Découplage anti-explosion
Définition
Le découplage anti-explosion est une mesure de sécurité relevant de la protection structurelle contre les explosions, qui empêche une explosion provenant d'une partie de l'installation de se propager vers des zones voisines par le biais de tuyauteries, d'organes de transport ou d'autres raccordements. L'objectif est de confiner localement le phénomène d'explosion et de protéger les réservoirs, silos, filtres, alimentations ou installations de traitement en aval raccordés contre les flammes, les ondes de choc et les explosions secondaires.
Dans la pratique, le découplage anti-explosion revêt une importance particulière lors du traitement de poussières inflammables, par exemple dans les mélangeurs, les conduites de transport, les installations de dépoussiérage ou les silos.
Principe de fonctionnement
En cas d’explosion, le découplage interrompt en un temps infime la liaison entre deux parties de l’installation, afin que le front de flamme et la hausse de pression ne se propagent pas à la partie suivante de l’installation.
Il ne s’agit généralement pas d’un système de protection autonome, mais il est combiné à d’autres mesures de protection contre les explosions, notamment :
- la décharge de pression d’explosion
- la suppression d’explosion
- une conception résistante aux chocs de pression
des mesures visant à empêcher la propagation des flammes et des explosions
Systèmes courants
Systèmes passifs
- Clapets anti-retour et soupapes de protection contre les explosions : se ferment automatiquement sous l’effet de la pression de l’explosion
- Écluses à roue cellulaire : peuvent être utilisées comme élément de découplage mécanique entre le silo et le mélangeur
- Systèmes à double vanne : séparent mécaniquement les espaces de traitement
Systèmes actifs
- Barrières d’extinction HRD : des capteurs détectent le début de l’explosion, puis un agent extincteur est injecté dans la conduite afin de supprimer le front de flamme
Vannes à fermeture rapide : se ferment en quelques millisecondes grâce à une commande électronique
Application sur les mélangeurs
Sur les mélangeurs, le découplage anti-explosion est particulièrement important au niveau des interfaces avec le reste de l’installation :
Zone de l’installation Découplage typique
Entrée du produit : écluse à roue cellulaire, clapet anti-retour ou autre élément de découplage adapté
Aspiration et dépoussiérage : clapet anti-retour ou barrière chimique
Sortie du produit : vanne à fermeture rapide ou système à double vanne
Réservoir intermédiaire et conduite de transport : barrière active ou passive en fonction du risque et de la géométrie de la tuyauterie
C’est précisément pour les produits pulvérulents tels que le sucre, l’amidon, la farine, le lait en poudre, les poudres métalliques, les granulés de plastique ou les substances pharmaceutiques que la prévention de la propagation d’une explosion via les conduites de raccordement constitue un objectif de protection essentiel.
Conception et planification
Pour une conception correcte, les paramètres et conditions limites suivants, entre autres, sont importants :
- Valeur Kst
- pmax
- Énergie minimale d’allumage (MZE)
- Diamètre et géométrie des conduites
- Emplacement et longueur d’installation
- Résistance mécanique et thermique du système
Les systèmes de découplage doivent être planifiés et conçus de manière à garantir leur résistance à la propagation de l’inflammation et leur résistance mécanique dans des conditions d’utilisation réelles. En présence d’un mélange hybride de poussière et de gaz ou de vapeur inflammable, la vitesse de propagation de la flamme augmente ; le découplage doit alors être dimensionné en fonction des caractéristiques du mélange.
Directives et normes
La classification et la conception des mesures de protection contre les explosions s’inscrivent dans le cadre des directives et normes européennes et nationales, notamment la directive 2014/34/UE ainsi que les normes et réglementations applicables en matière de protection contre les explosions.
Parmi les principes fondamentaux importants, on peut citer :
- EN 1127-1 pour les principes et la méthodologie de la protection contre les explosions
- EN 14491 pour la décompression en cas d’explosions de poussières
les exigences nationales telles que le règlement sur la sécurité au travail et le document de protection contre les explosions
Avantages pour les exploitants
- Protection des personnes grâce à la prévention des explosions secondaires
- Protection des installations grâce à la limitation des dommages matériels
- Sécurité de la production grâce à la réduction des temps d’arrêt
- Sécurité juridique grâce à la mise en œuvre du concept de protection contre les explosions conforme aux normes
Le choix du système de découplage adapté doit être effectué dès la phase de conception, afin que les caractéristiques du produit, la géométrie de l’installation et le concept de protection soient coordonnés et que le mélangeur puisse être intégré en toute sécurité dans l’ensemble de l’installation.