INCENDIE ET EXPLOSION: MIEUX
VAUT PRÉVENIR QUE GUERIR

Endiguer le risque d'incendie ou d'explosion dans la pratique

Vous avez raison de dire qu’un incendie ou une explosion est un événement unique et le plus souvent imprévisible. Toutefois l’industrie semble y accorder (trop) peu d’attention. Le risque de se remémorer un incendie dans une machine ou un atelier est réel. Un sérieux investissement qui part en flammes, d’où un ralentissement ou la non-livraison des commandes. Néanmoins quelques mesures de prévention peuvent être prises. Ce n’est pas superflu quand de nouveaux dangers surgissent, comme davantage de copeaux ultra fins dans l’usinage micro ou de précision, ou une poudre à fin grain dans la fabrication additive.

L’ACCENT SUR LA SECURITE INCENDIE

La sécurité sous tous ses aspects est à nouveau un thème qui figure sur bien des agendas, tant au niveau national qu’international. Cela vaut aussi pour la sécurité incendie et la protection contre l’explosion. Et certainement pour les parties les plus impliquées d’un point de vue commercial et légal: les fabricants de machines et les entrepreneurs qui les utilisent, les professionnels qui commandent les machines. Cela ne doit pas étonner, les conséquences d’un incendie spontané peuvent en effet être désastreuses sans mesures de précaution.

Aujourd’hui un opérateur moderne ne se tient plus tout le temps derrière la machine CNC. Il supervise la commande de plusieurs machines, en outre ces machines peuvent être commandées 24/7 à distance de façon numérique et poursuivre automatiquement le travail sous surveillance, sans contrôle humain sur place. C’est précisément la raison pour laquelle on doit tenir compte à tout moment du risque d’allumage et d’incendie. Songez par exemple au risque de réactions (chimiques) violentes, débridées, jusqu’à l’explosion, aux dégâts industriels très divers, à l’interruption de la production de courte ou plus longue période, et à la perte d’espaces industriels, de machines et de stocks, en plus des dégâts à l’environnement. On peut s’estimer heureux de ne pas subir de lésions humaines ou une perte (temporaire) de clients.

HUMIDE OU SEC

Dans la pratique, les entreprises de production ne travaillent pas encore avec des lubrifiants réfrigérants miscibles dans l’eau (KSS). Néanmoins, avec l’actuelle vitesse de coupe fortement augmentée sous une pression accrue, ces KSS procurent une productivité, une tenue d’outil et une qualité visiblement plus élevées, littéralement un outil supplémentaire. Mais avec un risque d’inflammation légèrement accru. Entre-temps, l’utilisation croissante de matériaux lourdement usinables engendre de plus en plus souvent une fraise et des copeaux incandescents. Il est recommandé d’effectuer à l’avance une analyse des risques approfondie.

Ce n’est pas pour rien que les entreprises de transformations et d’usinages métalliques visent depuis longtemps le Saint Graal de l’’usinage à sec’. Dans la pratique, cela concerne souvent le MMS, soit la lubrification réfrigérante avec des volumes minimaux (millilitres par heure). Mais hormis l’huile de coupe, l’industrie utilise de tels liquides de façon assez générale pour combatte la corrosion, la protection et les traitements thermiques.

CONTEXTES

En théorie, un mix de trois facteurs dans un local limité est la condition idéale pour déclencher un incendie:

• une source (d’énergie) pour l’allumage;
• la présence d’une substance inflammable, le plus souvent le lubrifiant réfrigérant utilisé ou des substances (ininflammables) autour de la zone d’usinage dans la machine ou sur le matériau à travailler proprement dit;
• air ou oxygène de l’environnement.

Si l’on veille simplement à ce qu’un des facteurs critiques cités manque, le danger est drastiquement réduit. Outre des extincteurs suspendus à des emplacements stratégiques dans l’espace de travail, il est couramment question d’une installation d’extinction universelle activée au moyen de la détection de la température, des flammes et de de la fumée.
L’émergence d’un allumage, suivie par un feu, voire une explosion, peut avoir plusieurs causes. Des copeaux et des surfaces brûlantes figurent en tête de liste dans la pratique. De puissantes étincelles qui sortent de l’installation électrique correspondante, ou qui résultent d’une décharge statique, semblent être extrêmement efficaces. Mais un auto-allumage se produit également, le plus souvent à la suite d’une réaction chimique. D’après le monde de l’assurance allemande, les causes les plus fréquentes d’une surchauffe se ramènent à:

• une cassure d’outil;
• une dégradation radicale de l’arête;
• un crash;
• une amenée KSS insuffisante pour la situation d’usinage actuelle ou sur une position incorrecte;
• des erreurs de commande programmées;
• une pièce trop serrée;
• des câbles défectueux.

La cause pratique n’a pas pu être décelée dans 20% des cas d’incendie et d’explosion en moyenne.

La securite de la machine jusqu’aux details techniques, architecturaux et organisationnelles est centrale

MACHINE ET UTILISATION SECURISANTES

En ce qui concerne la durabilité des machines dans l’industrie métallique, une durée de vie de dix ans ou plus – avec une qualité encore suffisante – n’est plus une exception depuis plusieurs décennies. Dès qu’un achat est envisagé comme extension, remplacement ou innovation de l’aire existante, il est recommandé d’inclure également le thème de la sécurité (incendie) dans la procédure de sélection, d’enlèvement et d’installation des machines comme aspect essentiel, en plus des spécifications techniques et des aspects budgétaires (y compris le retour sur investissement).

Puisque la nouvelle machine est couramment incluse dans le parc de machines existant, il convient aussi d’accorder une sérieuse attention aux sous-systèmes nécessaires dans la périphérie. Songez aux divers outils et moyens de serrage, aux systèmes d’aspiration, de filtration et de nettoyage, à l’installation d’extinction et au transporteur de copeaux ou aux mesures générales (équipements de protection individuelle, autocollants de sécurité et d’avertissement et la formation professionnelle ciblée et les instructions nécessaires).

Sécurité dès la construction

Les fabricants de machines sont les acteurs primaires dans la chaîne de sécurité et devraient dès lors déjà tenir compte en fait de l’utilisation (im)prévisible des machines. Ils doivent calculer la sécurité lors de l’installation, de la commande, du réglage et de l’entretien, y compris les ressources d’exploitation telles que les lubrifiants réfrigérants (éventuellement à base d’eau). C’est pourquoi de plus en plus de fabricants intègrent actuellement des accessoires gérés par capteur en standard. Songez par exemple à la mesure de puissance ou de couple et à la détection des collisions avec un arrêt immédiat ou phasé.

Lieu de travail sécurisant

L’entrepreneur a pour tâche de créer un lieu de travail sécurisant pour ses salariés. Ceci comprend la protection machine et la mise en place d’un matériel de sécurité suffisant, basé sur de nombreuses lois et prescriptions internationales, européennes (Directive Machines 2006/42/EC et par exemple la toute dernière EN/ISO 19353: prévention et protection feu) et/ou nationales. Quoique souvent pas engagé directement comme tel, un opérateur reçoit l’aide d’un progiciel de simulation avancé.

LA SECURITE INCENDIE EST SURTOUT UNE LIMITATION DE LA TEMPERATURE

La sécurité de la machine complète jusqu’aux plus petits détails techniques, architecturaux et organisationnels est centrale. La machine démarre p.ex. exclusivement avec l’aspiration et l’évacuation des copeaux enclenchées et la (les) porte(s) et clapets accouplés fermés, avec le système d’extinction prêt. La coiffe design autour de la machine n’offre qu’une première protection.

La somme de toutes les parties engagées détermine le résultat final, la somme totale comporte donc les capteurs thermiques ou optiques intégrés, l’unité d’extinction et d’aspiration des vapeurs et des fumées, la décharge de pression, le commutateur de porte, la lampe d’alarme, l’extincteur (manuel) CO2, les étanchéités résistant au feu, le clapet anti-retour à action rapide pour éviter la propagation etc. Pour une maîtrise et une surveillance optimales de la température dans la zone de contact direct entre outil et pièce, les outils suivants seront disponibles:

• une quantité suffisante de réfrigérant pour bien rincer la zone de coupe (en continu);
• la protection physique pour écarter ou laisser se refroidir les copeaux très échauffés.

Ces mesures gardent la formation de vapeur toujours dangereuses dans les limites. L’important pour une maîtrise de température optimale est un élément apparemment simple comme la coiffe design coulissante par-delà la zone de travail. Celle-ci doit avoir une configuration des étanchéités à ce point résistante à la compression – p.ex. au moyen d’un labyrinthe converti dans la tôlerie – que les flammes et les gaz brûlants sont retenus à l’intérieur. Meilleure encore est une fenêtre résistante aux projectiles et aussi retardatrice des flammes, en plastique (p.ex. polycarbonate) ou de forme hybride avec un verre de sécurité à l’intérieur. Parmi les points d’attention pour l’extinction la plus efficace figure également le clapet pour faire passer en sécurité le bras d’un robot externe dans la coiffe, ainsi que celui du préhenseur de l’échangeur, jusqu’au magasin d’outils normalement fermé.

INTEGREZ D’EMBLEE DES DISPOSITIF

La prévention de l’incendie dans l’entreprise débute déjà par la construction et l’agencement responsable et sûr de l’atelier ou de l’usine. Si par exemple, l’accès libre à un éventuel foyer d’incendie, ou une aspiration de l’air et un traitement industriel – centralisé ou décentralisé – figurait au second plan, ceci peut se révéler coûteux dans la pratique. La vitesse de réaction est cruciale sur tous les points en cas d’incendie; chaque seconde compte! ‘Time is money’, mais cela peut aussi étouffer dans l’œuf des situations mortelles.

REACH

Dans la société, des substances inflammables sont souvent présentes en plus grandes quantités qu’on ne le pense. Une action sensée est d’endiguer leur volume – initialement ou lors d’une modification du parc de machines ultérieure – et de standardiser leur variété. Vu le thème, il est recommandé de stocker ces ressources séparément de façon bien documentée en conformité avec les recommandations et justifiée selon les plus récentes règles REACH (enregistrement, restriction, évaluation et autorisation des substances chimiques).

Le rangement peut se faire éventuellement dans un coffre à l’épreuve du feu, aussi dans le cas de volume plus petits tels que des aérosols ou autres atomiseurs de liquides pour le nettoyage et la protection contre la corrosion. De nouvelles et strictes prescriptions, dont REACH, font réfléchir. Des limites introduites ont engendré des changements dans la composition chimique des lubrifiants réfrigérants utilisés jusqu’ici. Certains produits chimiques ou mélanges – pouvant entraîner sous certaines conditions une exposition à des substances carcinogènes – ne sont plus autorisés, ce qui peut donner lieu à une composition KSS alternative.

DETECTION INTELLIGENTE DU DEGAGEMENT DE CHALEUR

Un instrument relativement neuf et pratique – qui ne reçoit pas encore assez d’attention aujourd’hui – est la caméra à infrarouge ou thermique devenue entre-temps professionnelle, par exemple pour l’inspection par balayage thermographique des hot spots avec une grande résolution et une imagerie dynamique multispectrale MSX via une image IR combinée avec une illustration optique standard.

La détection des différences de température marquées indique de façon précoce des températures élevées inhabituelles qui préfigurent couramment d’éventuelles situations inflammables dans l’électronique dans l’armoire de générateur ou dans un cadre plus large au sein de l’espace d’usinage. Cette mesure est aussi efficace pour le diagnostic – comme prouvé dans la pratique – sur des installations plus anciennes dont les câbles, le manteau plastique ou l’enrobage en caoutchouc ont durci, sont devenus friables ou se sont cassés ou déchirés avec les années à cause d’influences internes ou externes. Accessoirement, on utilise aussi ces caméras pour détecter des résistances de transition croissantes pouvant résulter de contacts oxydés.

Séminaire 'Protection contre l'incendie et l'explosion'.

Au Metav 2018, le thème ‘Protection contre l’incendie et l’explosion dans les machines d’usinage par enlèvement de matière’ lors d’une réunion de technologie spéciale organisée par la VDW (Association des machines-outils d’usinage allemande) s’est vu accorder une grande attention durant le salon de machines Metav à Düsseldorf. Huit présentations complémentaires visaient la protection de la machine et de l’homme derrière et autour de l’environnement direct. Le dr. Alexander Broos a introduit les orateurs, dans ses propres rangs, de l’association professionnelle active BGHM et des fabricants et fournisseurs impliqués du secteur de la prévention incendie. Ensemble ils ont engendré toute une série de publications professionnelles explicatives sur ce sujet et l’approche dans la pratique quotidienne. Des vidéos de tests par la DGUV ont fourni des images spectaculaires.

UNE ATTENTION PARTICULIERE

Electro-érosion par enfonçage et fil

L’électro-érosion par enfonçage et fil (EDM, Electrical Discharge Machining), ne peut pas se passer, en tant que technique d’usinage très utilisée et indispensable, de décharges pulsées à un rythme élevé entre l’électrode conductrice d’électricité et la pièce. Ces techniques très appliquées éliminent le métal de façon contrôlée par fusion et évaporation. Durant l’électro-érosion par enfonçage avec un outil de forme spécifique, l’’usinage’ se produit en outre couramment encore – si bien réglé – quelques centimètres sous la surface d’un liquide à base d’huile inflammable entre 100 °C – 120 °C. En principe, ceci satisfait à toutes les conditions pour un incendie et une explosion. Du reste, c’est l’une des raisons qui justifient l’existence de diélectriques miscibles à l’eau et synthétiques. Quelques catégories entièrement nouvelles s’y sont ajoutées ces dernières décennies.

Fine poussière

Un fait bien connu est que quelques matériaux sont inflammables en soi, comme le magnésium. Avec le fraisage et le tournage plus fin, des particules ultra fines sont libérées dans la zone d’usinage, tout comme dans la rectification de l’aluminium. Les usinages sont plus risqués, certainement 24/7 avec l’éclairage éteint. Peut-être plus dangereux encore sont les accumulations de particules métalliques jusqu’à quelques millimètres d’épaisseur, dont on est à peine conscients. L’usinage par enlèvement de matière de matériaux hybrides tels que les plastiques renforcés de fibre de verre et de carbone a démontré pouvoir causer une situation dangereuse (inflammable) même sans liquides de coupe, donc à sec. Ceci en termes d’incendie mais aussi en termes de fine poussière qui reste en suspension.

Fabrication additive

Un dernier ajout – généralement pas encore perçu comme danger potentiel – concerne les innovations les plus récentes en impression 3D ou Fabrication Additive, parmi lesquelles toute la chaîne LMF, y compris également le système de filtration correspondant.