1.3.2. Caractères physiques des poussières

Plusieurs paramètres sont à prendre en compte: Concentration - Explosivité - Toxicité - Abrasivité - Hygrométrie - Densité - Granu­lométrie - Température. Il faut les examiner et les connaître quelque soit l'industrie en cause.

Les caractéristiques physiques  :

• Taille moyenne des particules ;
• Répartition granulométrique ;
• Forme : - Ronde
• Structure cristalline aux contours anguleux et coupants
• Fibreuse Colloïdale ;
• Faculté de s'agglomérer ;
• Caractère hygroscopique.

Les caractéristiques chimiques :

La nature des particules :

On y distinguera différentes familles :

• Poussières organiques (coton, laine, tabac, farine, protéines)
• Poussières inorganiques (la majeure partie des poussières industrielles)
• Substances radioactives.

Concentration des poussières

Partout dans le monde nous trouvons des poussières en suspension dans l'air. A titre indicatif, nous reprenons ci-après quelques concentrations courantes et connues de poussières dans différents environnements type :

• Grande ville par temps sec : 0,2 - 0,25 mg/m³
• Grande ville après la pluie : 0,05 - 0,1 mg/m³
• Campagne : 0,003 - 0,04 mg/m³
• Salle de séjour : 0,08 - 0,1 mg/m³
• Chambre à coucher : 0,01 - 0,02 mg/m³

Dans le cadre d'une installation d'aspiration traditionnelle, l'installateur prendra en compte une concentration de 30 g/m3 pour l'industrie du bois. Cette donnée pourra être de 5 g/m³ voire 1 g/m³ dans une industrie hors bois où la matière première poussiéreuse a une valeur marchande. Mais lors de l'utilisation des machines modernes travaillant en continu à des vitesses d'avance de 160 m/min, il faut prendre soin de calculer la quantité de déchets à capter : dans ce cas, les réseaux sont assimilés à du transport pneumatique où les concentrations peuvent atteindre 330 g/m³.

Risque d'explosion

Quelles que soient les poussières, il est nécessaire de déterminer le risque et si, il est existant il faut en connaître la classe d'explosivité correspondante.

Des matières aussi inoffensive que l'aluminium, le sucre, la farine peuvent, sous forme de poussière, et sous certaines concentrations, se transformer en explosifs redoutables. De façon générale il y a lieu de se méfier de toutes substances inflammables (poudres d'origine végétales par exemple) ou non suffisamment oxydées (aluminium ou zinc par exemple).

La poussière du bois est, elle aussi, explosive. Le plus important est la concentration des particules de poussières dans le nuage. On estime qu'une explosion peut se déclarer pour de la cellulose sèche à une concentration de 45 mg/m3. (En général l'explosion de poussière ne se produit pas avec des matériaux à un niveau d'humidité supérieur à 15% et dans une ambiance turbulente).

Toxicité de la poussière

Les poussières provoquent différents type de nuisances : salissures et détérioration du matériel lors de leur re déposition, toxicité selon leur nature et leur dimension. Ce sont les particules les plus fines, de dimension comprise entre 0,3 et 5 µm qui sont généralement les plus dangereuses pour l'homme, car inhalables par les voies respiratoires. Elles peuvent par les poumons et la circulation sanguine pénétrer les autres organes.

Les principaux facteurs à prendre en considération sont:

• la dimension des poussières (fraction inhalable);
• la nature ou la composition chimique des poussières;
• la quantité de poussière en suspension dans l'air (concentration);
• le temps d'exposition;
• la température ambiante, les contraintes de travail;
• l'apparition tardive des premiers symptômes de maladie.

Les différents critères sont intimement liés, examinons les plus en détail :

• Les particules < à 5 microns sont, comme on vient de le voir, les plus dangereuses. Même si les matières qui la composent ne sont pas toxiques.
• Les particules < à 0,3 micron sont inhalées mais on considère qu'elles sont rejetées lors de l'expiration.
• Les particules > à 5 microns sont généralement arrêtées au niveau des voies respiratoires. Elles sont expulsées par les voies naturelles. Elles ne sont pas considérées comme dangereuses (mais peuvent être gênantes) à condition qu'elles ne soient pas toxiques.

L'amiante constitue, toutefois, un cas particulier. On trouve des fibres pouvant atteindre 100 µm dans les poumons et dans tout l'organisme.

Abrasivité

Ne pas tenir compte de ce paramètre serait source de grande surprise. Certaines poussières du bois sont très abrasives (comme par exemple les sciures d'une scierie ou les déchets d'un broyeur), et la prudence impose de diminuer la vitesse de l'air dans les canalisations afin d'éviter l'usure. Le choix du séparateur devra tenir compte de cette donnée.

Hygrométrie

L'humidité de l'air ou de la poussière aura une très grande importance sur le choix du dépoussiéreur, certaines particules sont avides d'eau, aussi le calcul des réseaux ainsi que le choix du média filtrant devront être appropriés à cette donnée.

Densité

La troisième caractéristique à prendre en considération est la densité apparente, ou la masse d'un m³ de poussières. Cette densité apparente est in­férieure à la densité réelle de la matière usinée. En règle générale la densité apparente, des poussières de bois, est de l'ordre de 0,3. Il faudra faire très attention à quelques exceptions : densité du Pin 0,065.

Granulométrie

C'est-à-dire la courbe de répartition de la taille des particules solides contenues dans les gaz aspirés. Les dimensions peuvent varier de plusieurs millimètres, à moins du micromètre (µm).

Il faut distinguer:

• La granulométrie vraie des poussières qui est celle des particules solides, produites par usinage, broyage ou abrasion.

• La granulométrie apparente de ces mêmes poussières, qui ont tendance, spécialement pour le bois, à former des agglomérats de dimensions plus importantes que celles des particules élémentaires.

Pour mettre en évidence cette différence entre granulométrie vraie et apparente, ainsi que pour montrer la forme longiligne de fibre végétale que conservent les poussières de ponçage, on trouvera figure (2) une courbe représentant une analyse de poussières, de ponçage.

Figure- 2

On remarquera :

• que le diamètre médian est de 31,3 µm (il est de 95 µm pour la poussière de bois normale
• que les particules supérieures à 200 µm sont très certainement des agglomérats de particules beaucoup plus fines
• que les particules inférieures à 5 µm ne représentent que 8 % du taux passant.

On convient de représenter leur composition granulométrique sur des diagrammes de répartition, où les dimensions des particules sont représentées sur une échelle logarithmique, tandis que les pourcentages en masse de passant ou de refus, sur des tamis réels ou fictifs, sont représentés sur une échelle de probabilité de telle manière que les poussières les plus courantes soient figurées approximativement par des droites.

Figure 3 - Granulométrie des poussières (d'après C.E. LAPPLE)