Le Tube Hartmann : À quel point votre poussière est-elle explosive ?

Les explosions chimiques provenant de l’essence (essence), des gaz comme le méthane ou le propane, ou des incendies de poussières sont des événements subsoniques, localisés, sous pression qui déplacent les objets loin du centre de l’explosion, souvent accompagnés de flammes.

Les gens sont généralement conscients que l’utilisation de carburants conventionnels présente des dangers inhérents et prennent plus de précautions. Nous nous intéressons davantage aux problèmes moins intuitifs, c’est pourquoi nous allons nous concentrer sur celui qui est moins évident dans ce groupe : la poussière combustible. Cela est important car la présence de poussière combustible peut entraîner un risque d’explosion de poussière.

Imaginez ce scénario : Un bricoleur, dans son atelier au sous-sol, utilise une ponceuse à bande pour finir du contreplaqué brut. Il génère tellement de poussière que l’on peut à peine voir l’autre bout de son petit atelier. La proportion de sciure en suspension dans l’air est tellement élevée que même les étincelles des balais du moteur de la ponceuse pourraient enflammer toute l’atmosphère de l’atelier. Après l’ignition, un incendie de poussière ou une explosion de poussière se produira.

Le risque ici est qu’il pourrait créer une explosion de poussière dans cette atmosphère, ce qui pourrait le blesser ou le tuer, et potentiellement incendier toute la maison. Il reste inconsciemment ignorant du risque d’explosion de poussière parce qu’il a déjà fait cela plusieurs fois sans conséquence. Si quelqu’un lui avait montré une démonstration de Hartmann Tube à un moment donné de sa vie, il ne risquerait sûrement pas sa vie maintenant.

Le Hartmann Tube : Test de la poussière combustible

Mais qu’est-ce qu’un Hartmann Tube exactement ? En bref, il s’agit d’un dispositif permettant de tester les propriétés explosives des poussières industrielles, dans différents mélanges air-combustible.

Typiquement, un Hartmann Tube aura une source d’ignition soutenue à environ un tiers de la hauteur du bas. Il s’agit généralement d’un arc haute tension pour la cohérence, créant une étincelle continue. Alternativement, une bobine incandescente peut être utilisée comme source d’ignition.

En dessous de cela se trouve le plateau d’échantillons où la matière particulaire est placée. Cet échantillon de poudre peut être pur, ou un mélange de poussières, prélevé directement dans le cadre industriel.

Anatomie du Hartmann Tube

• Un écart d’étincelle (ignition par étincelles) ou une bobine incandescente avec une énergie d’ignition appropriée.
• De l’air comprimé.
• La buse de dispersion.
• Un échantillon de poussière.
• Le tube cylindrique.
• Optionnel : un couvercle pour le tube en verre.

Démonstrations vidéo

Regardons un Hartmann Tube en action. Parce que la réaction est tellement substantielle et rapide, la vidéo au ralenti ci-dessous nous aide à comprendre ce qui se passe dans le tube en verre de l’appareil.

Cette vidéo d’une installation portable modeste peut tester de petits lots utilisant des échantillons de 0,3 gramme jusqu’à 3 grammes. Si un matériau est testé trois fois de suite et ne s’enflamme pas, il est considéré comme non explosif pour ces conditions de test.

Dans la vidéo, il devient évident qu’une explosion de poussière est très susceptible de déclencher des incendies de poussières. Cela se produit parce que l’échantillon de poudre forme un nuage de poussière lorsqu’il est en suspension dans l’air, qui s’enflamme rapidement. L’incendie de poussière se propage rapidement et entraîne une explosion de poussière.

Quel est le rôle du Hartmann Tube dans la prévention des explosions ?

Comme vous l’avez vu dans les vidéos, le Hartmann Tube est utilisé pour évaluer l’explosivité des particules de poussière dans les environnements industriels. C’est un appareil de test qui aide à déterminer si une poussière particulière peut représenter un risque d’explosion lorsqu’elle est dispersée dans l’air et exposée à une source d’ignition.

En d’autres termes, le Hartmann Tube crée en toute sécurité de petites explosions de poussière à l’intérieur du tube pour voir si le matériau constitue un danger d’explosion de poussière. Cela permet aux industries d’adopter les mesures nécessaires, telles qu’un système de ventilation industriel ATEX, pour prévenir les explosions potentielles et garantir la sécurité sur le lieu de travail.

Procédure de test et évaluation

Lors du test de criblage, différentes concentrations de l’échantillon de poudre sont utilisées. Si une propagation de la flamme est observée à l’intérieur du Hartmann Tube, on peut supposer que la substance est explosive sous forme de poussière et peut donc provoquer une explosion de poussière.

Cette information est cruciale dans les environnements industriels où de la poussière combustible est produite ou manipulée, tels que dans les ateliers de menuiserie, les usines de traitement des grains, les sites de transformation des métaux et la fabrication de produits chimiques.

De nos jours, un appareil Hartmann modifié est utilisé. L’original a été inventé au milieu des années 1920, donc l’appareil Hartmann modifié présente quelques améliorations de conception bien nécessaires. Cela rend le test de criblage moderne plus facile à réaliser et plus précis.

Les résultats finaux des tests nous aident à déterminer où un risque d’explosion de poussière pourrait être présent dans le lieu de travail.

Test de criblage et réglementations ATEX

Les informations conclues dans le test de criblage sont cruciales pour catégoriser correctement la zone dangereuse en zones ATEX – zone 20, 21 ou 22 – en fonction de la dangerosité de la zone. Ces zones de poussière ATEX se retrouvent principalement dans les secteurs suivants :

• Menuiserie.
• Transformation des métaux.
• Pharmaceutique.
• Transformation des céréales.
• Fabrication alimentaire.
• Production chimique.
• Installations de recyclage.

Carburants – quelles poussières présentent un danger d’explosion de poussière ?

Qu’est-ce qui peut être un carburant ? Tout ce qui est basé sur la cellulose, par exemple, devrait bien brûler, y compris le bois ou les poudres de plantes comme le blé (comme la farine). Surtout dans la bonne concentration. La composition du sucre en fait un carburant parfait, étant un pur glucide avec son propre oxygène intégré (C12H22O11).

Le raffinage du sucre nécessite qu’il soit transformé à partir de gros cristaux bruts de « sucre brut » en fractions de plus en plus petites. Finalement, il atteint l’état lisse en poudre appelé « sucre glace » qui est aussi fin que de la poudre pour bébé.

Cela signifie-t-il que le sucre peut provoquer une explosion de poussière ? Oui, dans l’exemple suivant, vous verrez comment la poussière de sucre peut former un très grave risque d’explosion de poussière.

Conséquences possibles : Explosion de poussière dans une raffinerie de sucre

La poussière peut s’accumuler partout, surtout autour des machines qui traitent le produit. Une simple brise venant de l’ouverture d’une porte extérieure pourrait produire un nuage explosif en quelques secondes.

Cette raffinerie en Géorgie a été complètement détruite à cause d’une simple source d’ignition, et précisément des bonnes (mauvaises) conditions de poussière. L’explosion dévastatrice a tué 14 personnes et en a blessé 36.

Lorsqu’un mur de flammes et d’air sous pression se précipite vers vous à près de la vitesse du son, vous n’aurez pas le temps de réagir. Votre taux de survie peut être de 100% si vous empêchez simplement que le risque d’explosion de poussière se produise.

Carburants non inflammables ?

Étonnamment, pour la plupart des gens, les solides qui sont essentiellement non inflammables sous forme solide représentent un danger d’explosion de poussière lorsqu’ils sont dispersés sous forme de fine poudre en suspension dans l’air, exposés à une source d’ignition adéquate.

Cette vidéo (vous pouvez passer le préambule et commencer à 1:58) montre un test simple de banc de métaux en poudre dans une flamme pour démontrer l’inflammabilité. Vous verrez du zinc, de l’aluminium, du fer, du magnésium, du cuivre, du manganèse, du bismuth, du silicium, du chrome, du cobalt, du plomb et du ferrocerium (alias auermetall).

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