Clapet anti-retour

La norme EN 16447, relative aux vannes à clapet d’isolation d’explosion, n’impose pas de réaliser des tests avec une tuyauterie placée en aval d’un clapet anti-retour pour obtenir la certification ATEX. Pourtant, les résultats obtenus après la simulation d’une explosion sont bien différents.

Sur les sites industriels, nous retrouvons toujours une tuyauterie entre un filtre et un clapet anti-retour, mais également entre le clapet anti-retour et l’usine. Lors du développement de leurs solutions, beaucoup de constructeurs réalisent pourtant des tests grandeur nature sans placer de tuyauterie en aval de leurs clapets anti-retour. « En plaçant une tuyauterie aussi bien en amont qu’en aval de nos équipements, nous avons pu tester nos systèmes dans des conditions réelles et perfectionner leurs conceptions », explique Jordan Hureau, commercial chez STIF.

Fonctionnement du dispositif de sécurité

Les filtres installés sur les sites des industriels sont des équipements particulièrement sensibles : avec des mélanges internes d’air et de poussières, une étincelle ou une augmentation de la température pourrait causer une explosion qui se propagerait dans les tuyauteries. Le clapet anti-retour est un dispositif de protection contre les explosions qui permet d’isoler une explosion venant d’un filtre. « Le volet du clapet se referme avec la pression de l’explosion, sachant que la pression précède toujours la flamme, précise le commercial. L’explosion provenant du filtre est donc isolée et ne se propage pas vers l’usine. »

Tests organisés à l’Ineris

STIF a conçu un clapet innovant répondant à une série de besoins réels et dans une démarche de recherche et développement en partenariat avec l’Ineris. Cette campagne d’essai avait vocation à renforcer les connaissances du comportement d’un clapet anti-retour lors d’une explosion, dans les conditions les plus proches des réelles utilisations du produit. « Cela fait maintenant plus de dix ans que nous travaillons avec l’Ineris pour développer nos produits ATEX. Nous avons réalisé les tests de notre clapet anti-retour Vigiflap du DN 160 au DN 800. D’autres tests sont en cours pour étendre notre certification jusqu’au DN 1370. » Grâce aux très nombreux tests, il a été observé que la contrepression, générée en aval du clapet après sa fermeture due à l’explosion depuis la cuve d’essai de 10 m³ pouvait générer des contraintes mécaniques.

Effets de la contrepression

La contrepression observée, et illustrée par la courbe jaune du graphique ci-contre, nous montre que la force exercée sur le clapet est plus importante en aval qu’en amont pendant une courte période (30 ms) entre 200 et 250 ms, après la fermeture du clapet, puis de nouveau pendant le même laps de temps entre 300 et 350 ms puis entre 400 et 450 ms. Cette contre-pression atteint plus de 300 mbar tandis que la pression en amont a chuté à 100 mbar lors de la première vague. Jordan Hureau témoigne : « Grâce aux tests, nous nous sommes aperçus qu’il y avait une contrepression importante de l’autre côté du Vigiflap, du côté protégé, qui exerçait une contrainte mécanique sur notre système de fermeture. Le clapet se fermait bien, mais cette contrepression pouvait dans certains cas rouvrir le volet, laissant alors un passage à la flamme. » Cette série de vagues exerce des contraintes mécaniques considérables sur le clapet anti-retour et STIF a dû modifier, renforcer et ajuster le mécanisme de levier du clapet, le corps et la solidité du produit dans son ensemble pour y faire face.

Dangers sur les installations actuelles

De nombreuses installations actuelles incluent des clapets anti-retour mais ces derniers n’ont pas été testés et certifiés Atex dans ces conditions (avec une tuyauterie en aval du clapet) de test. Il y a donc un fort risque que ces clapets ne résistent pas lors d’une explosion ou que l’explosion passe dans la tuyauterie et se propage jusqu’à l’usine de fabrication. Devant cet état des choses, le Comité européen de normalisation, qui établit les normes au niveau européen, et dont la société STIF est membre à part entière, est en train de modifier la norme 16447 (Vannes et clapet d’isolation d’explosion). La modification de la norme porte notamment sur la partie des essais avec l’ajout de la tuyauterie en aval du clapet. De nombreux constructeurs de clapets anti-retour pourraient donc voir leurs produits écartés s’ils ne sont pas modifiés pour résister à cet effet de contre-pression.