3 risques liés aux poussières combustibles

Les poussières combustibles sont, par définition, des particules dont la taille est inférieure à 500 microns (environ 1/64e po), issues de matériaux oxydables comme le bois, les plastiques, les métaux ou les matières carbonées, et que l’on retrouve dans différentes industries comme le sciage, les ébénisteries et la fabrication de panneaux d’ingénierie, l’agroalimentaire, la première et surtout la seconde transformation des métaux (ex. : aluminium et alliages). Lorsqu’elles sont mises en suspension dans l’air, en concentration suffisante et en présence d’une source d’inflammation, les poussières combustibles peuvent déflagrer; lorsque cette réaction vive se produit à l’intérieur d’une enceinte (ex. : silo, galerie de convoyeur, salle d’entreposage, dépoussiéreur), celle-ci peut exploser si elle n’est pas adéquatement protégée. 

Le Québec est la seule province au Canada à intégrer directement dans sa règlementation les normes NFPA en lien avec la gestion des risques d’explosion (poussières), notamment aux articles 54 à 60 de la Section VII – « Poussières combustibles et matières sèches » du Règlement sur la santé et la sécurité au travail (RSST, LRQ, c.S-2.1, r.13), et ce depuis plus de 10 ans. Pour cette raison, et compte tenu des importants dangers d’incendie, de déflagration, d’explosion et de seconde explosion qui existent lorsque des poudres et poussières combustibles sont produites, traitées et/ou entreposées, des mesures doivent être prises par le propriétaire des installations pour garantir un environnement de travail conforme et sécuritaire. 

Risque #1 : la seconde déflagration causée par les poussières combustibles

Un des plus grands défis à relever dans les installations industrielles où sont présentes des poussières combustibles, consiste à contrôler l’empoussièrement, c’est-à-dire à réduire le taux d’accumulation des poussières sur les planchers et (surtout) les surfaces en hauteur, et en assurer l’élimination par l’implantation de méthodes et procédures de nettoyage systématiques et sécuritaires. Dans la grande majorité des cas, les explosions industrielles ont des conséquences catastrophiques parce que des accumulations de poussières importantes sont présentes sur les surfaces (ex. : planchers, conduits, éléments de structure, chemins de câbles électriques). Chez Didion Milling (WI, É-U, juin 2017, 5 morts et 13 blessés, enquête en cours), chez Zhongrong  (Kunshan, Chine, 146 morts et 114 blessés), chez Babine Forest Products (BC, Canada, janvier 2012, 2 morts et 20 blessés), chez Lakeland Mills (BC, Canada, avril 2012, 2 morts et 19 blessés) ou chez Impérial Sugar (SC, É-U, février 2008, 14 morts et 40 blessés).Le bilan humain et les pertes matérielles (totales) ont été inacceptables et sont absolument indignes de l’ère industrielle dans laquelle nous vivons. Le phénomène aggravant est celui de la seconde déflagration (ou seconde explosion). 

En séquence, un premier évènement de type déflagration se produit à l’intérieur d’un équipement comme un silo, un convoyeur ou un dépoussiéreur, et un front de flamme est éjecté de l’enceinte accompagnée d’une onde de pression; cette violente turbulence provoque la mise en suspension (nuage) des poussières accumulées sur les surfaces (en hauteur) en grandes quantités, et l’inflammation vive et violente de ces dernières. Cette réaction, appelée seconde déflagration, se produit en quelques fractions de seconde (souvent plusieurs explosions en 2 à 3 secondes) et ne laisse aucune chance aux travailleurs présents sur les lieux… on dira alors qu’ils étaient exposés à un risque inacceptable.

Risque #2 : les brûlures et les chutes causées par les boules de feu

Un danger d’explosion est donc réputé exister lorsqu’un équipement est employé pour traiter des poudres et/ou poussières combustibles, et que dans les conditions d’opération normales (ou anormales) et qui peuvent être en présence simultanément d’une source d’inflammation et d’un nuage de poussière de concentration supérieure à la concentration minimale explosive (CME). Quand des évents de déflagration sont installés pour éliminer ce danger d’explosion et que des dispositifs aient été conçus conformément aux exigences règlementaires et aux règles de l’art en la matière (ex. : NFPA-68), il existe de graves dangers liés à l’éjection de la boule de feu. En effet, durant le processus d’éventement de la déflagration, le front de flamme et l’onde de pression générés par cette dernière vont être libérés par les évents et évacués vers le milieu extérieur de l’enceinte. Les « boules de feu » ont le potentiel de parcourir plusieurs dizaines de mètres (plus de 30 à 50 m pour les enceintes très volumineuses), et d’enflammer les éléments combustibles en présence. Si l’évènement se produit à l’extérieur de l’usine, ce sont les passerelles d’accès et surtout les zones en hauteur qui seront à risque pour les travailleurs pouvant s’y trouver au mauvais moment; des risques de blessures mortelles par brûlure et/ou par l’action de la surpression (ex. : oreille interne), et bien entendu des risques de chute. Lorsque l’évènement se produit à l’intérieur du bâtiment, des risques de seconde déflagration s’ajoutent à cette liste (voir risque #1), risquant de provoquer l’explosion de ce dernier. 
Il est donc primordial pour les responsables d’installations industrielles de veiller à contrôler ces risques, et d’implanter des solutions de contrôle adéquatement conçues. 

Risque #3 : La propagation (front de flamme et onde de pression)

Les équipements de procédé (ex. : broyeurs, mélangeurs), de convoyage (ex. : élévateurs à godets), d’entreposage (ex. : silos), et de traitement (ex. : cyclones, dépoussiéreurs) constituent des systèmes imbriqués et interconnectés. Lorsqu’un danger de déflagration existe dans au moins un de ces équipements industriels, et au même titre que le phénomène de boules de feu traité précédemment (risque #2), un front de flamme et une onde de pression vont se propager vers ceux auxquels il est raccordé. Par exemple, lorsqu’un séchoir rotatif à copeaux de bois qui ne présente pas forcément un danger de déflagration ou d’explosion est raccordé à un épurateur (ex. : cyclone ou multicyclone) qui lui en présente un; en cas de déflagration à l’épurateur, un front de flamme va s’engouffrer à contrecourant dans le conduit principal, et se diriger tout droit vers le séchoir où les dommages causés peuvent être majeurs. Il ne faut pas oublier que là aussi, les travailleurs présents dans un tel environnement sont à risque de blessures mortelles (brûlures et pression), et qu’une seconde déflagration pourrait également se produire si le secteur est trop empoussiéré. 

La propagation peut donc se produire entre les équipements connectés dans toutes les directions, dans le sens de l’écoulement normal ou à contrecourant. Lorsqu’une déflagration se produit dans un épurateur comme un dépoussiéreur, et que ce dernier n’est pas adéquatement protégé, le front de flamme et l’onde de pression peuvent se diriger à contrecourant vers les postes de travail, et dans la direction normale de l’écoulement vers le retour d’air propre souvent situé à la hauteur du plafond. Il convient d’admettre que si le front de flamme peut être fatal au niveau des postes de travail où les employés sont directement exposés, il peut également causer des dommages catastrophiques s’il est éjecté dans une zone en hauteur trop empoussiérée comme un dessous de toiture (seconde déflagration – risque #1).

Il est, là aussi, très important que des mesures immédiates soient prises pour que de tels risques de propagation soient éliminés; le propriétaire est responsable de la mise en place de solutions qui peuvent comprendre, pour une période déterminée, des mesures d’atténuation (mitigation).