Compléments du guide état de l’art. ANNEXE C. Les ...

1 ministere de l ECOLOGIE, de l ENERGIE, DU DEVELOPPEMENT DURABLE ET de l AMENAGEMENT DU TERRITOIRE Compl ments du guide tat de l art. ANNEXE C. Les dispositifs de d poussi rage dans les silos et les risques associ s. Version 3 2008 1 TABLE DES MATIERES 1. OBJECTIFS ET CONTEXTE..2 2. LES DIFFERENTS MATERIELS DE FILTRATION ..2 Les cyclones..3 Les filtres R cup ration de la poussi re..5 3. LES DISPOSITIFS DE PREVENTION ET DE PROTECTION CONTRE LE RISQUE D EXPLOSION..6 Mesures de pr vention et de protection contre le risque d Pr vention du risque d Synth se..8 4. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES..8 2 1. OBJECTIFS ET CONTEXTE. Le pr sent document a t r alis en compl ment du guide tat de l art sur les silos r dig en vue d appliquer l arr t silo du 29 mars 2004 modifi . L objectif du document est de : De donner un tat de l art sur ce qui se fait en mati re de d poussi rage dans les silos de stockage de c r ales de grains et de produits alimentaires.

2 De pr ciser les dispositions constructives des principaux filtres utilis s dans ce secteur d activit . De lister les moyens de pr vention et de protection pour les syst mes de d poussi rage contre le risque d explosion. Ce rapport traite largement de deux dispositifs particuliers, le cyclone et le filtre manches. 2. LES DIFFERENTS MATERIELS DE FILTRATION Le transport de c r ales ou de substances agro-alimentaires g n re de la poussi re qu il convient d aspirer afin d viter que ne se forme d atmosph re explosive. On estime que la masse de poussi re g n r e est de l ordre de 0,1 0,2% de la masse du produit transport . Deux m thodes diff rentes permettent de r aliser l op ration de d poussi rage : - le d poussi rage centralis , - ou le d poussi rage point par point. Le d poussi rage centralis consiste, comme son nom l'indique, centraliser les diff rents d bits d'aspiration provenant de chaque point de captation jusqu' un filtre collecteur.

3 Le d poussi rage point par point reprend les principes de base du d poussi rage centralis , mais il traite la source, ponctuellement, chaque d bit d'air poussi reux. L industrie des silos de stockage de c r ales utilise majoritairement des syst mes d aspiration centralis s. Les principales techniques mises en uvre pour s parer l'air de la poussi re sont m caniques (chambres de d cantation, cyclones) ou par filtres couches poreuses (manches, poches, cartouches, panneaux pliss s, l ments rigides et poreux). 3 Les techniques dites m caniques qui assurent la s paration des poussi res par action gravitaire conviennent davantage aux particules lourdes ou de dimensions importantes ; elles sont peu performantes pour des poussi res de faibles tailles. Le filtre couche poreuse est, l'heure actuelle, une m thode tr s efficace pour traiter un probl me de d poussi rage.

4 La constante volution des mat riaux filtrants (m dias) utilis s permet d'am liorer sans cesse les performances et le rendement de tels filtres. Il sera d velopp dans ce qui suit la description des deux mat riels de filtration qu on rencontre le plus souvent dans les silos : les cyclones et les filtres manches. Il sera ensuite trait du devenir de la poussi re r colt e et des syst mes de r cup ration. LES CYCLONES. Les cyclones sont consid r s comme des Meilleures Techniques Disponibles et sont cit s ce titre dans le BREF industries alimentaires, des boissons et laiti res . Dans un s parateur effet centrifuge, on va imprimer un mouvement de rotation l air charg en poussi res liminer. L'effet de la force centrifuge va alors faire d placer les particules vers la paroi o elles seront collect es.

5 On peut aussi voir un cyclone comme une chambre de s dimentation dans laquelle l'effet de la gravit serait augment par la force centrifuge. Le principe de fonctionnement est repris en Figure 1. Figure 1 Sch ma de principe d un cyclone. Les cyclones sont parmi les quipements les moins on reux et les plus robustes et peuvent op rer dans une gamme d'applications et de conditions de temp rature et de pression vari es. Les performances des cyclones (pris isol ment, sans filtre manche en aval) sont moins satisfaisantes que les performances des filtres manches en mati re de concentration de poussi res au rejet. Entr e de l air empoussi r Sortie de l air 4 LES FILTRES A MANCHES. On d signe sous ce nom des d poussi reurs dans lesquels l air charg de poussi res va traverser une couche filtrante sur laquelle les particules vont se d poser.

6 Contrairement ce qui se passe dans les s parateurs de type cyclonique, dans lesquels les particules sont limin es en continu, ici il y a accumulation et, p riodiquement, les poussi res doivent tre s par es par un proc d de nettoyage (contre-pression, vibration ..). Le m dia filtrant est en g n ral agenc en manches constitu es de grandes chaussettes de tissu ou de feutre, d'une longueur variant entre 3 et 6 m et d'un diam tre de 150 mm environ. Ces manches sont en g n ral suspendues par le haut. Il existe d'autres types de manches et d'autres arrangements, mais le principe reste le m me. Dans le sch ma de la Figure 2, l air est aliment par le bas et l'int rieur des manches, il traverse les manches et est vacu par la partie haute. Les poussi res sont donc collect es l'int rieur des manches.

7 Rien n'oblige avoir un tel arrangement et il est parfaitement possible d'avoir des filtres dans lesquels les poussi res sont collect es l'ext rieur, ou bien dans lesquels l air circule de haut en bas. Air propre Air sale Filtration D colmatage Tr mie de r cup ration Figure 2 Sch ma de principe d un filtre manches lors du op ration de d poussi rage ( gauche) et de d colmatage ( droite) La tendance aujourd'hui est l'utilisation de manches verticales plut t longues (> 5 m), avec un d colmatage par air puls , une captation des poussi res c t externe et de l air qui circule de bas en haut. 5 RECUPERATION DE LA POUSSIERE. Quel que soit le principe de filtration retenu celui-ci capte la poussi re et la concentre certains endroits. Le devenir de ces poussi res capt es doit donc faire l objet d une grande attention puisque leur granulom trie les rend tr s explosives.

8 Il existe plusieurs types de solution : La chambre poussi re. Celle-ci est en g n ral connect e un cyclone qui centralise la poussi re et est vid e manuellement par un op rateur. Le principe de fonctionnement de la chambre poussi res est repris sur la figure ci-dessous. Ce type d quipement, lorsqu il est situ l int rieur des installations (cellule ou boisseau du silo par exemple) est proscrire compl tement pour les installations nouvelles du fait de la poussi re mise en suspension et du fort risque d explosion lors de la vidange et des difficult s pour prot ger ces enceintes contre l explosion. Arriv e air sale Rejet air propre Chambre poussi re Cyclone Porte d acc s Figure 3. Sch ma de principe d une chambre poussi re R cup ration de la poussi re par coulement gravitaire dans une tr mie de stockage situ e sous le filtre manches ou le cyclone, ou dans un local poussi re ext rieur (cf.)

9 Ci-dessus). Un local situ l ext rieur ou une benne de camion b ch e situ e dans un local ne comportant aucun mat riel lectrique sont des solutions possibles pour le stockage des poussi res conditionn es en sacs ferm s ou en vrac. R injection de poussi re dans les circuits dans le cas de silos portuaires sous douane ainsi que dans les installations de fabrication d alimentation animale et l industrie de l amidon. 6 3. LES DISPOSITIFS DE PREVENTION ET DE PROTECTION CONTRE LE RISQUE D EXPLOSION. MESURES DE PREVENTION ET DE PROTECTION CONTRE LE RISQUE D EXPLOSION. Moyens de pr vention des sources d inflammation. Du point de vue des risques lectrostatiques, le filtre manches se pr sente par rapport la nature des mati res en trois familles : - partie m tallique (enveloppe, mannequin ou support de manche, enveloppe du cyclone), - association m tal/plastique (pour les filtres manches flexibles, conduite), - mati res synth tiques (pour les filtres manches ; manches en g n ral en feutre).

10 Afin de lutter contre le risque lectrostatique les mesures suivantes de pr vention sont prendre : Toutes les parties m talliques du filtre doivent tre reli es la terre l aide de tresses. Les parties naturellement isolantes comme les flexibles et les manches doivent tre suffisamment conductrices ( r sistance inf rieure 108 ohms, ou tension de rupture inf rieure 4000 volts et reli e la terre). Outre les mesures prendre contre le risque d tincelle d origine lectrostatique, il faudra s assurer : Que le ventilateur d'extraction d un filtre manches ne doit pas tre plac dans le flux contenant des poussi res, mais c t air propre ; Pour les filtres manches, que les composants lectriques situ s l int rieur de l installation dans la partie charg e en poussi res ou dans la partie d air propre doivent tre conformes aux prescriptions relatives un environnement poussi reux et un risque d explosion.