Combustion spontanée

Que s'est-il passé? La conclusion du service des incendies : auto-échauffement qui aurait pu provoquer de la combustion dite « spontanée » si on n'était pas intervenu aussi rapidement. Plusieurs types de matières, de natures très diverses, sont susceptibles de s'auto-échauffer. En général, il s'agit de matières poreuses ou granulaires qu'on trouve dans des secteurs d'activité très diversifiés allant, par exemple, de l'agriculture au recyclage, en passant par la buanderie, la peinture ou le transport. Dans le Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques, ou SGH¹, ces matières sont dites « auto-échauffantes ». Il existe deux types principaux de réactions produisant de la chaleur à l'intérieur de matières poreuses ou granulaires : les réactions d'oxydation et les réactions de fermentation.

Nature du phénomène de combustion spontanée ²

Avant qu'une matière en arrive au stade de la combustion spontanée, les trois composantes du « triangle du feu » doivent être réunies.

Étapes menant à la combustion spontanée*

• La matière s'auto-échauffe.

• L'auto-échauffement est assez important pour mener à l'emballement thermique.

• L'emballement thermique faire naître un feu couvant.

• Le front du feu couvant atteint l'extérieur de la matière (ou le processus produit des cavités suffisamment grandes à l'intérieur de la matière) et des flammes prennent naissance. Il s'agit de l'inflammation.

Matières susceptibles de combustion spontanée ^{2, 3}

Les matières susceptibles de combustion spontanée peuvent être classées selon leur propension à déclencher le phénomène.

• Forte propension :
• Charbon de bois
• Huile de foie de morue
• Huile de poisson
• Farine de poisson
• Déchets de poisson
• Huile de lin
• Vêtements, soie, tissus et chiffons imprégnés d'huile
• Farine de noix de tung (ou d'abrasin, ou de bois de Chine, ou d'aleurin)
• Tégument d'arachide (peau recouvrant l'arachide, sous l'écaille)
• Pigments dans l'huile
• Nourriture pour animaux à base de semoule de maïs

• Propension moyenne :
• Aliments pour animaux
• Caoutchouc mousse
• Certaines poudres métalliques
• Charbon bitumineux
• Chaux vive
• Fertilisants
• Foin
• Écorce de noix de coco
• Fumier
• Grains de distillerie ou de brasserie
• Huile de baleine
• Huile de coton
• Huile de maïs
• Huile de menhaden
• Huile de périlla
• Huile de pin
• Huile de soya
• Huile de tung (ou d'abrasin, ou de bois de Chine, ou d'aleurin)
• Huile rouge (huile de palme non raffinée)
• Papiers et feutres pour toiture
• Peinture contenant des huiles siccatives
• Pyrite
• Résidus de caoutchouc
• Résidus de laine
• Résidus de papier

• Propension faible :
• Graines de coton
• Huile de moutarde
• Huile de palme
• Huile d'arachide
• Térébenthine

Prévention : savoir reconnaître une situation qui peut être dangereuse ^{4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}

Les huiles ne présentent pas en elles-mêmes un danger d'auto-échauffement. Elles doivent absolument être dispersées sur un milieu poreux ou granulaire pour remplir au moins une des conditions nécessaires à l'auto-échauffement. Elles n'ont aucune propension à la combustion spontanée lorsqu'elles sont transportées ou entreposées dans un contenant approprié.

Dans le cas des matières solides, de petites quantités ne présentent généralement qu'un danger minime. De grandes quantités de matière en amas ou en piles de grandes dimensions risquent davantage de s'auto-échauffer. Et comme l'auto-échauffement, s'il se produit, se produira presque toujours au centre de la pile ou de l'amas, il risque de ne pas être détectable ou visible pendant de longues périodes.

Exemples de situations ayant mené à un feu (avec flammes)

Exemple I  : Des chiffons, imbibés d'huile ont été déposés dans un seau ou dans un baril ouvert. L'huile se trouve sur un matériau poreux, en l'occurrence les chiffons. Elle est donc dispersée sur une grande surface et en contact avec l'air. Le chiffon huileux est le carburant du triangle du feu.

Tous les éléments nécessaires sont réunis :

1. l'oxygène de l'air est le comburant du triangle. Il est présent et disponible en grande quantité, puisque le contenant utilisé est ouvert ;
2. certaines huiles réagissent facilement avec l'oxygène. La réaction d'oxydation est la source de chaleur, c'est la partie « énergie » du triangle;
3. les multiples chiffons entassés dans un baril peuvent faire en sorte que la chaleur dégagée par la réaction d'oxydation de l'huile ne puisse pas se dissiper facilement. À l'intérieur du baril, la température monte d'abord lentement, puis de plus en plus vite, puisque la réaction est de plus en plus rapide à mesure que la température augmente ;
4. arrivé à la température d'auto-ignition, le chiffon imbibé commence à brûler, d'abord sous la forme d'un feu couvant (c'est-à-dire sans flamme visible), probablement au centre du baril. À ce stade, de la fumée peut commencer à se dégager ;
5. le feu couvant arrive finalement à la surface des chiffons, et les flammes commencent à être visibles.

Certaines études ont montré que, dans certaines conditions, des chiffons imbibés d'huile – en particulier de l'huile de lin – entreposés dans un baril, peuvent, sans source d'ignition externe, s'enflammer en moins de 10 heures¹¹.

Exemple II  : Les filtres pour cabines de peinture dans lesquelles on utilise des peintures dont la concentration en composés organiques volatils est assez élevée (de l'ordre de 50 % ou plus) peuvent prendre feu lorsqu'ils sont empilés dans des conteneurs à rebuts.

Tous les éléments nécessaires sont réunis :

1. les résidus de peinture se trouvent sur une matière poreuse, en l'occurrence les filtres. Les résidus sont dispersés sur une grande surface et en contact avec l'air. Le filtre usagé est donc le carburant du triangle du feu ;
2. l'oxygène de l'air est le comburant du triangle. Il est présent et disponible en grande quantité ;
3. certains résidus de peinture réagissent facilement avec l'oxygène. La réaction d'oxydation est la source de chaleur, c'est la partie « énergie » du triangle ;
4. les multiples filtres entassés dans le conteneur peuvent faire en sorte que la chaleur dégagée par la réaction d'oxydation des résidus de peinture ne puisse pas se dissiper facilement. À l'intérieur du conteneur, la température monte d'abord lentement, puis de plus en plus rapidement ;
5. arrivés à la température d'auto-ignition, les filtres usagés commencent à brûler, d'abord sous la forme d'un feu couvant (c'est-à-dire sans flamme visible), probablement au centre de la pile. À ce stade, de la fumée peut commencer à se dégager ;
6. le feu couvant arrive finalement à la surface des filtres, et les flammes commencent à être visibles.

Une étude a été menée pour tenter de discerner les principaux facteurs à l'origine du phénomène de combustion spontanée⁶.

Exemple III  : Le foin, par exemple, doit avoir un contenu initial en eau d'au moins 22 % pour présenter des risques de combustion spontanée lorsqu'il est empilé ou entreposé. S'il est vrai que les matières sèches brûlent plus facilement, la paille très sèche brûle très facilement si on y met le feu, elles ne produisent pas elles-mêmes de la chaleur par suite de réactions de fermentation, puisque les microorganismes ne peuvent s'y développer facilement. La combustion spontanée résultant de réactions de fermentation requiert les mêmes conditions pour se produire que celle qui résulte d'autres types de réactions.

Mesures préventives

Il faut avant tout vérifier si :

1. la matière figure dans la liste des matières susceptibles de combustion spontanée
1. si c'est le cas, il faut déterminer si elle se présente sous une forme, ou si elle est dispersée sur un matériau, qui permet un contact direct avec l'oxygène de l'air sur de grandes surfaces
2. la prochaine étape consiste à tenter d'évaluer si les quantités en présence sont suffisantes pour mener à l'échauffement. Des quantités assez petites (quelques kilogrammes ou quelques dizaines de litres) de matières ayant une forte propension à la combustion spontanée peuvent parfois suffire à produire assez de chaleur pour soutenir l'échauffement jusqu'à l'emballement thermique. Lorsque la propension des matières à la combustion spontanée est moyenne ou faible, il en faut généralement de grandes quantités (plusieurs dizaines ou centaines de kilogrammes ou plusieurs mètres cubes), empilées de façon assez compacte, pour que l'échauffement puisse devenir important. Plus l'empilement est de grandes dimensions, plus la probabilité d'échauffement augmente
3. diminuer la taille des empilements constitue évidemment une mesure préventive simple et efficace. Cependant, dans le cas d'empilements de grandes dimensions, il peut être utile de suivre la température à l'intérieur de la pile, si possible, ou de tenter d'en maintenir la température constante (en l'arrosant avec de l'eau, par exemple)
2. Dans la très grande majorité des cas, le phénomène de combustion spontanée résulte d'un processus qui démarre lentement et qui s'étale sur une période d'au moins plusieurs heures, sinon de plusieurs jours. Si on voit de la fumée se dégager, il faut vérifier immédiatement d'où elle provient.

Puisque le phénomène est lié soit à l'oxydation, soit à la fermentation, il touche autant certains produits ou résidus alimentaires que certains produits plus « chimiques ». La présence de matériaux poreux ou granulaires constitue généralement une condition essentielle au processus pouvant mener à l'auto-échauffement. Si l'auto-échauffement est suffisant pour mener à l'emballement thermique, la partie « énergie » du triangle du feu risque d'être alimentée de façon continue. Si, en plus, on est en présence de grandes quantités de matières, plusieurs conditions dangereuses sont réunies et le risque peut devenir vraiment sérieux.

SOURCE/ http://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/chimie/Pages/combustion-spontanee.aspx