Quelles exigences ATEX les installations de mélange pour poudres de détergents doivent-elles respecter en Allemagne ?
En Allemagne, les installations de mélange pour poudres lessivielles doivent être conçues et exploitées sur la base d'une analyse de la protection contre les explosions spécifique à la substance et à l'installation. Ce qui est déterminant n'est pas la désignation du produit « poudre lessivielle », mais la question de savoir si la recette concernée ou sa fraction de poussière fine peut former, dans les conditions réelles, une atmosphère de poussière explosible dangereuse. L'évaluation doit également prendre en compte les composants organiques, les supports de parfum, les tensioactifs, les polymères, les poussières d'enzymes, les composants oxydants ainsi que d'éventuels mélanges hybrides vapeur-poussière.
Cadre juridique et responsabilité
La directive produit ATEX 2014/34/UE régit les exigences applicables aux équipements et systèmes de protection destinés à être utilisés en zones à risque d'explosion. Elle concerne le fabricant ou le metteur sur le marché. Celui-ci doit mener les procédures d'évaluation de la conformité applicables, établir la documentation technique et fournir le marquage ATEX approprié pour les conditions d'utilisation prévues. La directive exige notamment que les équipements destinés aux zones exposées à la poussière soient conçus de manière à ce que les dépôts de poussière ne soient pas enflammés et que les températures de surface restent nettement inférieures aux températures d'inflammation pertinentes.
La directive d'exploitation ATEX 1999/92/CE concerne l'exploitant. En Allemagne, ses exigences sont mises en œuvre notamment via l'ordonnance sur les substances dangereuses et l'ordonnance sur la sécurité d'exploitation. L'exploitant doit évaluer le risque d'explosion, définir les zones Ex, choisir des équipements appropriés, mettre en œuvre des mesures de protection et consigner les résultats dans le document relatif à la protection contre les explosions. La TRGS 720 exige expressément la documentation de l'évaluation des risques sous forme de document relatif à la protection contre les explosions.
La responsabilité technique ne s'arrête pas à l'interface du mélangeur. L'évaluation doit inclure l'ensemble de la chaîne de procédé et tous les points de transfert : réception des matières premières, dosage, mélangeur, aspiration, filtres, convoyeurs, silos, évacuation, tamisage, conditionnement, ouvertures de nettoyage et de maintenance ainsi que, le cas échéant, les systèmes de solvants ou de parfums.
Classement en zones et données de substance
Pour les poussières combustibles, les zones sont classées en zone 20, 21 ou 22. La zone 20 est présente lorsqu'une atmosphère de poussière explosible est présente en permanence, pendant de longues périodes ou fréquemment. Cela concerne souvent l'espace intérieur d'un mélangeur, d'un silo, d'un filtre ou d'une tuyauterie véhiculant de la poussière. La zone 21 peut exister à proximité immédiate des points de remplissage, de vidange, de prélèvement ou de maintenance, lorsque de la poussière est occasionnellement libérée en fonctionnement normal. La zone 22 est présente lorsqu'une atmosphère de poussière dangereuse n'apparaît que rarement et brièvement. Le classement effectif en zones dépend du taux d'émission, de l'étanchéité, de l'aspiration, du nettoyage, de la géométrie du local et du mode de fonctionnement.
Pour la zone 20, un équipement de catégorie 1D est en principe requis. En zone 21, des équipements de catégorie 1D ou 2D sont admissibles ; en zone 22, des équipements des catégories 1D, 2D ou 3D entrent en ligne de compte. Cette attribution ne vaut pas seulement pour les moteurs et capteurs, mais aussi pour les composants non électriques tels que les outils de mélange, arbres, joints, accouplements, clapets, sas rotatifs et dispositifs de transport.
La conception ne doit pas se fonder sur des valeurs standard présumées. Pour chaque fraction de poussière pertinente, des caractéristiques de sécurité représentatives sont nécessaires. Cela comprend en particulier KSt, la pression d'explosion maximale pmax, l'énergie minimale d'inflammation, la température minimale d'inflammation du nuage de poussière, la température minimale d'inflammation de la couche de poussière, la répartition granulométrique, l'humidité et la conductivité électrique. Pour les composants liquides volatils et les parfums, d'éventuels mélanges hybrides vapeur-poussière doivent être évalués. La TRGS 721 précise la détermination et l'évaluation du risque d'explosion ainsi que le choix des mesures de protection nécessaires.
Une affirmation générale selon laquelle les poussières lessivielles appartiendraient par principe à la classe d'explosion de poussière St 1 ou St 2 n'est pas fiable. Le classement résulte de la mesure du produit concret. Les composants oxydants tels que le percarbonate de sodium doivent également être considérés séparément : ils ne doivent pas être simplement évalués comme une poussière combustible, mais peuvent intensifier les incendies et libérer de l'oxygène lors de leur décomposition.
Mesures de protection en exploitation
La protection contre les explosions suit un ordre de priorité. L'évitement ou la limitation d'une atmosphère explosible dangereuse et l'évitement de sources d'inflammation efficaces sont prioritaires. Ce n'est que lorsque cela n'est pas suffisamment possible que des mesures de protection constructives sont mises en œuvre pour limiter les effets d'une explosion.
Une conduite de procédé étanche à la poussière, aussi fermée que possible, limite les émissions de poussière. L'encapsulage, l'aspiration, une technique de filtration appropriée, des points de transfert étanches et un concept de nettoyage basé sur le risque réduisent les dépôts de poussière dans le local d'implantation. Les couches de poussière ne doivent pas être évaluées selon une valeur limite générale telle que « 1 mm ». Même de fines couches étendues peuvent contribuer à une explosion secondaire en cas de remise en suspension.
L'évitement des sources d'inflammation comprend la limitation des températures de surface, la surveillance de la température des paliers et des joints, la détection des blocages ou d'un couple inadmissible, des séparateurs de corps étrangers, la maintenance des composants mécaniques ainsi qu'une mise à la terre continue et une équipotentialité. La TRGS 723 mentionne en principe, pour les couches de poussière, une marge de sécurité de 75 °C entre la température minimale d'inflammation de la couche de poussière et la température de surface, sauf si l'évaluation des risques permet une autre disposition.
La charge électrostatique doit également être prise en compte. Cela concerne les mélangeurs, tuyaux, tuyaux flexibles, filtres, conteneurs intermédiaires (IBC), contenants, opérations de remplissage et personnel opérateur. La TRGS 727 traite de l'évitement des risques d'inflammation dus aux charges électrostatiques. Un concept efficace peut comprendre des composants conducteurs ou dissipateurs, des connexions de mise à la terre contrôlées, un équipement de protection individuelle approprié et des règles d'exploitation pour le changement de contenants et le nettoyage.
Si une explosion ne peut pas être évitée avec une sécurité suffisante, des mesures de protection constructives doivent être examinées. Cela comprend les appareils résistants à la pression d'explosion ou au choc de pression d'explosion, la décompression d'explosion, la décompression sans flamme, la suppression d'explosion et le découplage technique des composants raccordés. Le découplage est particulièrement important pour que les flammes et la pression ne se propagent pas via les conduites de transport ou d'aspiration vers les filtres, silos ou autres appareils. Les mesures appropriées peuvent être des clapets anti-retour contrôlés, des vannes à fermeture rapide, des vannes de protection contre les explosions, des barrières d'extinction ou des sas rotatifs adaptés à cet effet.
Obligations de l'exploitant
L'exploitant doit établir le document relatif à la protection contre les explosions avant le début de l'exploitation, le tenir à jour et le vérifier en cas de modification de la recette ou de l'installation. Il contient au minimum l'évaluation des risques, le classement en zones, les données de sécurité de la substance, le choix des équipements et systèmes de protection, l'évaluation des sources d'inflammation, le concept de contrôle, les règles de nettoyage, les instructions d'exploitation et les mesures organisationnelles.
Les employés ont besoin de formations sur les zones Ex, l'émission de poussière, la mise à la terre, le nettoyage sûr, les perturbations, les alarmes et les mesures d'urgence. Les travaux à chaud, le meulage, le soudage ou l'utilisation d'équipements mobiles non autorisés dans ou à proximité de zones Ex nécessitent une procédure d'autorisation contrôlée. Les systèmes de protection contre les explosions, les connexions de mise à la terre, les surveillances de température, les filtres, les dispositifs de découplage et les composants de décompression doivent être régulièrement contrôlés conformément à l'évaluation des risques, aux indications du fabricant et aux obligations de contrôle applicables.
Ainsi amixon® soutient la conception conforme à l'ATEX des installations de mélange pour poudres lessivielles
Les installations de mélange pour poudres lessivielles ne peuvent être conçues de façon sûre que si les propriétés réelles de la recette sont connues. Ce ne sont pas seulement les désignations des matières premières utilisées qui sont déterminantes, mais les propriétés de la fraction de poussière concernée, d'éventuelles fractions organiques, les supports de parfum, les tensioactifs, les polymères, les poussières d'enzymes, les composants oxydants ainsi que, le cas échéant, les mélanges hybrides vapeur-poussière. amixon® soutient la conception technique du mélangeur ; l'évaluation des risques, le classement en zones et l'établissement du document relatif à la protection contre les explosions relèvent de l'exploitant et des spécialistes de la protection contre les explosions qu'il mandate.
amixon® peut fournir des mélangeurs, granulateurs, mélangeurs-sécheurs sous vide et réacteurs-mélangeurs dans des exécutions d'espace produit adaptées à un classement en zone ATEX 20. Cela s'applique — selon la série et la configuration du projet — notamment aux mélangeurs à un arbre, mélangeurs verticaux et coniques, mélangeurs conteneurs, mélangeurs continus ainsi qu'aux mélangeurs-sécheurs sous vide et réacteurs-mélangeurs. Pour la zone 20, un niveau de protection très élevé est en principe requis, correspondant en règle générale à une exécution de catégorie 1D. La catégorie d'équipement concrète, la température de surface maximale admissible, l'équipement électrique et non électrique ainsi que la documentation ATEX associée sont définis de façon spécifique au projet, sur la base des données de substance et des conditions de procédé.
Le cadre juridique résulte de la directive produit ATEX 2014/34/UE pour les équipements et systèmes de protection ainsi que de la directive d'exploitation ATEX 1999/92/CE pour l'exploitation d'installations à risque d'explosion. En Allemagne, les obligations de l'exploitant sont notamment concrétisées par l'ordonnance sur les substances dangereuses, l'ordonnance sur la sécurité d'exploitation et les règles techniques pour les substances dangereuses. L'exploitant doit évaluer le risque d'explosion, définir les zones Ex, mettre en œuvre des mesures de protection appropriées et documenter les résultats dans le document relatif à la protection contre les explosions. La TRGS 720 exige expressément la documentation de l'évaluation des risques sous forme de document relatif à la protection contre les explosions.
Le classement en zones couvre toujours l'ensemble de la chaîne de procédé. L'espace intérieur d'un mélangeur, d'un filtre, d'un silo ou d'une conduite de transport véhiculant de la poussière est souvent en zone 20. Dans la zone des points de remplissage, de vidange, de prélèvement ou de maintenance, la zone 21 peut être présente selon l'émission réelle de poussière. Les zones où une atmosphère de poussière dangereuse n'est attendue que rarement et brièvement peuvent être classées en zone 22. Le classement final dépend du taux d'émission, de l'étanchéité, de l'aspiration, du nettoyage, de la géométrie du local et du mode de fonctionnement.
Les mélangeurs amixon® peuvent être conçus pour une conduite de produit aussi fermée et étanche à la poussière que possible. Des chambres de mélange à faibles interstices, polies, et des systèmes d'étanchéité appropriés peuvent limiter les émissions de poussière. Les portes d'inspection Clever-Cut® avec joint OmgaSeal® sont conçues, selon amixon®, pour une étanchéité pauvre en espace mort de l'espace produit. L'étanchéité à long terme dépend toutefois aussi des différences de pression, du matériau du joint, de l'usure, de la maintenance et de la conduite réelle du procédé. Une exécution d'appareil étanche à la poussière ne remplace donc pas le nettoyage, l'aspiration et le contrôle nécessaires des dépôts de poussière dans le local d'implantation.
La limitation des sources d'inflammation possibles est un élément central de la conception de l'appareil. De nombreux mélangeurs verticaux amixon® peuvent fonctionner à faible vitesse périphérique. Pour les séries VM et HM, amixon® indique une plage réglable d'environ 0,8 à 3,5 m/s. De faibles vitesses d'outil peuvent réduire l'énergie de frottement, de choc et d'abrasion. Elles ne constituent toutefois pas une preuve générale qu'aucune source d'inflammation efficace ne peut apparaître. L'évaluation doit notamment tenir compte des paliers, joints, arbres, outils de mélange, contacts possibles entre l'outil et la paroi, corps étrangers, blocages, températures de surface, charge électrostatique et composants électriques.
Les mesures appropriées peuvent comprendre la surveillance de la température et du couple, des vitesses d'outil contrôlées, la séparation des corps étrangers, des concepts d'étanchéité et de palier appropriés, la mise à la terre, l'équipotentialité et la maintenance préventive. Pour les couches de poussière, la TRGS 723 mentionne en principe une marge de sécurité de 75 °C entre la température minimale d'inflammation de la couche de poussière et la température de surface, sauf si l'évaluation des risques permet une autre disposition. La charge électrostatique doit être prise en compte pour les mélangeurs, tuyauteries, tuyaux flexibles, filtres, contenants et opérations d'alimentation.
Pour les additifs liquides tels que les tensioactifs, huiles ou formulations de parfum, des lances et buses de dosage appropriées sont disponibles. L'ajout doit être adapté à la quantité de liquide, la viscosité, le motif de pulvérisation, la taille des gouttes, la température et le mouvement du produit. L'objectif est une répartition uniforme avec une surhumidification locale limitée et des collages aussi réduits que possible. Pour les recettes de lessive comportant des granulés d'enzymes ou des composants oxydants tels que le percarbonate de sodium, l'humidité, la température et la sollicitation mécanique doivent être contrôlées avec un soin particulier. Le percarbonate de sodium est une substance oxydante et peut libérer de l'oxygène lors d'une décomposition thermique ; l'inertisation ne remplace donc ni le contrôle de la température ni l'évaluation d'éventuelles réactions de décomposition.
Si une explosion ne peut pas être évitée avec une sécurité suffisante, des mesures de protection constructives doivent être évaluées pour l'ensemble de l'installation. Cela comprend les appareils résistants à la pression d'explosion ou au choc de pression d'explosion, la décompression d'explosion, la décompression sans flamme, la suppression d'explosion et le découplage technique. En particulier les filtres, silos, dispositifs de transport et tuyauteries doivent être protégés contre la transmission de pression et de flammes. Les mesures de protection nécessaires résultent de KSt, pmax, de l'énergie minimale d'inflammation, des températures d'inflammation, de l'humidité, de la granulométrie, de la conductivité électrique, d'éventuels mélanges hybrides et de la géométrie complète de l'installation.
amixon® propose des essais avec le produit d'origine pour examiner la qualité de mélange, l'évolution de la température, la répartition du liquide, le comportement de collage, la vidange et la nettoyabilité. Ces résultats peuvent soutenir le choix du mélangeur, des outils, du concept de dosage, des systèmes d'étanchéité et des paramètres de fonctionnement. Ils ne remplacent toutefois ni le contrôle de sécurité de la substance, ni l'évaluation des risques légalement requise, le document relatif à la protection contre les explosions, ni le contrôle de l'ensemble de l'installation par des spécialistes qualifiés.