Comprendre le risque réel : les explosions de chaudières

A vapeur ne sont pas une fatalité, mais le résultat d’un manque de prévention

Les chaudières à vapeur sont des composants essentiels dans les opérations industrielles, mais elles présentent également des risques importants lorsqu’elles ne sont pas correctement gérées. L’un des plus dangereux est le risque d’explosion de vapeur et d’eau, qui peut entraîner des dommages catastrophiques, des blessures, voire des pertes humaines. Ce qui rend ce risque particulièrement préoccupant, c’est que ces accidents sont presque toujours évitables. Ils sont souvent dus à un entretien inadéquat, à un personnel non formé et à un manque d’investissement dans les systèmes de sécurité. Chez Bimaks, nous pensons que la sécurité industrielle n’est pas seulement une responsabilité, mais une nécessité. Dans l’article ci-dessous, vous trouverez un aperçu technique des causes des explosions de chaudières et des mesures à prendre pour les éviter.

Un article examinant le risque d’explosion dans les chaudières à vapeur

Il est possible de prévenir les accidents dans les chaudières et les systèmes à vapeur grâce à des mesures de protection simples et à des procédures d’exploitation appropriées. Cependant, le recours à du personnel non qualifié et la tendance des propriétaires d’entreprises à investir dans les matières premières ou le développement commercial plutôt que dans la maintenance préventive et la sécurité au travail conduisent souvent à de telles catastrophes. Vous trouverez ci-dessous notre article informatif sur les causes et la prévention des explosions potentielles liées à l’eau et à la vapeur dans une chaufferie.

Une chaudière à vapeur explose généralement pour les raisons suivantes :

Pression excessive : si la soupape de sécurité est défectueuse ou mal réglée, la vapeur ne peut pas être évacuée, ce qui entraîne une pression excessive à l’intérieur de la chaudière. Cette situation peut faire dépasser les limites du corps de la chaudière et provoquer son explosion. L’impossibilité d’évacuer la vapeur n’est pas un phénomène courant. Cependant, il existe un autre phénomène qui provoque ce type d’explosion : la contrainte thermique. Celle-ci se produit lorsque les capteurs de niveau détectent à tort la présence d’eau dans la chaudière et n’ajoutent pas d’eau au système. Au fil du temps, toute l’eau s’échappe de la chaudière sous forme de vapeur, et l’eau à l’intérieur s’épuise. Le système de brûleur continue à fournir de la chaleur comme s’il y avait de l’eau dans la chaudière. Au cours de ce processus, la chaudière atteint des températures de plusieurs milliers de degrés. Soudain, le capteur ou le dispositif de niveau commence à fonctionner correctement et ouvre les vannes pour alimenter la chaudière en eau fraîche. À ce stade, une contrainte thermique incroyable se produit. L’explosion se produit lorsque l’eau d’appoint froide entre en contact avec le corps métallique chaud.

Souvenez-vous du moment où vous avez oublié une bouilloire sur la cuisinière pour faire du thé et où l’eau s’est évaporée, laissant la bouilloire presque rouge vif. Si vous essayez de verser de l’eau du robinet dans cette bouilloire (ce que vous ne devriez pas faire), vous assisterez à une libération d’énergie considérable. Imaginez maintenant que cela se produise dans une chaudière contenant des dizaines de tonnes d’eau. Vous n’imaginez pas la puissance de l’explosion. Il existe des chaudières à vapeur qui explosent de cette manière et sont projetées à des centaines de mètres de la chaufferie.

Pourquoi les dispositifs ou capteurs de niveau fonctionnent-ils mal dans cette situation ? Des obstructions se produisent en raison de substances inertes présentes dans l’eau, de solides en suspension, de boues et même d’une calcification partielle (communément appelée tartre). Ces obstructions trompent le système. Ensuite, lorsque la cause de l’obstruction disparaît soudainement, un problème survient. Nous recommandons aux opérateurs de chaudières d’ouvrir et de fermer régulièrement les vannes de purge situées au bas de ces dispositifs de détection de niveau. L’objectif principal est de maintenir cette zone propre en permanence.

À ce propos, nous souhaitons également attirer votre attention sur le processus de « purge permanente » dans le contrôle du niveau d’eau des chaudières. Une vanne de purge permanente est située au même endroit que les dispositifs de détection de niveau mentionnés ci-dessus. L’objectif est que, comme l’évaporation se produit à la surface de l’eau, le contrôle de la conductivité dans la chaudière peut être réalisé de manière plus efficace grâce à des purges effectuées à cet endroit. C’est pourquoi nous recommandons d’actionner fréquemment les vannes de purge des dispositifs de détection de niveau et de maintenir la vanne de purge continue, ou vanne de purge de surface, légèrement ouverte en permanence. Ces deux mesures suffisent à réduire de plus de moitié le risque d’accidents liés aux chaudières à vapeur.

Autres causes courantes d’explosions de chaudières

• Entartrage et encrassement : les minéraux présents dans l’eau (en particulier le calcium et le magnésium) s’accumulent à l’intérieur de la chaudière. Cela entrave le transfert de chaleur, augmente la température du métal et affaiblit la structure métallique, ce qui augmente considérablement le risque de fissuration et d’explosion.
• Fatigue ou corrosion des matériaux : les métaux de la structure de la chaudière se fatiguent, rouillent ou se fissurent avec le temps. Chaque équipement a une durée de vie utile. Dans les systèmes à haute pression en particulier, cela peut entraîner une rupture structurelle soudaine.
• Erreurs de l’opérateur : bien que cela soit rare, des explosions peuvent résulter d’erreurs commises par du personnel non formé. Des procédures d’exploitation incorrectes (par exemple, l’introduction rapide d’eau froide dans une chaudière chaude) peuvent créer des situations dangereuses en raison d’un manque de formation ou d’une négligence.
• Manque d’entretien : si un entretien périodique n’est pas effectué, la soupape de sécurité, le manomètre et le système de contrôle du niveau d’eau peuvent mal fonctionner. Cela empêche les systèmes d’alerte précoce de fonctionner correctement.

En résumé, plus de 90 % des explosions de chaudières à vapeur sont causées par une erreur humaine, une négligence ou un manque d’entretien. Les dysfonctionnements techniques peuvent souvent être détectés à un stade précoce, mais ils deviennent dangereux lorsqu’ils sont négligés.

Nous espérons que de telles catastrophes pourront être évitées grâce à des mesures techniques proactives et que le personnel travaillant dans les chaufferies suivra des formations techniques et de sécurité au travail afin de comprendre la gravité des risques. Malheureusement, attendre qu’ils acquièrent de l’expérience pourrait être trop tard.

Nous avons souhaité rédiger cet article d’un point de vue technique sur les explosions de chaudières, qui sont malheureusement trop fréquentes dans l’industrie. Les explosions de chaudières, les chutes de hauteur et les intoxications au gaz dans des espaces clos sont des accidents dont nous ne voulons plus entendre parler et qui peuvent être facilement évités grâce à une formation adéquate.

Mettons de côté l’état d’esprit « cela ne m’arrivera pas » et privilégions plutôt la sécurité, la diligence et la prévention.