Figure 1 : Un caisson filtrant équipé d’un extincteur de flamme.

Les caissons filtrants sont fréquemment utilisés dans l’industrie pour purifier les flux d’air. Si des poudres, fibres ou autres matières inflammables sont présentes dans ces flux, il est nécessaire de prendre des mesures contre les risques d’explosion. Les caissons filtrants sont souvent une composante d’une installation d’aspiration destinée à diluer des poudres en suspension dans l’air de façon à réduire leur concentration jusqu’à un niveau ne présentant aucun risque et à les rassembler en un endroit central. La relation avec  la protection contre les explosions est donc évidente.

Les notions de caissons filtrants et protection contre les explosions suscitent souvent des questions. Les questions suivantes sont fréquemment posées :

  • Existe-t-il des caissons filtrants ne présentant pas de risque d’explosion ?
  • Quels paramètres l’employeur est-il tenu d’ajuster lui-même et que peut-il attendre de la part d’un fabricant ?
  • Que faisons-nous avec les « vieux » caissons filtrants ?

L’article suivant répond à quelques-unes de ces questions.

ATMOSPHERES EXPLOSIVES

Pour prévenir tout risque d’explosion, l’employeur doit tout d’abord identifier les endroits dans et autour du caisson filtrant où peuvent se former des atmosphères explosives. Ces endroits dangereux sont classés en zones à risque, qui précisent la relation entre d’une part la présence d’un mélange combustible et d’autre part la durée de fonctionnement du caisson filtrant ou la durée d’une activité impliquant celui-ci (par exemple : ouverture d’un regard d’inspection).

Les zonages suivants sont souvent utilisés dans le cas des caissons filtrants :

  1. L’intérieur du caisson filtrant côté poussières est classé zone 20
  2. L’intérieur du caisson filtrant côté air propre est classé zone 22 ou zone non dangereuse
  3. Les alentours d’un caisson filtrant sont considérés comme une zone 22 ou zone non dangereuse
Zone 20 Présence d’une atmosphère explosive durant >10 % de la durée de l’activité.

Zone 21 Présence d’une atmosphère explosive durant >0,1 % et <10 % de la durée de l’activité.

Zone 22 Présence d’une atmosphère explosive durant <0,1 % de la durée de l’activité.

Zone non dangereuse Probabilité d’une atmosphère explosive négligeable du fait de la mise en œuvre de mesures techniques et/ou organisationnelles. Dans cette zone, il n’est pas obligatoire de prendre des mesures contre les sources d’inflammation.

SOURCES D’INFLAMMATION

Des mesures sont appliquées dans les différentes zones pour éviter toute source d’inflammation et éventuellement pour limiter les conséquences d’une explosion. Les appareils et systèmes de protection mis en œuvre doivent être protégés contre les risques d’explosion conformément à la loi sur les conditions de travail. Cela signifie qu’ils sont incapables d’enflammer une atmosphère explosive et sont fabriqués conformément à la directive ATEX 114. Pour sélectionner correctement ces équipements, les propriétés physico-chimiques du produit à séparer sont d’une grande importance.

Cependant, en pratique, il arrive régulièrement que des propriétés de produit ou conditions de procédé inexactes soient prises en compte. Le tableau ci-dessous indique la relation entre la température ambiante et l’énergie minimale d’inflammation du lait écrémé en poudre. Plus la température augmente, plus l’énergie d’inflammation diminue. Si le choix des appareils et systèmes de protection ne tient pas compte de cette relation, il existe un risque élevé de choix erronés et de faux sentiment de sécurité.

Température de procédé 25 °C 45 °C 80 °C
Energie minimale d’inflammation 30 mJ 10 mJ 5 mJ

CAISSONS FILTRANTS PROTEGES CONTRE LES RISQUES D’EXPLOSION

Les caissons filtrants protégés contre les risques d’explosion donnent à l’employeur les garanties de sécurité nécessaires. Le fabricant prouve à l’aide d’une déclaration de conformité UE que le caisson filtrant satisfait aux directives produits pertinentes. Toutes les prescriptions pour une utilisation sans danger sont présentées dans le manuel de l’utilisateur correspondant.
Il est cependant à noter que, théoriquement, aucun caisson filtrant ne présente absolument aucun risque d’explosion. La raison en est que les sources d’inflammation associées à un caisson filtrant ne sont pas intrinsèquement liées au fonctionnement du caisson filtrant, mais dépendent en grande partie de sa bonne utilisation.

Ainsi, il est nécessaire, pour limiter l’accumulation d’électricité statique, d’équiper le caisson filtrant d’une mise à la masse et d’utiliser un matériel filtrant antistatique. Des instructions à l’usage de l’utilisateur doivent également être rédigées. Ces instructions doivent être transmises aux utilisateurs du caisson filtrant et un assistant de prévention désigné doit veiller à leur respect. Le respect des instructions peut être garanti à l’aide d’un système de permis de travail.

Dans la pratique, les utilisations incorrectes sont monnaie courante. Par exemple, on oublie régulièrement de raccorder la mise à la masse ou de contrôler celle-ci à intervalles réguliers, ce qui rend possible l’accumulation d’électricité statique et l’apparition d’étincelles (figure 2). Il peut également arriver qu’un colmatage du matériau filtrant augmente la résistance dans les canalisations, ce qui réduit la vitesse de l’air et entraîne l’apparition de dépôts de poudre.

Figure 2 : Jaillissement d’étincelles du fait de l’absence de mise à la masse.
Figure 3 : Accumulation de poudre dans une conduite.

MISE EN ŒUVRE DE SYSTEMES DE PROTECTION ET D’APPAREILS PROTEGES CONTRE LES RISQUES D’EXPLOSION

Il arrive que des appareils qui sont par nature des sources d’inflammation potentielles soient montés dans un caisson filtrant. On pensera ici par exemple aux capteurs de niveau et aux vannes rotatives. Ces appareils doivent par conséquent être protégés contre les risques d’explosion et satisfaire à la directive ATEX 114. Ceci vaut également pour les systèmes de protection destinés à arrêter un début d’explosion ou à limiter les effets d’une explosion. On pensera ici notamment à un panneau d’explosion ou à un ‑dispositif de suppression.

Le fabricant appose souvent une plaque signalétique générique sur les caissons filtrants pour avertir l’utilisateur de la présence de systèmes de protection et d’appareils protégés contre les explosions. Cette plaque ne concerne pas le caisson filtrant en tant que tel, mais plutôt les produits utilisés. Cette pratique est autorisée tant que les plaques signalétiques d’origine apposées sur les produits ne sont pas enlevées et que les produits sont utilisés conformément à l’usage prévu initialement par le fabricant. En ce sens, le caisson filtrant est « dans son ensemble » protégé contre les risques d’explosion.

CAISSONS FILTRANTS ANTERIEURS A LA DIRECTIVE ATEX ACTUELLE

Figure 4 : Relation entre zonage et source d’inflammation.

Avant 2003, il n’existait pratiquement pas d’appareils protégés contre les risques d’explosion pour les atmosphères poussiéreuses. Pour démontrer la sécurité d’un endroit, l’employeur est donc tenu d’effectuer lui-même une analyse du risque. L’analyse du risque consiste globalement à prendre un plus grand nombre de mesures contre les sources d’inflammation à mesure qu’augmente la probabilité d’apparition d’une atmosphère explosive. L’analyse prend également en considération les conséquences d’une éventuelle explosion. Ce type d’analyse de risque est généralement documentée dans un document relatif à la protection contre les explosions ou dans la documentation technique du caisson filtrant.

Si l’analyse de risque met en évidence l’existence d’un niveau de sécurité inacceptable, des mesures complémentaires provisoires peuvent alors être prises. Par exemple, le montage d’un panneau d’explosion permet de limiter les conséquences d’une explosion. Il est alors nécessaire de prouver à l’aide d’un calcul et d’essais de résistance que le caisson filtrant est adapté à cette mesure. Il est toutefois plus simple, dans de nombreuses situations, de démonter les anciens caissons filtrants pour les remplacer par une variante de conception adéquate. On considère que, pour autant que l’employeur respecte l’usage prévu du caisson filtrant et effectue les entretiens et inspections obligatoires, il fournit un lieu de travail sain et sûr pour ses travailleurs.

Rédigé par Frank de Jager, Consultant principal à D&F Consulting B.V. Frank est un expert ATEX au sein de la division Business Unit Process Safety de D&F.  www.denf.nl