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de formation d’une atmosphère explo sive (ATEX) lors de sa mise en œuvre. Ceci

de formation d’une atmosphère explo sive (ATEX) lors de sa mise en œuvre. Ceci constitue une étape-clé de l’ap plication de la réglementation relative aux atmosphères explosives, quelle que soit la méthode utilisée (par exemple la méthode décrite dans le guide méthodo logique de l’INRS [1]). Une autre étape-clé de l’application de cette réglementation consiste à iden tifier les conditions de formation d’une atmosphère explosive. En milieu confi né, elles dépendent des caractéristiques du liquide (point d’éclair, température ambiante…). Dans le cas où le liquide se trouve en milieu ouvert, elles dépendent également du débit d’évaporation du liquide. L a réglementation relative aux atmosphères explosives doit être appliquée à toute situation de travail où une atmosphère explosive est susceptible de se former et tel est le cas lors de la mise en œuvre d’un liquide inflammable. La prise en compte du risque explo sion sur les lieux de travail s’inscrit dans la démarche globale de prévention des risques. Dans le cadre de la démarche méthodologique spécifique à ce risque, l’analyse fonctionnelle demande, afin d’identifier les atmosphères explosives potentielles, de connaître les caractéris tiques physico-chimiques des produits combustibles présents. Pour un liquide inflammable, cette connaissance est particulièrement indis pensable à la définition des conditions Conditions de formation d’une atmosphère explosive lors de la mise en œuvre d’un liquide inflammable Au cours de la mise en œuvre d’un liquide inflammable, les conditions de formation d’une atmosphère explosive (ATEX) dépendent au moins des caractéristiques du liquide (point d’éclair, température ambiante) ; dans le cas où le liquide se trouve en milieu ouvert, les conditions de formation d’une ATEX sont également liées au débit d’évaporation du liquide, lui-même associé aux conditions de renouvellement de l’air à sa surface. Un modèle d’évaporation a été établi d’après les résultats d’une campagne de mesures effectuées sur des solvants volatils courants, au cours de laquelle le débit d’évaporation du liquide et la concentration en vapeur à proximité de sa surface ont été mesurés. La connaissance de ces différents éléments permet une application précise et réaliste de la réglementation ATEX. h Jacques CHAINEAUX, Agnès JANES, INERIS, direction des risques accidentels h Benoît SALLÉ, Jean-Michel PETIT, INRS, département Expertise et conseil technique 3 Liquide inflammable 3 Point éclair 3 Modèle d’évaporation 3 ATEX Conditions for the formation of an explosive atmosphere when using a flammable liquid When employing a flammable liquid, the conditions in which an explosive atmosphere (ATEX) can form depend to a great extent on the liquid itself (flash point, temperature); if the liquid is in an open space, they are also linked to the evaporation flow rate, which in turn depends on the air renewal conditions at the surface of the liquid. An evaporation model has been established from the results of a series of measurements carried out with volatile solvents, where the vaporization flow rate and the vapor concentration at the surface of the liquid were measured. Knowledge of these different features permits the implementation of the ATEX regulations in a precise and realistic way. 3 Flammable Liquid 3 Flash Point 3 Evaporation Model 3 Atex ND 2313 - 216 - 09 HST INRS - Hygiène et sécurité du travail - 3e trimestre 2009 - 216 / 23 Une condition fondamentale pour qu’une atmosphère explosive puisse se former est donc que l’inéquation sui vante soit satisfaite : T ≥ PE (1) Dans l’inéquation (1), compte tenu de la différence entre la valeur d’un point d’éclair en coupelle fermée et celle d’un point d’éclair en coupelle ouverte, il est préférable, pour une plus grande sécurité, de prendre comme valeur du point d’éclair PE celle mesurée en cou pelle fermée. Conditions liées à l’environnement du liquide C’est la façon dont les vapeurs émi ses par le liquide se mélangent avec l’air qui conditionne la formation de l’atmosphère explosive. En fait, la situa tion se résume à l’une des deux situa tions suivantes : 1 soit un équilibre liquide-vapeur peut s’établir, 1 soit aucun équilibre ne peut s’établir car l’air se renouvelle continû ment à la surface du liquide, sous forme d’un flux qui se mélange avec le flux des vapeurs émises par le liquide. Équilibre liquide-vapeur Pour qu’un équilibre thermodyna mique puisse s’établir entre un liquide et la vapeur qu’il émet, les deux condi tions suivantes doivent être remplies simultanément : 1 le liquide doit être contenu dans un récipient fermé, 1 la phase liquide doit coexister avec la phase vapeur (la vapeur est alors dite « saturante », alors qu’elle est dite « sèche » en absence de phase liquide). Lorsqu’un équilibre liquide-vapeur est établi, la vapeur est caractérisée par sa pression Psat, dite « pression de vapeur saturante », qui ne dépend que de la température du liquide. Un équilibre liquide-vapeur ne s’éta blit jamais instantanément car la diffu sion des vapeurs dans l’espace qui est situé au-dessus de la surface du liquide et qui est isolé de l’extérieur d’après la première condition (cet espace est appelé « le ciel » du récipient) requiert un cer tain délai. Ce délai qui, en absence de conditions nÉcessaires À la formation d’une ATMOSPHÈRE EXPLOSIVE Les conditions de formation d’une atmosphère explosive à partir des vapeurs émises par un liquide inflam mable sont liées, d’une part, à la quanti té des vapeurs émises par le liquide, qui est une caractéristique intrinsèque du liquide, et, d’autre part, à la façon dont ces vapeurs se mélangent à l’air, selon l’environnement du liquide. Conditions propres au liquide Point d’éclair du liquide Tout liquide inflammable est carac térisé par son point d’éclair PE. Selon la norme EN 1127-1) [2], le point d’éclair PE d’un liquide inflamma ble est la température la plus faible pour laquelle « la présentation d’une flamme provoque l’inflammation des vapeurs émises par un échantillon du liquide, dans des conditions d’essai prescrites ». Note : l’inflammation ayant lieu en phase gazeuse, c’est toujours la vapeur émise par le liquide qui est inflammable et non le liquide lui-même. C’est sur la notion de point d’éclair que reposent principalement les diver ses réglementations relatives aux liqui des inflammables. Le point d’éclair d’un liquide inflam mable est une grandeur qui n’est acces sible que par l’expérimentation. La détermination expérimentale du point d’éclair d’un liquide consiste à chauffer régulièrement quelques cen tilitres de liquide contenus dans une coupelle, puis à approcher à intervalles réguliers de la surface du liquide la flamme d’un petit bec de gaz, jusqu’à observer l’occurrence d’un « éclair », c’est-à-dire d’une flamme qui apparaît et s’éteint aussitôt. Il existe différentes méthodes de détermination du point d’éclair d’un liquide inflammable, celles dites « en coupelle ouverte » et celles dites « en coupelle fermée ». Pour un même liquide, on constate que la valeur du point d’éclair mesurée selon une méthode en coupelle fermée est toujours inférieure de 2 ou 3 degrés à la valeur mesurée selon une méthode en coupelle ouverte. En effet, lors du chauffage de l’échantillon dans une coupelle fermée, les vapeurs émises par le liquide ne se dispersent pas dans l’air comme elles peuvent le faire dans le cas d’une cou pelle ouverte. Il en résulte que la tem pérature la plus faible pour laquelle on obtient l’inflammation de l’atmosphère qui surmonte le liquide correspond à une valeur un peu plus faible dans le cas d’une coupelle fermée que dans le cas d’une coupelle ouverte. Le récent règlement européen CLP (Règlement CE n°1272/2008 du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 2008 relatif à la classifica tion, à l’étiquetage et à l’emballage des substances et des mélanges) ne retient en définitive que les méthodes en « cou pelle fermée ». Le Tableau I indique les valeurs de points d’éclair [3] mesurées en cou pelle fermée pour quelques liquides inflammables couramment utilisés dans l’industrie (du plus volatil au moins volatil). Température ambiante du liquide Nous avons vu que l’existence d’un point d’éclair traduit l’aptitude d’un liquide à être inflammable, c’est-à-dire à émettre des vapeurs qui, mélangées à l’air, peuvent former une atmosphère explosive. Le point d’éclair est donc la première caractéristique à prendre en compte pour apprécier la possibilité de formation d’une atmosphère explosive à partir d’un liquide inflammable. Toutefois, cette possibilité dépend aussi de la température à laquelle se trouve le liquide. En effet, un liquide émet d’autant plus de vapeurs qu’il est porté à une température plus élevée et la formation d’une atmosphère explo sive à partir d’un liquide inflammable dépend en réalité de la différence entre la valeur du point éclair (PE) et la tem pérature (T) à laquelle le liquide est mis en œuvre. INRS - Hygiène et sécurité du travail - 3e trimestre 2009 - 216 / 24 tout effet de convection mécanique ou thermique, est régi par le phénomène de diffusion moléculaire, dépend à la fois du volume du ciel et de la volatilité du liquide, mais un équilibre liquide-vapeur finira toujours par s’établir si la quantité de liquide est suffisante pour saturer la vapeur dans l’ensemble du ciel. À défaut de savoir si cette quantité est suffisante et pour uploads/s3/ nd2313-pdf 1 .pdf