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Fiche concise Thèses
Etude de l'inflammabilité d'un nuage de particules d'aluminium partiellement oxydées
Baudry G.
Thèses. Université d'Orléans (07/05/2007), Philippe Gillard (Dir.)
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Guillaume Baudry ()1
1 :  LEES - Laboratoire Energétique Explosions Structures
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Université d'Orléans
63, avenue Maréchal de Lattre de Tassigny 18020 Bourges Cedex
France
Etude de l'inflammabilité d'un nuage de particules d'aluminium partiellement oxydées
Ignition sensitivity study of an aluminium dust cloud with various oxide content
07/05/2007
Les risques importants d'inflammation de "nuages de poussières" en milieu industriel ainsi que l'entrée en vigueur de nouvelles normes (telles que les directives ATEX) font qu'il est aujourd'hui essentiel, pour les exploitants, de quantifier le danger représenté par leurs activités. Cette étude traite le cas des poussières d'aluminium et plus particulièrement l'influence de leur état d'oxydation sur les seuils d'amorçage par arc électrique. Un dispositif d'inflammation comprenant un système original de génération d'arc électrique à puissance constante a été mis au point spécifiquement pour ce travail. Une méthode statistique de traitement a été adaptée et utilisée afin d'évaluer des énergies d'inflammation conduisant à une probabilité d'amorçage de 50%. Une procédure d'oxydation contrôlée des poudres d'aluminium, ainsi que leur caractérisation physico chimique, est présentée. La croissance des seuils d'inflammation avec le taux d'oxydation des produits testés a ainsi pu être mise en évidence. Dans un second temps, des mesures de vitesse apparente de flamme ainsi que des relevés de pression dans les premiers instants de l'explosion ont été réalisés. Ces mesures expérimentales seront confrontées aux résultats obtenus à l'aide d'un modèle numérique permettant de relier l'évolution de la pression dans la chambre à la vitesse de propagation de la flamme.
Hazard of ignition of dust clouds in the workplace and the fact that new regulations (like European ATEX directives) are in effect imply the risk assessment of any process by operators. This study deals with aluminium dust and particularly with the influence of the oxide content on the ignition thresholds. An experimental set-up based on Hartmann apparatus was designed for this work. A specific spark-generating system was developed to produce sparks at nearly constant power and to control the energy by controlling the spark duration. A statistical method was adapted and used to determine the ignition thresholds leading to a probability of ignition of 50%. An original process to increase, under control, the oxide coating of particles is presented. Experimental results confirmed the growth of ignition thresholds with the oxide content of tested samples. In a second time, some results of flame velocities and pressure measurements during the first stage of the explosion are presented. A numerical model leading to the correlation between pressure evolution and flame velocity in the explosion chamber was tested. Those computational data are compared to experimental ones.

Université d'Orléans
Français

Philippe Gillard
Kazimierz LEBECKI (Rapporteur)
Bernard VEYSSIERE (Rapporteur)
Stéphane BERNARD (Co-encadrant)
Philippe GILLARD (Directeur de Thèse)
Francis MILLOT (Examinateur)
Christophe PROUST (Examinateur)

explosion de poussières – particules d'aluminium – taux d'oxyde – seuils d'amorçage – vitesse de flamme