Explosion de poussière

Il y a cinq conditions nécessaires à une explosion de poussière :

• Une poussière combustible
• La poussière est dispersée dans l’air à une concentration suffisamment élevée
• Il y a un oxydant (typiquement l’oxygène atmosphérique)
• Il y a une source d’inflammation
• La zone est confinée- un bâtiment peut être une enceinte

Sources de poussièreEdit

De nombreux matériaux courants connus pour brûler peuvent générer une explosion de poussière, comme le charbon et la sciure de bois. En outre, de nombreuses matières organiques autrement banales peuvent également être dispersées dans un dangereux nuage de poussière, comme les céréales, la farine, l’amidon, le sucre, le lait en poudre, le cacao, le café et le pollen. Les métaux en poudre (comme l’aluminium, le magnésium et le titane) peuvent former des suspensions explosives dans l’air, s’ils sont finement divisés.

Les poussières explosives peuvent provenir d’activités telles que le transport des céréales, et les silos à grains ont souvent été démolis violemment. L’extraction du charbon produit de la poussière de charbon, et les moulins à farine produisent également de grandes quantités de poussière de farine en raison de la mouture. Une gigantesque explosion de poussière de farine a détruit une minoterie du Minnesota le 2 mai 1878, tuant 18 ouvriers de la minoterie Washburn A et quatre autres dans les bâtiments adjacents. Un problème similaire se pose dans les scieries et autres lieux dédiés au travail du bois.

Depuis l’avènement de la fabrication additive (AM) à l’échelle de la production industrielle à base de poudre métallique dans les années 2010, il existe un besoin croissant d’informations et d’expérience en matière de prévention des explosions de poussière et des incendies dus aux traces de poudre métallique excédentaire parfois laissées après le frittage laser ou d’autres méthodes de fusion. Par exemple, dans les opérations d’usinage en aval de la fabrication par AM, l’excès de poudre libéré par les porosités des structures de support peut être exposé aux étincelles de l’interface de coupe. Des efforts sont en cours non seulement pour construire cette base de connaissances au sein de l’industrie, mais aussi pour la partager avec les services d’incendie locaux, qui effectuent des inspections périodiques de la sécurité incendie des entreprises dans leurs districts et qui peuvent s’attendre à répondre aux alarmes dans les ateliers ou les usines où l’AM fait désormais partie du mix de production.

Bien qu’il ne s’agisse pas strictement d’une poussière, les particules de papier émises pendant le traitement – en particulier le laminage, le déroulage, le calandrage/la refente et la découpe des feuilles – sont également connues pour présenter un risque d’explosion. Les zones fermées des papeteries soumises à de tels dangers maintiennent généralement des humidités d’air très élevées afin de réduire les risques d’explosion de poussières de papier en suspension dans l’air.

En pyrotechnie à effets spéciaux, la poudre de lycopodium et le crémier non laitier sont deux moyens courants de produire des effets de feu sûrs et contrôlés.

Pour favoriser une combustion rapide, la poussière doit être constituée de très petites particules avec un rapport surface/volume élevé, rendant ainsi la surface collective ou combinée de toutes les particules très grande par rapport à une poussière de plus grosses particules. Les poussières sont définies comme des poudres dont les particules ont un diamètre inférieur à environ 500 micromètres, mais les poussières plus fines présenteront un danger beaucoup plus grand que les particules grossières en raison de la plus grande surface totale de toutes les particules.

ConcentrationEdit

En dessous d’une certaine valeur, la limite inférieure d’explosivité (LIE), il n’y a pas assez de poussières pour entretenir la combustion au taux requis pour une explosion. Une concentration de combustible égale ou inférieure à 25 % de la LIE est considérée comme sûre. De même, si le rapport combustible/air augmente au-dessus de la limite supérieure d’explosivité (LSE), il n’y a pas assez de comburant pour permettre à la combustion de se poursuivre au taux nécessaire.

Déterminer la concentration minimale d’explosivité ou la concentration maximale d’explosivité des poussières dans l’air est difficile, et la consultation de différentes sources peut conduire à des résultats assez différents. Les plages d’explosivité typiques dans l’air vont de quelques dizaines de grammes/m3 pour la limite minimale, à quelques kg/m3 pour la limite maximale. Par exemple, la LIE de la sciure de bois a été déterminée comme étant comprise entre 40 et 50 grammes/m3. Elle dépend de nombreux facteurs, notamment du type de matériau utilisé.

OxydantEdit

Typiquement, l’oxygène atmosphérique normal peut suffire à soutenir une explosion de poussière si les autres conditions nécessaires sont également présentes. Les environnements à forte teneur en oxygène ou en oxygène pur sont considérés comme particulièrement dangereux, tout comme les gaz oxydants puissants tels que le chlore et le fluor. De même, les suspensions particulaires de composés à fort potentiel oxydant, comme les peroxydes, les chlorates, les nitrates, les perchlorates et les bichromates, peuvent augmenter le risque d’explosion si des matériaux combustibles sont également présents.

Sources d’inflammationModifié

Il existe de nombreuses sources d’inflammation, et une flamme nue n’est pas forcément la seule : plus de la moitié des explosions de poussières survenues en Allemagne en 2005 étaient dues à des sources autres que la flamme. Les sources d’inflammation courantes sont les suivantes :

• décharges électrostatiques (par exemple, une bande transporteuse mal installée, qui peut agir comme un générateur de Van de Graaff)
• friction
• arcs électriques provenant de machines ou d’autres équipements
• surfaces chaudes (par ex.Cependant, il est souvent difficile de déterminer la source exacte de l’inflammation lors d’une enquête après une explosion. Lorsqu’une source ne peut être trouvée, l’inflammation sera souvent attribuée à l’électricité statique. Les charges statiques peuvent être générées par des sources externes, ou peuvent être générées en interne par la friction à la surface des particules elles-mêmes lorsqu’elles entrent en collision ou se déplacent les unes devant les autres.