appelle le KSt .

Correspondance entre classe d’explosion et KSt La classe d’explosion d’une poussière est donnée par la valeur de son KSt . Elle permet notamment de calculer les systèmes de protection contre l’explosion (abaques de la norme NF U54-540). Classe d’explosion KSt (bar.m/s ) St-0 0 St-1 £ 200 St-2 de 201 à 300 St-3 > 300 Correspondance entre classe d’explosion et KSt

Explosivité de quelques poussières Matière et taille (µm) CME (g/m3) Pmax (bar) K Classe d’explosion St (bar.m/s) Farine de bois 65 60 7,7 83 St-1 Farine de bois 62 - 10,5 192 St-1 Farine de bois 29 - 10,5 205 St-2 Sucre glace 30 200 8,5 138 St-1 Maïs 28 60 9,4 75 St-1 Magnésium 28 30 17,5 508 St-3 Aluminium 29 30 12,4 415 St-3 Lait en poudre 83 60 5,8 28 St-1

Analyse du risque incendie/explosion La Directive 1999/92/CE

- Directive 1999/92/CE du 16 décembre 1999 sur la protection des travailleurs exposés au risque d’atmosphères explosives (non transposée en droit français) : L’employeur doit évaluer les risques d’incendie/explosion : - Probabilité qu’une atmosphère explosive apparaisse et persiste Probabilité qu’une source d’inflammation soit présente , active et effective Etendue des conséquences prévisibles En particulier, il doit : Identifier les zones d’atmosphère explosible c’est à dire où une atmosphère explosive peut se former - Les classer en fonction de leur fréquence et de leur durée d’apparition

La directive 1999/92/CE du 16 décembre 1999 définit 3 zones d’atmosphère explosible : Emplacement où une atmosphère explosive est présente en permanence ou pendant de longues périodes ou fréquemment. Emplacement où une atmosphère explosive est présente occasionnellement en fonctionnement normal. Zone 21 : Emplacement où une atmosphère explosive n’est pas susceptible de se présenter en fonctionnement normal ou peut se présenter sur une courte durée. Zone 22 : L’employeur doit rédiger un document mentionnant le contenu de l’évaluation, les mesures de prévention et de protection prises, etc...

Analyse du risque incendie/explosion dans une installation de dépoussiérage bois « standard »

- Dépoussiéreur (présence d’une atmosphère explosive) : Le risque d’incendie/explosion se situe principalement dans le dépoussiéreur où la présence d’un nuage explosif de volume important est fréquente ou permanente. A cela, 2 raisons : - Accumulation progressive des poussières aspirées sur les médias filtrants - Mise en suspension de ces poussières, lors du décolmatage Exemple : dépoussiéreur relié à 2 machines à bois (débit 2600m3/h ) On a une charge de 10g/m3 dans le collecteur principal => Poussières accumulées dans le dépoussiéreur (dont une grande partie sur les médias filtrants) : 26 kg/h

- Si le décolmatage est pneumatique (air comprimé, contre-courant) : L’atmosphère explosive est présente fréquemment ou en permanence. En effet, le décolmatage pneumatique s’effectue en fonctionnement de manière régulière (en cycle programmé) ou en asservissement à un pressostat mesurant le perte de charge du filtre. - Si le décolmatage est mécanique (secouage) : L’atmosphère explosive est présente pendant une longue période. En effet, le décolmatage mécanique s’effectue à l’arrêt, à la fin d’une période de travail. L’importante quantité de poussières accumulées sur le filtre depuis le dernier décolmatage est remise en suspension à l’arrêt du dépoussiéreur. Ces poussières fines peuvent rester longtemps en suspension puisqu’il n’y a plus de flux d’air entraînant les poussières vers les manches filtrantes.

- Gaines de transport (présence d’une atmosphère explosive) : Dans une configuration « standard » : La quantité de poussières émises par les machines est insuffisante pour que l’atmosphère soit explosive ou qu’elle conduise à des effets importants au cas où elle dépasserait la CEM (on peut au plus obtenir une flambée). En effet, si les vitesses d’air sont respectées (> 20m/s), il n’y a pas de dépôts de poussières et donc pas d’accumulation possible des poussières, en fonctionnement normal. - Gaines d’évacuation (présence d’une atmosphère explosive) : L’air étant «purifié», il n’y a pas création d’atmosphère explosive en fonctionnement normal.

Zone 22 : Dépôt de poussières sur machine et nettoyage à l’aspirateur Zone 22 : Dépôt poussières au sol et nettoyage à l’aspirateur Zone 21 : 1mm poussières fines sur machine et utilisation de la soufflette Zone 21 : 1 mm de poussières très fines au sol et nettoyage à sec avec balai Zone 22 : Pas d’AE Zone 21 : AE occasionnelle Zone 20 : AE permanente ou fréquente Zone 21 : 1 mm de poussières fines sur structures en hauteur (possibilité de chute) Extérieur Atelier

L’apparition d’une source d’inflammation n’est pas improbable - Particules ou objets incandescents - Copeaux de bois chauffés suite aux frottements avec un outil mal affûté et/ou une vitesse de coupe inadaptée - Particules métalliques incandescentes suite à oubli de pièces métalliques sur le bois travaillé (gonds de porte, vis, clous, etc) - Bande de ponceuse chauffée par frottement avec le bois ou les rouleaux d’entraînement de la bande - Décharges électrostatiques - Dans les gaines, si l’intérieur comporte une couche isolante qui pourra se charger au contact des poussières transportées (peinture ou poussières fines en dépôt) - Au niveau du média filtrant, s’il n’est pas antistatique ou au niveau des gaines souples, si elles ne sont pas conductrices - entre les éléments conducteurs s’ils ne sont pas liés à la terre et interconnectés

- Etincelles et échauffements d’origine mécanique - Etincelles mécaniques par chocs dans les conduits de fragments d’un outil ayant éclaté ou d’un outils fragmenté (mauvais entretien, vitesse inadaptée) - Etincelles mécaniques par frottements des pâles d’un ventilateur contre le corps du ventilateur ou par blocage d’une pièce métallique dans le ventilateur - Feu Dans un dépoussiéreur, le feu est plus fréquent que l’explosion. Cependant, s’il n’est pas maîtrisé, le feu devient alors la source d’inflammation qui pourra conduire à l’explosion...