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Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Introduction 1 2 Energies et Matér

Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Introduction 1 2 Energies et Matériaux Le chapitre « Energies et Matériaux » est structuré de la manière suivante : 21 Energies 22 Transmission d’énergie 23 Matériaux La conduite des procédés (par ex. transport, mélange, chauffage, refroidissement) et le fonctionnement des appareils, requiert de nombreuses énergies. Ce sont par exemple :  Electricité  Vecteurs de chaud (par ex. eau chaude, vapeur d’eau)  Vecteurs de froid (par ex. eau industrielle, saumure)  Gaz sous pression (par ex. air comprimé, azote)  Vide La transmission de l’énergie d’une machine entraînante (par ex. moteur électrique) à une machine entraînée (par ex. brasseur, pompe) demande des éléments particuliers. Ce sont par exemple :  Engrenages  Arbres  Accouplements Les installations et appareils de l’industrie chimique, dans lesquels sont conduits des procédés chimiques et physiques pour la fabrication de produits, sont construites avec des matériaux. Ce sont par exemple :  acier inoxydable  acier émaillé  verre  graphite  matériaux synthétiques 07.98 3 3 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Généralités 21 210 2 21 Energies 210 Généralités Les matières (par ex. vapeur d’eau) et les phénomènes physiques (p. ex. l'électricité), à l'aide desquels on peut obtenir un flux de chaleur ou un mouvement (par ex. transporter, mélanger), sont désignés sous le nom d'énergies. Dans l’industrie chimique on a quotidiennement besoin de grandes quantités d’énergies pour réaliser des procédés ainsi que pour assurer le fonctionnement de l’infrastructure (par ex. administration, stockage, ateliers). Les énergies suivantes sont principalement utilisées :  Electricité par ex. pour l’entraînement des moteurs et pour l’éclairage  Eau par ex. pour refroidir  Vapeur d'eau par ex. pour le chauffage  Vecteurs de froid (par ex. glace, saumure) pour refroidir  Gaz sous pression par ex. pour le transport  Vide par ex. pour le transport et pour la filtration L’utilisation des énergies doit être parcimonieuse et efficiente. Il faut également tenir compte des aspects écologiques (par ex. air vicié, eau polluée, récupération de chaleur). 07.98 4 4 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Electricité 21 211 3 10 Electricité La part de l'électricité dans les énergies utilisées par l'industrie chimique est importante, et elle augmente constamment. Elle est utilisée principalement pour :  l’éclairage  le mouvement (par ex. moteur électrique, vanne magnétique)  l’automation (technique de mesure, de commande et de régulation)  l’électrolyse (décompositon moléculaire provoquée par le passage d’un courant électrique dans un milieu conducteur liquide). Production et distribution de l’électricité La production d'électricité se fait dans des usines :  hydrauliques  thermiques  thermo-nucléaires Dans les usines électriques, une turbine est entraînée par de l’eau ou de la vapeur d’eau. Un générateur, qui produit le courant électrique, est accouplé à cette turbine. Des usines, l'énergie électrique arrive aux utilisateurs par des lignes à haute tension et des stations de transformation. Dans l'industrie chimique, une partie de la vapeur d'eau à haute pression, produite par des combustibles, est transformée en électricité par détente dans des turbo-générateurs. Un manque d'énergie électrique peut conduire à d'importants dérangements dans l'industrie chimique. C'est pourquoi, on installe des groupes électrogènes de secours (générateurs souvent entraînés par moteur Diesel) qui s’enclenchent automatiquement lors d'une interruption de courant. Par rapport à d’autres énergies, l’électricité a de nombreuses avantages comme par exemple :  Poduction, transport, distribution et utilisation avec un bon rendement.  Peut être facilement mesurée, commandée et réglée.  Peut être facilement transformée en d’autres énergies. Dans l'industrie chimique, l'électricité est utilisée principalement aux tensions suivantes :  240 V pour l’éclairage 400 / 500 V pour l’entraînement de moteurs de grande puissance. 07.98 5 Usine hydroélectrique 5 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Electricité 21 211 3 1Sécurité Le corps humain conduit le courant électrique. Le contact avec des installations conductrices de courant peut conduire à des brûlures graves ou à la mort. Des tensions supérieures à 50 V provoquent les réactions suivantes chez l’homme en fonction de la force du courant (Ampères) : < 1 mA Fourmillement 1 à 10 mA Début de contraction musculaire 10 à 20 mA Contraction musculaire, limite de relâchement 20 à 50 mA Difficulté respiratoire, arrêt de respiration Fibrillation cardiaque > 50 mA Danger de mort Les premières minutes après un accident avec le courant électrique sont décisives pour l'efficacité des premiers secours. Lors d'accidents :  Couper le courant (interrupteur principal). Seulement ensuite, mettre l'accidenté en sûreté.  Faire immédiatement la respiration bouche à nez et demander une aide médicale.  Informer le Service Electrique. Une installation électrique, ayant subi un défaut ou après un accident, ne pourra être remise en service avant qu’un spécialiste ait remédié au défaut. Les accidents électriques peuvent se produire :  En ouvrant des armoires électriques et en touchant les éléments qui se trouvent à l’intérieur.  Lors d’exécution inadéquate de réparations.  Lors du remplacement inadéquat de fusibles ou d’ampoules.  En giclant avec de l’eau, des installations électriques sous tension.  Par des appareils ou câbles électriques défectueux, des mises à terre défectueuses. Par conséquent, les prescriptions suivantes doivent être strictement respectées :  Les réparations ou autres travaux semblables sur les installations électriques ne peuvent être effectués que par des personnes ayant reçu une formation adéquate (électriciens).  Pour le remplacement des ampoules électriques, des tubes de néon et des fusibles, chaque usine possède ses propres prescriptions et directives.  Avant chaque utilisation, les prises, fiches et câbles ainsi que les points de raccordement des appareils mobiles seront examinés (isolation). On prêtera une attention particulière aux lampes à main. 07.98 6 6 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Electricité 21 211 3 Les mesures de prévention suivantes seront prises selon les cas : Tension réduite (< 50 V) Un transformateur réduit la tension de réseau (240 V) à une tension non dangereuse pour l'homme (max. 50 V). Seuls les appareils adéquats peuvent être branchés (lampes baladeuses, outils électriques, etc..). Emplacement isolant Il s'agit d'une surface isolée électriquement :  matériau isolant : bois sec, matériaux plastique, gants de caoutchouc  souliers de sécurité : ceux-ci sont ISOLANTS pour l'électricité DYNAMIQUE et CONDUCTEURS pour l'électricité STATIQUE. Surisolation C'est une isolation au moins DOUBLE de l'isolation normale. Ces appareils NE DOIVENT PAS être mis à la terre (danger de mort). Ils sont marqués du sigle : 07.98 7 7 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Electricité 21 211 3 Disjoncteur de protection à courant de défaut (FI, coupe sur-intensité) En service normal, les quantités de courant arrivant et repartant de tout appareil utilisateur, sont égales. Si une personne touche une partie non isolée de l’appareil, l'électricité s'écoule à travers son corps jusqu'à la terre. Pour exclure tout danger, il existe un dispositif qui, en l'espace de 0.2 sec . (avant l'apparition des fibrillations), déclenche toutes les connexions conduisant à l'appareil : c'est le disjoncteur à courant de défaut. Il compare constamment le courant arrivant à l'appareil utilisateur avec celui qui retourne directement au réseau. Dès qu'une partie du courant de retour manque (celui qui est allé à la terre à travers le corps), le dispositif de protection réagit. La protection est également assurée si la mise à la terre est interrompue. Protection par séparation Le réseau est séparé de l'utilisateur par un transformateur de séparation. Tout appareil usuel (240 V) peut être branché. Danger si l’on touche les 2 pôles.  Même tension au secondaire qu'au primaire. Secondaire pas de mise à terre. Remarque : un seul consommateur par transformateur. 07.98 8 8 Technologie chimique 2 Energies et Matériaux Energies Electricité 21 211 3 Une surchauffe ou la formation d'étincelles dans les installations électriques peut causer des incendies ou des explosions. Lors d’un incendie on emploiera les moyens d’extinction appropriés (par ex. CO2) et on avertira immédiatement les pompiers. Toutes les installations électriques à courant fort (plus de 50 V) sont régies par des prescriptions légales. Elles doivent être annoncées et contrôlées. Tout le matériel utilisé pour de telles installations est soumis aux prescriptions de l‘ASE (Association Suisse des Electriciens. Il est de même pour tous les appareils et machines électriques qui son marqués du sigle : (testé et approuvé du point de vue sécurité). Les travaux sur les installations électriques ne peuvent être effectués que par un spécialiste. Les installations électriques dans les zones avec un danger d’explosion, sont soumises à des prescriptions particulières (voir chapitre 1, Matières inflammables 141, Eliminer les sources d’allumage). Elles s’appliquent à tous les domaines de l’usine tels que bâtiments de fabrication, installations pilotes, services auxiliaires et magasins de stockage, mais aussi à d’autres locaux techniques comme les laboratoires. En fonction de la zone (0, 1 ou 2), les installations électriques, les appareils et les instruments (par ex. pompes mobiles, instruments de mesure, lampes de poche) doivent être conçus de manière à ne provoquer aucun danger d’incendie ou d’explosion. Le tableau ci-dessous donne quelques modes de protection usuels : Zone « EX » Genre de protection Description Exemples d’équipements 2 Di Etanche pendant 2 uploads/Industriel/ 21-energie.pdf