Mécanisme simplifié de la combustion

SE FEU - 00547_A_F - Rév. 2 21/03/2005

I - PHÉNOMÈNES DE LA COMBUSTION .................................................................................... 1

1 - Mécanisme de la combustion ....................................................................................................... 12 - Triangle de feu ............................................................................................................................. 2

II - COMBURANTS ......................................................................................................................... 3

1 - Oxygène de l'air ........................................................................................................................... 32 - Autres comburants ....................................................................................................................... 4

III - COMBUSTIBLES ...................................................................................................................... 5

1 - Conditions nécessaires à la combustion : “atmosphère explosive”.............................................. 52 - Combustibles gazeux ................................................................................................................... 73 - Combustible liquide .................................................................................................................... 134 - Combustible solide ..................................................................................................................... 17

IV - LES SOURCES D'INFLAMMATION........................................................................................ 20

1 - Énergie minimale d’allumage ..................................................................................................... 202 - Différentes sources d’inflammation ............................................................................................ 21

V - DIFFÉRENTS TYPES DE COMBUSTION .............................................................................. 25

1 - Vitesse de combustion ............................................................................................................... 252 - La déflagration ........................................................................................................................... 263 - Détonation .................................................................................................................................. 29

VI - EFFETS DE LA COMBUSTION .............................................................................................. 32

EE 11 -- 11PHÉNOMÈNES DE LA COMBUSTION

MÉCANISME SIMPLIFIÉ DE LA COMBUSTION

Inflammabilité - Lutte contre l'Incendie

2005 ENSPM Formation Industrie - IFP Training

Ce document comporte 41 pages

Ingénieurs enSécurité Industrielle

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I - PHÉNOMÈNES DE LA COMBUSTION

1 - MÉCANISME DE LA COMBUSTION

La combustion est une réaction chimique d’oxydoréduction rapide entre un combustible et uncomburant. Cette réaction se fait avec un dégagement de chaleur. Elle est dite exothermique.

Si la réaction est lente, comme dans le cas du fer qui rouille, on ne parle pas de combustion maisd’oxydation.

Quelques exemples de réaction de combustion.

Réactions de combustion RemarquesQuantité de

chaleur dégagéekJ/mol

Carbone + oxygène → gaz carbonique

C + O2 → CO2

O2 en quantité justesuffisante : mélange

stœchiométrique400

Carbone + oxygène → monoxyde de carbone

C +12 O2 → CO

O2 en défaut

Hydrogène + oxygène → eau

H2 +12 O2 → H2O

Mélangestœchiométrique 290

Méthane + oxygène → gaz carbonique + eau

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2OMélange

stœchiométrique900

Ammoniac + oxygène → acide nitrique + eau

NH3 + 2O2 → H NO3 + H2OMélange

stœchiométrique

Soufre + oxygène → dioxyde de soufre

S + O2 → SO2

Mélangestœchiométrique

Réactions chimiques de combustion

Les réactions ci-dessus représentent le bilan global de la combustion.

En fait ces réactions se déroulent suivant des mécanismes complexes mettant en jeu des “radicauxlibres”.

Ces radicaux :

- sont des atomes possédant un électron indépendant, ce qui leur confère une granderéactivité

- réagissent entre eux dans une succession d’étapes (initiation, propagation, ramification,extinction) appelées réactions radicalaires

Ainsi une molécule d’hydrogène est dissociée par une étincelle en 2 radicaux libres qui vont pouvoirréagir avec l’oxygène.

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2

2 - TRIANGLE DE FEU

La combustion ne peut avoir lieu que si les trois éléments suivants sont présents simultanément :

- un comburant (ici l’oxygène)- un carburant (ici le carbone, l’hydrogène, le soufre ou combustible, …)- une source d’inflammation ou source d’énergie

Ceci est fréquemment illustré par le triangle de feu. Chaque côté du triangle représente un élément.

SOURCE D'INFLAMMATION

COMBURANT COMBUSTIBLE

D S

EC 2

01 A

Quand les troiséléments sont réunis,

il peut y avoir combustion

Combustion possible

F- facilement inflammable

F+- extrêmementinflammable

O - comburant

D SE

C 20

0 A

Si l'un des trois élémentsn'est pas présent,

la combustion est impossible

Combustion impossible

SOURCE D'INFLAMMATION

COMBURANT COMBUSTIBLE

F- facilement inflammable

F+- extrêmementinflammable

O - comburant

Suivant la vitesse de la combustion on parle indifféremment d’inflammation ou d’explosion. En effetl’inflammation d’une atmosphère peut se faire de façon explosive, ceci d’autant plus que l’on serapproche du mélange stœchiométrique.

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3

II - COMBURANTS

1 - OXYGÈNE DE L'AIR

Le comburant le plus courant est l’oxygène de l’air, sa composition volumique dans l’air estapproximativement la suivante :

79 %Azote

Air

Oxygène21 % D

SEC

2035

A

L’oxygène est un comburant d’autant plus puissant que sa concentration est plus élevée dans lemélange gazeux.

Ainsi, l’oxygène liquide un pouvoir comburant considérable. Les corps combustibles poreux ouadsorbants imprégnés d’oxygène liquide sont des explosifs extrêmement puissants.

L’azote est inerte et ne participe pas à la combustion, aussi :

LA PREMIÈRE MÉTHODE POUR ÉTEINDRE UN FEUVA CONSISTER À PRIVER LE FEU D’OXYGÈNE

par de la mousse, un gaz inerte (CO2, N2, …), de la vapeur d’eau.

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4

2 - AUTRES COMBURANTS

Certains corps chimiques contenant ou non de l’oxygène sont des comburants car ils réagissentviolemment avec les matières combustibles et organiques.

Exemples :

- l’acide nitrique, le peroxyde d’hydrogène (ou eau oxygénée) concentrés enflamment laplupart des matières organiques

- les matières organiques imprégnées de chlorate de sodium sec peuvent facilements’enflammer sous l’effet d’un frottement, d’un choc où d’une élévation de température

- le fer brûle dans le chlore humide et chaud (T > 120°)

- le fluor est un comburant plus actif que l’oxygène et enflamme la plupart des produits

Quelques comburants :

Protoxyde d'azote N2O Fluor F Nitrate de sodium NaNO2

Monoxyde d’azote NO Chlore Cl2 Peroxyde d’hydrogène H2O2

Trifluorure de chlore ClF3

(> 70 %)

Acide nitrique HNO3 Brome Br Chorate de sodium NaClO3

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III - COMBUSTIBLES

1 - CONDITIONS NÉCESSAIRES À LA COMBUSTION : “ATMOSPHÈRE EXPLOSIVE”

De nature très variée, les combustibles peuvent se trouver sous forme :

– de gaz ou de vapeurs : hydrogène, hydrocarbures gazeux, H2S, …

– de gaz liquéfiés : propane, CVM, butadiène, ammoniac, …

– de liquides, de gouttelettes, d’aérosols : alcools, cétones, aldéhydes, hydrocarburesliquides, soufre liquide, solvants

– de solide massif, de poussières : polystyrène, polyéthylène, soufre, farine ainsi quecertains métaux (sodium, fer, aluminium, magnésium) et ce d’autant plus qu’ils seront à l’étatdivisés (poudre, copeaux, …)

La combustion ne peut se produire qu’aux conditions suivantes :

– le combustible, d’une façon générale, se trouve en phase gazeuse. Il n’existe que peude corps susceptibles de brûler à l’état solide (phosphore, sodium)

– le combustible et le comburant doivent être dans des proportions convenables

– le combustible et le comburant doivent être d’autant plus intimement mélangés quel’affinité des corps entre eux est faible

ou

Si air et combustible

intimement mélangés

(en phase gazeuse)

Si air et combustible

dans des proportions

convenables

Si sourced'inflammation

puis quantité de chaleurdégagée pour propagation

et combustion

D SE

C 20

36 A

Conditions de la combustion

On appelle “atmosphère explosive” ou ATEX, le mélange avec l’air, dans les conditionsatmosphériques de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs, brouillards ou poussièresdans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé.

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6

Inflammation d'un bac de stockage

Combustion d'une atmosphère explosive gazeuse Explosion d'un nuage de poussières(résine phénolique)

D SE

C 14

32 A

En exploitation courante ou en situation accidentelle, ces atmosphères explosives peuvent se former :

- dans les installations de combustion (fours, chaudières, séchoirs, …) en particulier encas d’extinction de flammes si le combustible n’est pas coupé

- au voisinage d’équipement : pompes, compresseurs, réacteurs, dômes de citernes dechargement

- dans les installations elles-mêmes : transport pneumatique et remplissage de réservoir

- à l’air libre : vapeurs de solvant lors de nettoyage, dégraissage, ressuage, travaux depeinture, …

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2 - COMBUSTIBLES GAZEUX

a - Développement de la combustion

La réaction de combustion amorcée en un point du mélange par une source d’inflammation libère del’énergie sous forme de chaleur.

Si cette chaleur dégagée est assez grande pour porter les couches voisines du mélangecombustible-comburant à une température suffisante, la combustion se propage de proche en prochedans une zone lumineuse et de faible épaisseur constituant la flamme puis progresse dans le mélangede gaz frais.

Les gaz produits sont portés à haute température et pression. Suivant la vitesse d’avancement du frontde flamme, on parle d’inflammation ou d’explosion.

Ondes depression

GAZ FRAIS

Fluxthermique

GAZ BRÛLÉS

D SE

C 20

21 A

Avancementdu front

de flamme

Combustion d’un mélange gazeux

b - Limites d’inflammabilité

Il existe une zone, appelée zone d’inflammabilité (définie par les limites d’inflammabilité oud’explosivité) où la propagation de la flamme est possible. En deçà et au-delà de cette zone lacombustion ne peut se développer.

Le schéma ci-après explicite les limites d’explosivité d’un gaz combustible.

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8

LII LSI

LIE LSE

Gaz

0 % 100 %

% gazcombustibledans l'air

Oxygène Azote

1 2 3

Zone tropriche en gaz

D SE

C 14

34 A

LII : Limite Inférieure d'Inflammabilité LIE : Limite Inférieure d'ExplosivitéLSI : Limité Supérieure d'Inflammabilité LSE : Limite Supérieure d'Explosivité

Zone d'inflammabilitéou d'explosivité

Zone troppauvre en gaz

Zone ➀

Mélange air-combustible gazeux trop pauvre en gaz, la combustion est impossible :

- l’air (21 % O2, 79 % N2) encombre le milieu réactionnel et gêne les rencontres entremolécules d’oxygène et de combustible

- la quantité de chaleur dégagée par la réaction amorcée en un point est dissipée dans levolume inerte entourant ce point. La température atteinte n’est pas suffisante pour que lesmolécules des couches voisines puissent réagir entre elles. La combustion s’arrête

Zone ➁

Mélange air-combustible gazeux en proportions convenables, la combustion peut sedévelopper.

Zone ➂

Mélange air-combustible trop riche en gaz, la combustion est impossible :

- le combustible encombre le milieu réactionnel- la chaleur dégagée est insuffisante pour propager la combustion

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Le tableau ci-dessous et les planches en annexe donnent quelques exemples de limitesd’inflammabilité.

Ammoniac

Oxyde de carbone

Hydrogène

Hydrogène sulfuré

Méthane

Acétylène

Éthanol

Oxyde d'acétylène

Propane

n-Butane

Vapeurs d'essence auto

Vapeurs de GO

16 25

12,5 74

4 75

80

4,3

3,3

3,6

45

5 14

19

2,2 9,5

8,5

8

6 14

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

D SE

C 20

37 G

Limites d'inflammabilité (en % vol. dans l'air à 20°C et l'atm.)

1,9

1,5

Les limites inférieures et supérieures d'une inflammabilité dans l'air sont déterminées enlaboratoire, dans un tube vertical de diamètre considéré comme grand (au moins 5 cm) à pressionatmosphérique et à une température voisine de 20 °C, l'amorçage de la combustion étant provoqué à lapartie inférieure du tube.

La méthode de mesure n’est pas rigoureuse et permet davantage de déterminer la possibilité de créerune flamme dans un mélange, plutôt que ce qui est réellement recherché, à savoir l’aptitude de cedernier à être le siège d’une propagation de flamme.

Cependant, dans la pratique, la connaissance que l’on a ainsi des limites d’inflammabilité est suffisantepour l’estimation des risques encourus, à condition de prendre une marge de sécurité importante pourtenir compte :

- des erreurs d’échantillonnage et d’analyse des combustibles concernés- de leur diversité de composition- des conditions du procédé

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10

Lors d’une fuite de gaz, la concentration en vapeur combustible est pratiquement égal à 100 % à lasortie de la fuite, diminue au fur et à mesure par dilution, passe par la zone d’inflammabilité et aboutitfinalement à une valeur nulle.

AIR

100 % gaz

0 % gaz

D SE

C 20

60 A

LIE

LSE

Fuite de gaz entre 2 brides

Application

Quelle masse de propane faut-il pour rendre explosif 100 m3 d’un mélange homogène air-propanedans les conditions atmosphériques normales ?

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11

c - Évolution des limites d’inflammabilité

Les limites d’inflammabilité sont influencées par de nombreux facteurs, en particulier latempérature, la pression, la dilution et le type de carburant.

• Toute augmentation de température et de pression élargit la zone d’inflammabilité.

LSE

LIE

LSE

LIE

T P D SE

C 12

47 A

Augmentation de température Augmentation de pression

Le graphique ci-dessous illustre l’évolution de la LIE et de la LSE de l’éthylène en fonction de latempérature et de la pression.

100

50

40

30

20

% m

oles

d'é

thhy

lène

10

4

3

2

1001 2 3 10 20 30 40 50 60

Pression (bar abs.)100

D SE

C 10

76 B

ZONE EXPLOSIVE

250 °C

20 °C limite supèrieure

20 °C limite infèrieure250 °C

Évolution LIE / LSE de l’éthylène avec P et T

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12

• Toute variation de composition du comburant et tout changement de comburant modifient lazone d’inflammabilité.

Le tableau ci-dessous illustre l’évolution de la LII et de la LSI en fonction du comburant.

Combustible ComburantLII

% volume

Concentrationstoechiométrique

% volume

LSI% volume

H2 Air 4,0 29,6 75,0

H2 Oxygène pur 3,9 66,7 95,8

H2 Chlore pur 3,5 50,0 89,0

CH4 Air 4,0 9,5 15,0

CH4 Oxygène pur 5,0 33,3 61,8

CH4 Chlore pur 5,5 20,0 63,0

C2H6 Air 5,0 5,7 12,5

C2H6 Oxygène pur 3,0 22,2 67,0

C2H6 Chlore pur 4,9 12,5 58,8

CH3Cl Air 7,0 12,3 17,4

CH3Cl Oxygène pur 8,0 40,0 66,0

CH3Cl Chlore pur 10,2 25,0 63,0

Limites d’inflammabilité à pression atmosphérique et température ambianteÉvolution LII/LSI avec le comburant

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3 - COMBUSTIBLE LIQUIDE

a - Température de point d’éclair ou point de flash

• Liquide au repos

La température de point d’éclair est la température minimale à laquelle un combustible liquide émetassez de vapeurs pour permettre une courte inflammation en présence d’une flamme. Les vapeurss’enflamment et s’éteignent aussitôt.

Cette température est mesurée dans des appareils normalisés où le produit est chauffé peu à peu etune source d’inflammation présentée à intervalle régulier. Le point éclair est atteint quand laconcentration des vapeur est voisine de la LIE.

yyy

Thermomètre

Veilleuse permanente

Cheminée

Creuset

Couvercle

Jointd'étanchéité

+ 2 à 3 °Cpar minute

D A

NA

068

A

D AN

A 10

31 A

Principe de la mesure du point d’éclair

Plusieurs appareils (vase clos, vas ouvert) auxquels correspondent des normes sont utilisés pourmesurer un point d’éclair. Il faut noter que sur un même produit ils donnent des résultats différents etqu’il est nécessaire d’accompagner la valeur de la mesure d’un point d’éclair de la nature de la normecorrespondante.

yyyyyyyyy

Échantillon

Lampe veilleuse

Détail du couvercle

Articulation

Doigt

Glissière

Agitateur

Thermomètrede bain

Thermomètred'échantillon

Bain d'air

Bain marie

Dispositifde basculementde la veilleuse

Couvercle

+1 °C par minuteFlamme veilleuse tous les 0,5 °C

D AN

A 07

1 A

Mesure du point d’éclair (< 55°C) avec l’appareil normalisé ABEL

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Le tableau ci-après donne les valeurs des spécifications de point d’éclair de quelques produits.

Produits Point éclair (°C)Spécifications

Pétroles bruts < 55 non spécifié

Essence auto – 40 environ

Gazole moteur > 55°C et < 120°C

Huile de graissage > 160°C

Benzène – 1

Hexane – 22

White spirit (solvant) 27

Méthanol 11°C

Acétone – 18°C

Point d’éclair de quelques produits

La température de point d’éclair reflète bien entendu le danger d’inflammation que peut représenter uncombustible liquide au repos des opérations de transport ou de stockage.

Ce danger est en relation directe avec la volatilité du combustible c’est-à-dire sa tendance à donnerdes vapeurs. Cette volatilité peut être caractérisée par la tension de vapeur aux diversestempératures.

UNE DEUXIÈME MÉTHODE POUR ÉTEINDRE UN FEUCONSISTE DONC À REFROIDIR LE COMBUSTIBLE

• Liquide en mouvement : gouttelettes

Dans un liquide pulvérisé sous forme de fines gouttelettes, à une température inférieure au pointd’éclair, si l’énergie apportée est suffisante pour transformer en vapeur quelques gouttelettes il peut yavoir :

- allumage- propagation de la flamme de proche en proche- “explosion”

Le point d’éclair ne reflète donc que le risque d’inflammation d’un liquide au repos.

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b - Point d’inflammation

C’est la température à laquelle les vapeurs sont émises en quantité suffisante pour alimenter lacombustion.

Il y a non seulement allumage, mais continuation de la combustion.

Le renvoi par la flamme d’une partie de son rayonnement vers la surface du liquide est suffisante pourentretenir un régime de combustion avec flamme jusqu’à épuisement du combustible.

Le point d’inflammation se situe, de quelques degrés à quelques dizaines de degrés, au-dessus dupoint d’éclair. Il a peu d’utilisation pratique.

c - Limites d’inflammabilité

On peut mettre en évidence la zone d’inflammabilité au-dessus d’un liquide au repos grâce àl’expérience ci-dessous.

1

2

3Allumeur

D SE

C 20

3 C

1 — Pas d'inflammation (mélange trop riche en combustible)

3 — Pas d'inflammation (mélange trop pauvre en combustible) LII

LSI Combustibleà températuresupérieure à

son point éclair

2 — Inflammation possible (air et combustible sont dans des proportions convenables)

• Si l'on fait jaillir l'étincelle sur l'allumeur au point ➂ assez éloigné du niveau, il n'y a pasd'inflammation.

• Si l'on répète l'expérience au point ➀ au ras du niveau, il n ' y a pas non plus d'inflammation.

• Au point , quelques centimètres au-dessus du niveau, on constate qu'il y a inflammation.

L'interprétation de cette expérience conduit aux explications suivantes :

Au point ➂ , les vapeurs de combustibles ne sont pas en concentration suffisante dans l'air, lemélange est trop pauvre pour que la combustion soit possible.

Au point ➀ , les vapeurs de combustibles sont en trop grande proportion. Le mélange est tropriche pour que la combustion soit possible.

Au point , le mélange air-combustible est en proportions convenables, la combustion peut seproduire.

Sauf exception dans le cas de feu de liquide, on a affaire à une inflammation, voire à un flash.

Les gaz liquéfiés sous pression se vaporisent fortement à l’air libre et peuvent engendrer desexplosions.

L’atmosphère d’un bac à toit fixe est normalement trop pauvre pour se trouver dans la zoned’inflammabilité ; néanmoins, ceci peut arriver si le coulage est à température trop élevée ou contienttrop de fractions légères.

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Le tableau ci-dessous indique la zone approximative de température pour laquelle la phase gazeused’un réservoir à toit fixe peut être inflammable en un point quelconque.

Températures (°C)

ProduitsMinimale(*) Maximale

Alcool méthylique 7 40

Acétone – 18 10

Essence auto – 60 – 6

Jet A1 43 100

Gazole 65 140

Xylène 25 60

Pétrole brut lourdléger

0– 20

404

* Valeur qui peut être différente du point d’éclair en coupelle fermée.

Zone d’inflammabilité de l’atmosphère d’un bac à toit fixe

RISQUED'EXPLOSION PAS DE PHASE

GAZEUSE

RISQUED'EXPLOSION

Bacs à toit fixe Bacs à toit flottant Bacs à écran flottant

D SE

C 14

35 A

– Ainsi les produits lourds peuvent être stockés dans des bacs à toit fixe.

– Les produits légers sont en général stockés dans des bacs à toit flottant.

Sur ces derniers, il n’y a pas d’atmosphère donc moins de risques d’explosion ou d’inflammationpourvu que le toit flotte sur le liquide, que le joint du toit soit en bon état et que les caissonssoient étanches.

– Sur les bacs à écran flottant, le risque existe sur la phase gazeuse entre l’écran et le toit si le jointdu toit est détérioré.

– Sur les bacs à toit fixe pressurisé (“blanketting” ou “couverture” avec un gaz inerteprincipalement l’azote) il n’y a pas d’oxygène, l’atmosphère est donc inerte, sans possibilitéd’inflammation.

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4 - COMBUSTIBLE SOLIDE

a - Conditions nécessaires à la combustion

Pour brûler les combustibles solides doivent :

- subir une oxydation de surface (cas des métaux)- émettre des vapeurs combustibles ou gaz de distillation par pyrolyse

La pyrolyse est la décomposition chimique irréversible d’un matériau produite par une élévation detempérature sans réaction avec l’oxygène.

La rapidité de la combustion va dépendre :

- de la capacité calorifique- de l’état plus ou moins divisé du solide (solide massif, particules, poussières)- de la température- du degré d’humidité- de l’imprégnation éventuelle du solide par un liquide à bas point d’éclair

b - Poussières

L’inflammation d’un nuage de poussières nécessite les éléments suivants :

- présence d’un solide combustible suffisamment divisé (granulométrie < 200 µm)- présence d’un comburant- source d’énergie suffisante- concentrations suffisantes

Si de plus, il y a confinement il peut se produire une véritable explosion.

Le schéma ci-dessous résume ces conditions.

CONCENTRATIONSUFFISANTE

CONFINEMENT

POUSSIÈRES ENSUSPENSION

POUSSIÈRES COMBUSTIBLES

SOURCED'ÉNERGIECOMBURANT

D SE

C 14

36 A

“Hexagone” de l’explosion de poussières

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18

La source d’inflammation va amorcer la combustion. Le front de flamme se propage dans le nuageexistant. L’expansion des produits chauds de combustion entraîne des effet de pression et d’ondes desouffle.

Il est aussi possible de remettre en suspension des poussières déposées dans un appareil ou unbâtiment. Les inflammations secondaires conduisent souvent aux dégâts les plus importants.

Comme pour les gaz, il existe pour chaque produit une concentration minimale de poussières dansl’air en-dessous de laquelle l’inflammation ne se produit pas.

Le tableau ci-dessous et les planches en annexe donnent quelques exemples des concentrationsminimales.

Produits (poussières) Concentrations minimalesdans l’air g/m3

Soufre 35

PTFE 80

Polyéthylène 20

Urée-formol ∅ 10 µ 85

Phénol-formol ∅ 10 µ 25

Farine 50

Bois 35

Carbone 55

Les concentrations maximales d’explosion des poussières sont moins bien définies que les LSEpour les gaz et sont rarement mesurées. Elles sont de l’ordre de 1 à 3 kg/m3 et n’ont guère designification dans l’industrie.

Les risques liés à ces nuages de poussières concernent en particulier les opérations de broyage, detransport pneumatique, de manutention (vidange ou remplissage de silos, pelletage, vibration detamis), etc.

c - Solide massif

La combustion des solides massifs est plus complexe. Elle suppose en effet de très nombreusespossibilités de transformation du solide par le biais de réactions chimiques variées :

- décomposition thermique- dépolymérisation- pyrolyse- fusion voire sublimation

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Les vapeurs émises se mélangent à l’oxygène de l’air et peuvent s’enflammer dans la couche voisinede la surface sous l’effet d’une source d’inflammation ou si la chaleur des gaz est suffisante.

DÉGAGEMENTDE CHALEUR

CHALEUR VAPEUR COMBUSTIBLE

SOLIDE COMBUSTIBLE

Pyrolyse

Flamme

Rayonnement

O2

D SE

C 14

37 A

Combustion d’un solide massif

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IV - LES SOURCES D'INFLAMMATION

1 - ÉNERGIE MINIMALE D’ALLUMAGE

Lorsque les vapeurs de combustibles ou les poussières et l'air sont dans des proportionscorrespondant à la zone d’inflammabilité, un apport d'énergie, même très faible, déclenche lemécanisme de combustion.

Cette énergie est l’énergie nécessaire au démarrage de la combustion de quelques molécules.

Le graphique ci-dessous indique les énergies minimales d'allumage ou d’inflammation deshydrocarbures les plus simples en fonction de leur concentration dans l'air.

4

2

1,00,750,60,5

0,4

0,2

0,1

0,075

0,050,04

40 2 4 6 8 10 12 14

% combustible

4 3 32

1

42

1

Éner

gie

en M

illijo

ules

Repère Combustible%

Stoechio-métrique

1 Méthane 9,5

2 Éthane 5,68

3 Propane 4,03

4 Butane 3,14

D IR

A 20

31 A

Énergies minimales d'allumage des hydrocarbures les plus simples

Les tableaux ci-dessous donnent les valeurs approximatives des énergies minimales d’allumage dequelques combustibles gazeux et sous forme de poussières.

Produits (gaz) Énergie minimaled’inflammation (mJ)

Produits(poussières)

Énergie minimaled’inflammation (mJ)

Acétylène 0,017 Soufre 15

Éthylène 0,07 Polyéthylène 30

Hydrogène 0,017 Anhydride phtalique 15

Sulfure de carbone 0,009 Farine 60

Oxyde d’éthylène 0,1 Bois 40

Carbone 60

Énergie minimale d’allumagedes combustibles gazeux

Énergie minimale d’allumagedes poussières

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D’une manière générale pour enflammer un nuage de poussières :

- de 10 µm il faut une énergie de 30 mJ

- de 200 µm il faut une énergie de 200 mJ

Application

Calculer l’énergie que possède une clé à vanne de 1 kg tombant de 1 m sur un sol en béton.

En supposant que toute cette énergie se transforme en énergie d’allumage, est-elle suffisante pourenflammer une atmosphère explosive ?

2 - DIFFÉRENTES SOURCES D’INFLAMMATION

L’apport d’énergie peut être fait par :

- une flamme- une élévation de température- des étincelles- des composés pyrophoriques- …

a - Flamme

Créée par une soudure en cours d’exécution, une allumette (≅ 900°C), elle apporte des radicaux libresqui vont initier les réactions radicalaires de combustion.

b - Élévation de température : température d’auto-inflammation

Une élévation de température peut amener le mélange combustible à sa température d’auto-inflammation.

Le produit s'enflamme alors spontanément en présence d'air, sans présence de flamme ni d'étincelle.L'inflammation survient simultanément en tous les points du mélange gazeux.

Cette élévation de température peut être due :

- à des appareils chauds : fours, échangeurs, tuyauteries,...

- à des points chauds créés par du matériel d'ébardage, de sciage mécanique, ou toutsimplement du matériel électrique.

- à des échauffements anormaux dus à des frottements ou grippage d'organes de machines :paliers, garnitures, roulement détérioré, température extérieure d’un boîtier électrique

- à des gaz chauds de combustion

- à de moteurs à combustion (essence, Diesel) non agréés pour atmosphère explosive

- à des réactions chimiques exothermiques

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22

Les tableaux ci-dessous et les planches en annexe donnent les températures d’auto-inflammation d’uncertain nombre de produits inflammables.

CombustiblesTempérature d’auto-

inflammation PoussièresTempérature d’auto-

inflammation dans l’air (°C)gazeux dans l’air (°C) couche nuage

H2 560 Polyéthylène 380 450

Méthane 535°C Soufre 220 290

Oxyde de carbone 610 Farine 440 440

White spirit 230 Anhydride phtalique — 650

Huile de lubrification 150-30 PVC 400 660

Sulfure de carbone 90°C

Températures d’auto-inflammation des combustibles gazeux et des poussières

Dans les installations, les produits véhiculés peuvent être à une température supérieure à leurtempérature d’auto-inflammation, ce qui transforme une fuite en une éruption de flammes.

Cela concerne en particulier les hydrocarbures et les alcools dont la température d’auto-inflammationdiminue quand le nombre de carbone dans croît.

Le risque existe également avec des fuites de produits froids, ces derniers pouvant alors rencontrer unpoint chaud, atteindre leur température d’auto-inflammation et s’enflammer spontanément.

c - Étincelles

• Étincelles provoquées par :

- des chocs de métal sur métal ou métal sur béton sec, pierre (outillage, tronçonnage à lameule, embouts de flexible, clé à vanne).

Ces étincelles sont constituées de particules métalliques (fer, cuivre, aluminium, etc.) ouminérales (carbone, quartz, silex, grès) en fusion, arrachées à un matériau par un choc ou unfrottement.

Les particules sont portées à haute température (> 1000°C) et peuvent être en combustion(exemple : aluminium).

- des postes de soudage électrique (5500°C)

- du matériel électrique (téléphone portable, appareils de mesure portatifs, …) autre que celuidit de “sécurité” utilisé dans les atmosphères explosives

- des courants électriques “vagabonds”

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• Étincelles provoquées par l’électricité statique

Une étincelle de décharge disruptive se produit entre les surfaces de deux corps chargés lorsqu’unedifférence suffisante de potentiel, fonction de la distance entre les deux surfaces, est atteinte.

L’accumulation de charges électrostatiques est due au transfert d’électrons entre les deuxsurfaces, lors de mouvements relatifs des deux corps, dont l’un au moins est un isolant (résistivitésupérieure à 10 Ω/cm).

La création de charges et de différences de potentiel électrostatique se produit dans lescirconstances suivantes :

- l’écoulement d’un liquide isolant dans une canalisation, un équipement, une citerne, unréservoir, un bac, etc. Les charges électrostatiques augmentent avec la vitessed’écoulement. Des étincelles peuvent jaillir entre la surface du liquide et la paroi descanalisations ou des appareils.

L’état des charges sur un ballon et une conduite isolée est représenté sur le schéma ci-dessous.

Eau

White spirit

Whitespirit

Air

D S

EC 1

038

A

Remplissage en pluie d’un ballon

- l’éclatement de jets de liquide contre une paroi métallique

- l’écoulement de gaz chargé de particules, solides ou liquides, de jets de vapeur, dans lescanalisations, à l’orifice de bouteille de stockage, dans des pistolets de pulvérisation, dansdes transports pneumatiques de pulvérulents

- la remontée de bulles d’air à la surface du produit et la descente de gouttes d’eau

- les frottements de toutes natures : poussières en mouvement, personnes se déplaçantsur des sols isolants, véhicules en mouvement, courroies et poulies en marche, matériauxisolants (matières plastiques, textiles synthétiques, papiers, etc.)

+

++

++

+++

++++ + -

-

-------

- --

-

-- --

--

-

---

--- ---

Bande transporteuseisolante à rotation rapide Conteneur isolant pour produit en vrac D

SEC

1439

A

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24

Dans un bac de stockage la formation d’étincelles est entre autre favorisée par :

- le remplissage en chute libre- la présence d’un objet flottant- l’existence d’une excroissance du bac- les opérations d’échantillonnage par le toit ou de jaugeage- les mouvements de liquide

Objet flottant

Saillie

Échantillonnage

AgitateurAjutage

Tube perforé

Remplissage en pluie

D S

EC 1

039

A

Équipements d’un bac favorisant l’apparition d’étincelles

d - Composés pyrophoriques

Ces composés s’oxydent très rapidement au contact de l’air en dégageant suffisamment dechaleur pour être portés à l’incandescence et s’enflammer spontanément.

Il peut s’agir par exemple :

- de catalyseurs

- de butadiène polymérisé (pop corn), de gommes de vapocraquage

- de phosphore

- des composés organométalliques (exemple : alkyl aluminium)

- de sulfure de fer, semblable à des particules de rouille, résultant de l’action de l’hydrogènesulfuré sur les métaux ferreux

L’hydrogène sulfuré peut être contenu dans le produit lui-même ou formé par l’action d’une bactérieanaérobie, vivant dans l’eau, qui a la propriété de réduire les sulfates (présents dans l’eau ou dans lesboues de fond de réservoir).

Le sulfure de fer se forme aussi bien sur les tôles baignées par le liquide que sur celles qui ne le sontpas (plateaux de colonnes, garnissage, toit, fond et serpentin de chauffe d’un réservoir destockage, …).

e - Autres sources d’inflammation

- foudre provoquant par exemple, des feux aux évents de bac à toit fixe, aux joints de bacs àtoit flottant et aux échappements de soupapes de sécurité vers l’atmosphère, …

- compression et ondes de chocs (exemple : éthylène)

- rayonnements ionisants

- …

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V - DIFFÉRENTS TYPES DE COMBUSTION

1 - VITESSE DE COMBUSTION

En dehors des réactions de combustion lentes telles que la fermentation des matières végétales oul’oxydation des métaux, les combustions avec dégagement important de chaleur peuvent revêtir desaspects différents.

On parle assez couramment :

- d’incendie quand le gaz brûle au-dessus d’un liquide ou d’un solide- d’explosion quand l’ensemble du mélange gazeux brûle

Les réactions de combustion sont généralement amorcées par une source d’inflammationponctuelle, en un point du mélange (gazeux, vapeurs, brouillards, poussières) puis se propagent deproche en proche dans le mélange de gaz frais, tandis que les produits de la réaction portés à hautetempérature et à pression plus élevée s’accumulent en deçà.

Plus rarement la réaction de combustion peut être déclenchée simultanément en tout point dumélange gazeux homogène porté uniformément à sa température d’auto-inflammation. Elle estdans ce cas parfois désignée “explosion homogène”.

Dans tous les cas, elles se propagent suivant une onde dont la vitesse peut être :

- SUBSONIQUE : on a alors affaire à une DÉFLAGRATION- SUPERSONIQUE : on a alors affaire à une DÉTONATION

Cette vitesse de propagation de la flamme dépend :

- de la concentration du mélange initial- des conditions de température et de pression- de l’énergie de la source d’inflammation- des turbulences, obstacles, confinement

Vitesse decombustion

(m/sec)

Vitesse du son

DÉTONATION

EXPLOSIONDÉTONANTE

DÉFLAGRATION

COMBUSTIONFLASH

INFLAMMATION

Mélangestoechiométrique

LID LSD LSELIE

340

10

3

0 % 100 %% vol. degaz dans

l'air

D SE

C 14

38 A

Vitesses de combustion

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26

2 - LA DÉFLAGRATION

a - Caractéristiques de la déflagration

La flamme, siège de la réaction (explosive) sépare le milieu qui vient de réagir et constitué par les gazbrûlés, de celui n'ayant pas encore réagi, constitué par les gaz frais. Une onde de pression sedéveloppe en aval de front de flamme à des vitesses de quelques mètres par seconde (5 à 30 m/s)mais peut atteindre des valeurs plus élevées (jusqu’à 300 m/s).

• Dans un espace clos

La propagation d'une déflagration libère des gaz à haute température et haute pression. Dans lapratique les parois des capacités ne sont pas conçues pour résister à ces pressions de l'ordre d'unedizaine de bars. On peut éviter ces montées en pression en installant des disques de rupture ou destrappes d'explosion.

Le schéma ci-dessous illustre ce phénomène

D S

EC 1

042

A

P ≅ 4,2 AtmP ≅ 1 Atm

Mélange gaz combutible/air (gaz frais)

Conditions initiales Déflagration (10 sec après l'allumage)

Effet d’une déflagration dans un espace clos

• À l'air libre

En terrain libre sans confinement et en l’absence d’obstacles, on a affaire essentiellement à unedéflagration.

L’augmentation de pression due à la libération des gaz chauds donne naissance à des ondes depression créant un effet de “souffle” plus ou moins destructeur.

Gaz brûlés

Combustion

Gazfrais

D SE

C 20

20 B

Déflagration à l’air libre

0 t

Pression

D S

EC 1

050

A

Exemple d’évolution de la surpressionavec le temps à une distance donnée

(cas de déflagration)

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27

b - Effet des surpressions engendrées par une déflagration

Un des moyens simples pour traduire les effet d’une explosion accidentelle, est l’équivalent TNT (TriNitro Toluène) de cette explosion.

De l’expérience il peut être déduit une masse de TNT explosif très connu, dont l’explosion engendreles mêmes dommages aux mêmes distances qu’1 kilo de gaz combustible dans l’air en partant desconstations suivantes :

- l’énergie libérée par la combustion complète d’1 kilo de gaz est environ 10 fois supérieure àcelle libérée par 1 kilo de TNT

- le rendement total de l’explosion est de l’ordre de 3,5 % c’est-à-dire qu’uniquement 3,5 %de la masse disponible de gaz libéré participe à l’explosion

Une valeur pessimiste du rendement total prise égale à 10 % permet d’adopter l’équivalence suivante :

1 kg de TNT = 1 kg de gaz libéré

On peut connaître approximativement les surpressions engendrées par une déflagration et les risquesencourus en fonction de la distance réduite en utilisant l'abaque de Lannoy (page suivante).

Cette méthodologie simple et pratique ne représente qu’imparfaitement la réalité en particulier il n’ya pas identité totale entre les régimes de propagation des ondes de pression provoquées parl’explosion de TNT et d’un nuage gazeux.

D’autres approches plus élaborées permettent de mieux appréhender le phénomène sanstoutefois les quantifier avec exactitude.

En effet, la présence d’obstacles tels que bâtiments, poteaux, réseaux de tuyauterie modifiesensiblement les vitesses de propagation. Le même nuage inflammable peut brûler simplement avecune vitesse de flamme de quelques m/s n’induisant que des effets de pressions négligeables ou aucontraire entretenir une déflagration violente, se déplaçant à une vitesse de 200 m/s à 300 m/scausant ainsi des dommages graves.

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28

1Surpression incidente (bar)

0,80,7

Éclatement des poumons chez l'homme

Destruction des murs en béton armé, destruction totale probable des bâtimentsDommages graves aux machines situées dans les bâtiments industriels

Retournement des wagons de chemins de ferDestruction totale des maisons

Destruction des bâtimentsen charpentes métalliques

Démolition des cadres en acier légers

Destruction à 50 % des maisons en briques

Effondrement partiel des murs et tuilesdes maisons

Détérioration et destruction des cadres defenêtres selon leur natureDétérioration totale des vitres, détérioration partielledes maisons

" Déplacement de l'homme "

Destruction de 75 % des vitres

Dommages aux machines dans lesbâtiments industriels (ex : déplacement)Limite inférieure des dégâts gravesaux structures

Dégâts très légers aux structures, détérioration du tympan

Destruction de 50 % des vitres

Destruction de 10 % des vitres, limite des petits dommages

distance réduite λ

Destructions des poteaux0,5

0,4

0,3

0,1

0,03

0,02

0,05

0,011 2 3 10 20 30 40 50 60 100

Rupture des tympans chez l'hommeRupture des réservoirs de stockage

D S

EC 1

077

B

Distance réduite λ (m) = Distance au centre de l’explosion

√3

masse de TNT explosant

Effets des déflagrations en fonctions de la distance réduiteau centre de l’explosion (abaque de Lannoy)

Application

Lors d’une rupture de canalisation 8000 kg de gaz liquéfiés s’échappent à l’atmosphère ets’enflamment. Quels sont les effets produits à 100 m de l’explosion ?

λ =

√3

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3 - DÉTONATION

a - Caractéristiques de la détonation

Dans certaines conditions (confinement, concentration, source d’inflammation puissante) le front deflamme (i.e. la vitesse de déflagration) peut s’accélérer jusqu’à atteindre des vitesses supersoniques(1000 à 3000 m/s).

• Dans un espace clos (équipement, tuyauterie, …)

La pression peut atteindre des valeurs de l'ordre de 50 bars.

Il y a lieu de bien noter la différence existant entre les effets d'une déflagration et ceux d'unedétonation dans un cylindre fermé à ces deux extrémités :

- montée en pression répartie quasi-uniformément en tous les points des parois dans la casd'une déflagration.

- pression beaucoup plus élevée, appliquée localement dans le cas d'une détonation.

Les schémas ci-dessous illustrent ce phénomène.

D S

EC 1

043

B

Gaz frais

7 atm Onde de détonation

Mélange gaz combutible/air p = 1 atm

P ≅ 1 Atm P ≅ 1 AtmP ≅ 42 Atm

Mélange gaz combutible/air (gaz frais)

Conditions initiales Détonation après déflagration(3 secondes après l'allumage)

Effet d’une détonation dans un espace clos

Gaz frais Combustion

D SE

C 20

16 B

Gaz brûlés

Détonation dans un bâtiment

• À l’air libre

Hormis, dans les installations extrêmement denses, une détonation est pratiquement à exclure car lesconditions d’obtention sont rarement réalisées simultanément.

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30

b - Limites de détonation

Pour qu’il y ait détonation, il faut que la composition du mélange gazeux soit comprise entre les limitesde détonation.

La zone de détonation se situe de part et d’autre de la concentration stoechiométrique du combustibledans le mélange gazeux, à l’intérieur de la zone d’inflammabilité;

LII LID LSD LSE

184 59 75

Possibilité de détonation

Mélangestoechiométrique

Zone d'inflammabilité(déflagration)

LII : Limite Inférieure d'Inflammabilité LID : Limite Inférieure de Détonabilité ou de DétonationLSI : Limité Supérieure d'Inflammabilité LSD : Limite Supérieure de Détonabilité ou de Détonation D

SEC

1040

A

Limites d’inflammabilité et de détonabilité de l’hydrogène

Le tableau ci-dessous permet de comparer les limites d’inflammabilité et de détonabilité de quelquescorps purs.

Combustibles LIE(% vol.)

LID(% vol.)

LSD(% vol.)

LSE(% vol.)

Acétylène 4 51

Éther éthylique 2 4,6

Propane 3 7

Limites de détonabilité

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31

Comme les limites d’explosivité, les limites de détonabilité varie avec le type de carburant.

Combustible Comburant LII(% en vol)

LID(% en vol)

LSD(% en vol)

LSI(% en vol)

H2 Air 4,0 18,0 59,0 75,0

H2 Oxygène pur 3,9 9,0 95,3 95,8

H2 Chlore pur 3,5 17,5 83,0 89,0

CH4 Air 5,0 6,3 13,5 15,,0

CH4 Oxygène pur 5,0 6,7 56,0 61,8

CH4 Chlore pur 5,5 15,0 45,0 63,0

Variation des limites de détonation de l’hydrogèneet du méthane en fonction du carburant

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VI - EFFETS DE LA COMBUSTION

La combustion entraîne plusieurs types de dangers.

Dangers Remarques - Effets

THERMIQUE

Contact avec les gaz chauds ou inspiration de ces gazavec brûlures de la peau ou du système respiratoire.

Radiation avec dommage aux équipements et sur l’êtrehumain.

ASPHYXIE Manque d’oxygène dû à sa consommation dans lacombustion.

OPACITÉ Diminution de la visibilité par les fumées.

TOXICITÉCORROSIVITÉ

Produits de la combustion toxiques et corrosifs : CO,HCl, HCN, Cl2, CO Cl2 (phosgène), HNO3, H2SO4 avecdégâts sur les installations et l’être humain

SURPRESSION Effet de souffle avec rupture d’enceintes, projections defragments (missiles), dommages à l’être humain

Effets de la combustion

Danger thermique - Surpression

D SE

C 14

33 A

Danger toxique-opacité

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33

CARACTÉRISTIQUES D'EXPLOSIVITÉ DESPRINCIPAUX GAZ ET VAPEURS INFLAMMABLES

Produits Synonymes FormulesExplosivité

% en volume dans l'air

Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité

L.I.E. L.S.E. TA°C PE°C dair

Acétal Acétal diéthylique C6H14O2 1,6 10,4 230 – 20 4

Acétaldéhyde Aldéhyde acétique C2H4O 4 60 175 – 38 1,5

Acétate de n-méthyle Acétate de pentyle C7H14O2 1,1 7,5 360 25 4,5

Acétate de n-butyle C6H12O2 1,7 7,6 425 22 4

Acétate d'éthyle C4H8O2 2,2 11 427 – 4,4 3

Acétate d'isoamyle C7H14O2 1 à 100°C 7,5 360 25 4,5

Acétate d'isobutyle C6H12O2 2,4 10,5 421 18 4

Acétate d'isopropyle C5H10O2 1,8 8 460 4,4 3,5

Acétate de méthyle C3H6O2 3,1 16 502 – 10 2,6

Acétate de propyle C5H10O2 2 8 450 14 3,5

Acétone Propanone-diméthylcétone C3H6O 2,6 12,8 465 – 18 2

Acétylène Érhyne C2H2 2,5 80 305 GAZ 0,9

Acide acétique Éthanoïque C2H4O2 5,4 16 465 43 2,1

Acide butyrique Butanoïque C4H8O2 2 10 450 72 3

Acide cyanhydrique(95 %)

Acide prussiqueAcide hydrocyanique

HCN 5,6 40 538 – 18 0,9

Acroléine PropénalAldéhyde allylique

C3H4O 2,8 31 235 – 26 1,9

Acrylonitrile Nitrile acrylique C3H3N 3 17 481 0 1,8

Alcool allylique Propénol 3 C3H6O 2,5 18 378 21 2

Alcool amylique (normal) Pentanol 1 C5H12O 1,2 10 300 33 3

Alcool butylique (normal) Butanol 1 C4H10O 1,4 11,2 365 29 2,5

Alcool butylique secondaire Isobutanol C4H10O 1,7 8 430 27 2,5

Alcool butylique tertiaire Butanol 3 Méthyl 2Propanol 2

C4H10O 2,4 8 480 11 2,5

Alcool éthylique Éthanol C2H6O 3,3 19 427 13 1,6

— Planche n°1 —

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34



Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité


Alcool furfurique Alcool furfurylique C5H6O2 1,8 16,3 490 75 3,4

Alcool isopropylique Isopropanol C3H8O 2 12 399 12 2,1

Alcool méthylique Méthanol CH4O 6,7 36 464 11 1,1

Alcool propylique Propanol C3H8O 2,1 13,5 440 25 2

Allylamine 2-propenylamine C3H7N 2,2 22 374 – 29 2

Ammoniac (anhydre) N H3 16 25 651 GAZ 0,6

Anhydride acétique C4H6O3 2,9 10,3 390 54 3,5

Anhydride maléïque C4H2O3 1,4 7,1 477 102 3,4

Anhydride phtalique C8H4O3 1,7 10,5 570 152 5,1

Aniline PhénylamineAminobenzène

C6H7N 1,3 — 615 70 3,2

Anthracène Paranaphtalène C4H10 0,6 — 540 121 6,1

Aziridine Étylène-imine C2H5N 3,6 46 320 – 11 1,7

Benzène Benzol C6H6 1,3 7,1 560 – 11 2,8

Bromure d'Allyle 3-Bromopropène C3H5Br2 4,4 7,3 295 – 1 4,2

Butadiène Érythrène C4H6 2 12 420 GAZ 1,9

Butane C4H10 1,9 8,5 405 GAZ 2

Butène Éthyléthylène-Butylène C4H8 1,6 10 385 GAZ 1,9

Butylamine Amino-butane C4H11N 1,7 9,8 312 – 12 2,5

Butyraldéhyde Aldéhyde butyrique C4H8O 2,5 12,5 230 – 6 2,5

Carburéacteur 0,7 5 255 38 > 4

2 Chloréthanol Éthylène chlorhydrine C2H5Cl O 4,9 15,9 425 60 2,8

Chlorobenzène C6H5Cl 1,3 7,1 640 29 3,9

Chlorure de n-butyle Chlorobutane C4H9Cl 1,8 10,1 460 – 10 3,2

Chlorure d'éthyle Chloréthane C2H5Cl 3,8 15,4 519 – 50 2,2

Chlorure de méthyle Chlorométhane CH3Cl 10,7 17,4 632 — 1,8

Chlorure de propyle 1 Chloropropane C3H7Cl 2,6 11,1 520 – 18 2,7

Chlorure de propylène 1 Dichloropropane C3H6Cl2 3,4 14,5 557 15,6 3,9

Chlorure de vinyle V.C.M. C2H3Cl 4 22 470 GAZ 2,1


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35



Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité


Chlorure de vinylidène Dichloréthylène Dichloro1-1 Éthylène

C2H2Cl2 7 16 570 – 18 > 1

Crotonaldéhyde Aldéhyde crotonique C4H6O 2,1 15,5 232 12,8 2,4

Cumène C9H12 0,9 6,5 425 44 > 1

Cyanogène (CN2) 6,6 32 — GAZ > 1

Cyclohexane C6H12 1,3 8 245 – 20 2,9

Cyclopropane C3H6 2,4 10,4 500 GAZ 1,4

n-Décane C10H22 0,8 5,4 210 46 4,9

Deutérium D2 5 75 — GAZ < 1

Diacétone alcool 4 Hydroxy 4 Méthyl-Pentagone 2

C6H12O2 1,8 6,9 603 64 4

Dichloroéthane Chlorure d’éthylène 6,2 16 17

Dichlorométhane Chlorure de méthylène 13 22

Dichloro 1,2 Éthylène Trans C2H2Cl2 9,7 12,8 460 2,2 3,3

Diéthylamine C4H11N 1,8 10,1 312 – 18 2,5

Diméthylamine C2H7N 2,8 14,4 400 GAZ 1,6

Diméthyl 2-2 Butane C6H14 1,2 7 425 – 48 3

Diméthyl 2-2 Propane C5H12 1,4 7,5 450 GAZ > 1

1,1 Diméthylhydrazine C2H8N2 2 95 249 – 15 > 1

Diméthyl sulfoxyde C2H6OS 2,6 28,5 215 95 3,7

Dioxane 1,4 p-dioxane C4H8O2 2 22 180 12 > 1

Essence auto 1,6 6 390 – 45 > 3

Supercarburant 1,6 6 429 – 38 > 3

Essence de térébentine 0,7 2,5 253 35 4,8

Éthane C2H6 3 12,5 515 GAZ 1,03

Éther butylique Oxyde de butyle C8H18O 1,5 7,6 194 25 4,5

Éther éthylique Diéthyléther C4H10O 1,9 36 160 – 45 2,5

Éther éthylméthylique C3H8O 2 10 190 – 37 2

Éther isopropylique C6H14O 1,4 7,8 443 – 28 3,5

Éther méthylique Oxyde de méthyle 3,4 27 350 GAZ > 1


EE 11 -- 11


00547_A_F

36



Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité


Éther monoéthylique del'éthylène glycol

2 Éthoxyéthanol C4H10O2 1,7 15,6 238 43 > 1

Éther vinylique C4H6O 1,7 27 360 – 30 2,4

Éthylamine C2H7N 3,5 14 385 – 18 2,5

Éthylène C2H4 2,7 36 490 GAZ 0,97

Éthylbenzène C8H10 1 6,7 432 15 3,6

Éthylèneglycol C2H6O2 3,2 — 400 111 2,1

Éthyl 2-hexanol 1,8 5,8 250 74

Éthylènimine C2H5N 3,6 46 320 – 11 > 1

Formaldéhyde (aldéhydeformique)

CH2O 7 73 430 GAZ 1,07

Formiate de n-butyle C5H10O2 1,7 8,2 322 18 3,5

Formiate d'éthyle C3H6O2 2,8 16 455 – 20 2,5

Formiate de méthyle C2H4O2 5 23 465 – 19 2

Fuel n°1 (distillant entre175°C et 275°C)

0,6 4,5 254 70 à 190 > 1

Fuel n°2 (distillant entre185°C et 330°C)

0,5 4 259 + 70 à +190

> 1

Furane C4H4O 2,3 14,3 — – 20 2,3

Furfural 2 furaldéhydefurfuraldéhyde

C5H4O2 2,1 19 315 60 3,3

Gasoil 6 13,5 338 65 > 1

n-Heptane C7H16 1,05 6,7 215 – 4 3,4

Hexane C6H14 1,1 7,5 225 – 22 2,9

Hydrazine N2H4 4,7 100 270 + 38 > 1

Hydrogène H2 4 75 560 GAZ 0,07

Hydrogène sulfuré H2S 4 44 260 GAZ 1,2

Isobutane C4H10 1,8 8,4 460 GAZ 2,1

Isobutène C4H8 1,8 9,6 465 GAZ > 1

Isobutyraldéhyde Aldéhyde isobutyrique C4H6O 1,6 10,6 254 – 40 2,5

Isooctane C8H18 1,1 6 530 + 4 3,9

Isophorone C9H14O 0,8 3,8 462 84 4,8

Isoprène 2 Méthyl butadiène 1 C5H8 2 9 220 – 54 2,3

Isopropylamine C3H9N 2,5 10,5 402 – 37 > 1

Kérosène 0,7 5 210 38 4,5


EE 11 -- 11


00547_A_F

37



Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité


Mercaptan éthylique Éthanéthiol-ÉthylMercaptan

C2H6S 2,8 18 299 21 2,1

Méthacrylate de méthyle C5H8O2 1,7 8,2 421 – 4 > 1

Méthane CH4 5 15 540 GAZ 0,5

Méthylmercaptan Méthanéthiol CH4S 39 21,8 — – 18 1,7

2 Méthoxyéthanol Éther monométhylique del'éthylèneglycol

CH3H8O2 2,3 24,5 288 39 >1

Méthylamine 4,9 20,7 430 GAZ > 1

Méthylbutylcétone Hexanone 2 C6H12O 1,2 8 533 35 3,4

Méthylcyclohexane C7H14 1,2 6,7 250 – 4 3,4

Méthyléthylcétone Butanone 2 M.E.K. C4H8O 1,8 11,5 474 – 6 2,5

Méthylisobutylcarbinol 4 Méthyl pentanol 2 C6H14O 1 5,5 — 41 3

Méthylisobutylcétone 4 Méthyl pentanone 2(MIBK)

C6H12O 1,4 7,5 460 23 3,4

Méthylstyrène Isopropénylbenzène C9H10 0,7 — 495 57 >1

Naphtalène C10H8 0,9 5,9 526 79 4,4

Nitrate de propyle C3H7NO3 2 100 175 20 > 1

Nitrile acrylique Acrylonitrile C3H3N 3 17 481 – 5 > 1

Nitrite d'éthyle C2H5NO2 3 50 90 – 35 2,6

Nitrobenzène C6H5NO2 1,8 — 482 88 4,2

Nitroéthane C2H5NO2 3,4 — 414 28 2,6

Nitrométhane CH3NO2 7,3 — 418 35 2,1

Nitropropane 1 C3H7NO2 2,2 — 420 49 3

Nitropropane 2 C3H7NO2 2,6 — 427 39 3

Octane C8H18 1 6,5 220 13,3 3,8

Oxyde de carbone CO 12,5 74 609 GAZ 0,96

Oxyde d'éthyle Diéthyléther-éthersulfurique-éther éthylique

C4H10O 1,9 48 180 – 45 2,5

Oxyde d'éthylène Oxyrane C2H4O 3,6 100 429 – 17,8 1,5

Oxyde de propylène C3H6O 2,8 22 — 37,2 2

Oxysulfure de carbone COS 12 29 — GAZ 2,1

Paraldéhyde C6H12O3 1,3 — 238 35,6 4,5

Pentaborane B5H9 0,4 — — — > 1

Pentane C5H12 1,5 7,8 260 – 40 2,5


EE 11 -- 11


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38



Tem

péra

ture

d'au

toin

flam

mat

ion

Poin

t écl

air

Den

sité


Pentanone 2 Méthylpropylcétone C5H10O 1,5 8,2 505 7,2 2,9

Pétrole lampant 1,1 6 254 38 > 1

Propane C3H8 2,2 9,5 450 GAZ 1,5

Propanol Alcool propylique C3H8O 2,5 13,5 371 15 > 1

Propionaldéhyde Acide propionique C3H6O 2,9 21 207 – 48,8 4

Propylamine C3H9N 2 10,4 318 – 37

Propylène C3H6 2 11,1 460 GAZ 1,5

Propylèneglycol Propenadiol 1,2 C4H8O 2,6 12,5 371 99 2,6

Pyridine C5H5N 1,8 12,4 482 20 2,7

Styrène Phényléthylène C8H8 1,1 6,1 490 32 3,6

Sulfure de carbone C S2 1,3 50 90 – 30 2,1

Sulfure de méthyle Diméthylsulfure C2H6S 2,2 19,7 206 – 18 > 1

Tétradécane C14H30 0,5 — 200 100 6,8

Tétrahydrofurane C4H8 2 11,8 321 – 14 > 1

Toluène C7H8 1,2 7,1 480 4,4 3,1

Triméthylamine C3H9N 2 11,6 190 GAZ > 1

Triéthylamine C6H15N 1,2 8 — – 6,6 3,5

Triéthylèneglycol C6H14O4 0,9 9,2 371 176 5,1

Triméthyl 2,2 4 Pentane C8H18 1,1 6 415 – 12,2 > 1

Trioxane C3H6O3 3,6 29 414 45 > 1

White spirit 0,8 3,7 232 26,7 > 1

Xylène C8H10 1 6 465 32 3,6


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39

CARACTÉRISTIQUES D’INFLAMMABILITÉDES POUSSIÈRES

SubstancesTempératuresd’inflammation

(°C)

Concentrationsminiles explosives

(en mg/l)

Énergie minimum del’étincelle électrique

nécessaire pourl’inflammation (milli-joules)

Poussières d’origine végétales

AmandesAmidon (blé)ArachidesBlé (vrac)CacaoCelluloseCitron (zeste déshydraté)Clous de girofleCoton (bourre)DextrineFécule de maïsFroment concasséFroment farineLiègeMaïs (épis moulus secs)MaltRizSojaSucre

440400520500510480490470440410360470—

460400400440520350

702585657555606050404060—353055453535

240253706010080458060403016050356035405030

Poussières de l’industrie des plastiquesMatières de base

Acétate butyrate de celluloseAcétate de celluloseAcétate de polyvinyleAlcool allytiqueCaoutchouc synthétiqueCoumarone-IndèneÉthyl celluloseLignineMéthacrylate de méthyleParaffine chloruréePhénoliquePolystyrènePropianate de celluloseUrée

370410520500320520320450440840460490460470

2535——30—25—20—3030—75

3040——30—10—15—1040—80

Ingrédients

Anhydride phtaliqueChlorure de vinyle - Acétate de vinyleFarine de boisHexaméthylène tétraminePentraérythritolPhénoliquePolystyrènePoudre de bourre de cotonSodium carboxyméthycelluloseUrée

650690430410450490560470350450

15—401530301550—75

15—201010——25——


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40

SubstancesTempératuresd’inflammation

(°C)

Concentrationsminiles explosives

(en mg/l)

Énergie minimum del’étincelle électrique

nécessaire pourl’inflammation (milli-joules)

Matières plastiquesAcétane de celluloseAcétate butyrate de celluloseAcétate de polyvinyleAlcool alkyliqueBase de résine de pinCoumarone-indèneLaque, résine, gommeLigninePhénoliquePolyéthylènePropionate de cellulosePolystyrèneUréeVinylbutyral

370———

440—

390——

410———

390

25—353555151540252025157020

10—

120——101020103045158010

Poussières métalliquesAluminium atomiséAluminium pionnéAntimoineCadmiumChromeCuivreDow métalÉtainFer réduit à l’hydrogèneFer réduit au carboneFer carbonyleFerro sillicium (88 % Si)Ferro titaniumHydrure de thoriumHydrure de titaneHydrure d’uraniumHydrure de zirconiumMagnésium-aluminium (50-51)Magnésium atomiséMagnésium mouluMagnésium pionnéManganèsePlomb atomiséPlomb pionnéSiliciumThoriumTitaneUraniumVanadiumZincZirconium

640550415570900700430630315425320860370260440

20 (3)350535600540520450710580775270330

20 (3)500600

20 (3)

4035

420———20

1901202501054251408070608550102020

125——

100754560

22048040

1510————801608032020——36056080120402080——8051045606505

Poussières diversesCaoutchouc brutCharbon bitumeuxDinitro-ortho-crésolGilsoniteLait en poudreNapaimOxybenzaldéhydePhénothiazineProtéine du foieSavonSoufreStéarate d’aluminiumTyroide desséchée

350610440560490450380540520430190400610

25502520502020154545351560

5050—25504015—4560151560

— Planche n°7 (suite) —

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Mécanisme simplifié de la combustion

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