Ce moment est familier à tout directeur d’usine. Le moniteur de décharge indique zéro. Le processus en aval est affamé. L'opérateur appelle la maintenance avec des mots que personne ne veut entendre : le silo est bouché.
Ce qui se passe ensuite détermine si le problème est résolu en quelques heures ou quelques jours, si les coûts sont maîtrisés ou s'ils s'envolent, et si le silo retrouve un fonctionnement fiable ou tombe à nouveau en panne en quelques semaines.
La réponse à un blocage de silo doit suivre un arbre de décision et non une séquence aléatoire d’essais et d’erreurs. Chaque intervention a un coût, une durée et une probabilité de succès. Le bon choix dépend du matériau, de la géométrie du silo, de la gravité du blocage et des ressources disponibles.
Cet article fournit un arbre de décision pour la réponse au blocage des silos. Il décrit les méthodes d'intervention disponibles, explique quand chacune est appropriée et offre des conseils pratiques pour faire le bon choix sous pression.
Chapitre un : Avant de faire quoi que ce soit – Diagnostiquer le type de blocage
Tous les blocages ne sont pas identiques. La première étape consiste à déterminer quel type de blocage s’est produit. La méthode qui fonctionne pour un type peut être inutile, voire nuisible pour un autre.
La première distinction concerne le cambrage et le trou de rat. L'arc signifie que le matériau a formé un dôme stable au-dessus de la sortie. Aucun matériau ne passe. Le silo apparaît plein en haut et vide en bas. Les trous de rat signifient qu'un canal étroit s'est formé à travers le matériau et que le matériau environnant reste stationnaire. Le débit continue mais à un débit réduit, et le capteur de niveau peut indiquer la présence de matériau alors que la décharge est lente.
La deuxième distinction se fait entre le blocage en sortie et le blocage plus haut dans le silo. Les blocages de sortie sont souvent causés par le compactage des matériaux au point de décharge, parfois combiné à des obstructions mécaniques. Les blocages plus élevés sont généralement des arches qui se forment à plusieurs mètres au-dessus de la sortie. L'emplacement détermine quelles méthodes d'intervention sont réalisables.
La troisième distinction concerne le matériau simplement collé et le matériau durci. Les matériaux coincés peuvent souvent être délogés par des vibrations ou des impacts. Le matériau durci peut nécessiter une coupe, une rupture ou un jet d'eau. La distinction peut être faite en sondant le blocage avec une tige à travers un port d'accès. Si la tige pénètre facilement, le matériau est collé mais pas durci. Si la tige rencontre une résistance solide, le matériau a durci.
La quatrième distinction concerne le blocage par matière sèche et le blocage par matière humide. Le matériau sec réagit aux perturbations mécaniques. Un matériau humide ou collant peut nécessiter une injection d’air ou d’eau pour le détacher. Une mauvaise approche peut aggraver le problème, par exemple en ajoutant de l'eau à un blocage de ciment, ce qui ne fera que rendre le ciment plus dur.
Faire ces distinctions nécessite des informations. Les opérateurs présents au moment du blocage ont pu observer si le débit s'est arrêté brusquement ou progressivement. L'histoire récente du silo, notamment les matériaux qui y ont été stockés, pendant combien de temps et dans quelles conditions, fournit des indices. Un accès rapide à un dessin de silo montrant la géométrie et les points d’accès est essentiel.
Chapitre deux : Réponse de première ligne – Impact externe et vibrations
Les interventions les plus simples doivent être tentées en premier car elles sont peu coûteuses et peuvent résoudre rapidement de nombreux blocages. La clé est de savoir quand arrêter d’essayer des méthodes simples et passer à des méthodes plus agressives.
Marteler la paroi du silo avec une masse ou un marteau pneumatique est la première réponse classique. L'impact se transmet à travers le mur et peut briser une arche ou détacher un matériau coincé. La technique est mieux appliquée à la section du cône proche de la sortie, là où l'énergie a le plus de chances d'atteindre le blocage.
Les risques de martelage sont les dommages aux murs et les contraintes structurelles. Des martelages répétés au même endroit peuvent endommager l’acier ou fissurer le béton. Le martelage doit être appliqué sur une vaste zone plutôt que concentré sur un seul point. Les opérateurs doivent être formés à la technique appropriée et autorisés à s'arrêter si aucun progrès n'est réalisé après une courte période.
Les vibrateurs montés sur la paroi du silo peuvent être activés en continu ou par impulsions. De nombreux silos sont équipés de vibrateurs installés pour favoriser le débit de routine. Lorsqu'un blocage se produit, faire fonctionner ces vibrateurs à une intensité plus élevée ou pendant des durées plus longues peut résoudre le blocage.
L'efficacité des vibrations diminue avec la distance par rapport à la source. Les vibrations appliquées à la sortie affectent le matériau proche de la sortie mais peuvent ne pas atteindre une arche située plus haut dans le silo. Pour les blocages plus élevés, les vibrations peuvent n’avoir aucun effet.
Les impacts externes et les vibrations fonctionnent mieux pour les matériaux en vrac qui ont simplement traversé la sortie. Ils sont moins efficaces pour les matériaux durcis ou pour les matériaux consolidés sous pression pendant des périodes prolongées.
Le délai d’intervention de première ligne doit être établi à l’avance. Une règle typique est que si le blocage n’a pas disparu dans les quinze à trente minutes suivant une intervention externe, il est temps de passer à une autre méthode. Continuer à marteler un blocage qui ne répond pas fait perdre du temps et peut provoquer des dégâts.
Chapitre trois : Réponse de deuxième ligne – Rodding et Sondage
Lorsque l'impact externe échoue, l'étape suivante consiste à accéder au matériau directement par une ouverture disponible. Cela se fait toujours sans entrée, à l'aide de longues tiges ou lances insérées dans les ports d'accès ou par le haut du silo.
Le rodding est efficace pour briser les arcs qui se trouvent à portée des ports d’accès. Une tige d'acier lourde, généralement d'un à deux pouces de diamètre et pouvant atteindre dix mètres de long, est insérée dans le port et poussée vers le haut dans le matériau. L'opérateur actionne la tige d'avant en arrière pour briser l'arche et permettre à la matière de s'écouler.
Les lances à air sont une variante qui utilise de l'air comprimé pour souffler le matériau. La lance est insérée à travers le port d'accès et dirigée vers le blocage. L'air à haute pression perturbe le matériau et peut créer un canal à travers lequel le flux reprend. Les lances à air sont particulièrement efficaces pour les matériaux secs et pulvérulents.
Les lances à eau peuvent être utilisées pour les matériaux qui ne sont pas sensibles à l'humidité. L'eau à haute pression traverse les dépôts durcis. Cependant, l’eau ajoute de l’humidité au silo, ce qui peut causer des problèmes avec les matériaux restants. Les lances à eau ne doivent pas être utilisées pour le ciment, la chaux ou tout autre matériau qui prend ou durcit lorsqu'il est mouillé.
Le défi du rodding est d’atteindre le blocage. Les ports d'accès sont généralement situés près de la prise, qui peut se trouver sous l'arche. Dans de tels cas, un piquage par le haut peut être nécessaire, ce qui nécessite de travailler depuis le haut du silo et d'insérer une tige à travers le matériau, un processus qui peut être difficile si le matériau est profond.
Le sondage et le sondage doivent être tentés pendant une période définie, généralement trente à soixante minutes, avant de passer à des méthodes plus intensives. Si le blocage commence à se briser et que le matériau commence à s'écouler, la tige doit être maintenue en place pour maintenir le canal jusqu'à ce que le silo soit suffisamment vidé pour relâcher la pression.
Chapitre quatre : Intervention de troisième ligne – Canons à air et aides à l'écoulement
De nombreux silos sont équipés de canons à air ou d'aides à l'écoulement pneumatique qui peuvent être déployées en cas de blocage. Même les silos sans installations permanentes peuvent disposer de connexions pour des équipements portables.
Les canons à air libèrent un souffle soudain d'air comprimé dans le silo. L'explosion perturbe les matériaux et peut briser les arches ou réduire l'accumulation des murs. Les canons à air sont plus efficaces lorsqu'ils sont dirigés vers la zone où se trouve le blocage. Plusieurs canons tirés en séquence peuvent être plus efficaces qu’une seule explosion.
Le moment du tir des canons à air est important. Une seule explosion peut ne pas suffire. Une série de souffles, dont la pression augmente progressivement, peut briser une arche tenace. L'intervalle entre les explosions doit permettre au matériau de réagir.
Des aides à l'écoulement telles que des fluidiseurs ou des glissières d'air peuvent être situées au fond du silo. Ces dispositifs introduisent de l'air à travers un milieu poreux pour fluidifier le matériau et favoriser l'écoulement. L'activation de ces dispositifs lors d'un blocage peut contribuer à relancer l'écoulement en réduisant le frottement effectif du matériau.
La limitation des canons à air et des aides à l'écoulement est qu'ils sont conçus pour favoriser l'écoulement de routine, et non pour briser les dépôts durs. Si le blocage s’est durci ou s’est consolidé, l’air peut avoir un effet limité. Dans de tels cas, une intervention mécanique est nécessaire.
Les installations comportant plusieurs silos doivent déterminer si les canons à air ou les aides à l'écoulement sont appropriés pour leur matériau. Pour les matériaux sujets à la courbure, l'installation permanente de ces dispositifs peut réduire la fréquence des blocages et la nécessité d'une intervention plus intensive.
Chapitre cinq : Réponse de quatrième ligne – Équipement télécommandé
Lorsque les méthodes externes et les tiges sont insuffisantes, l'option suivante consiste à utiliser un équipement télécommandé qui peut pénétrer dans le silo et briser le blocage sans l'entrée de personnel.
Les robots de démolition télécommandés constituent la solution la plus courante en cas de blocages importants. Ces machines sont descendues dans le silo par le haut ou insérées par de grands ports d'accès. Ils sont équipés de marteaux hydrauliques, de têtes de fraisage ou d'autres outils qui brisent les matériaux durcis.
L’avantage des équipements télécommandés est qu’ils peuvent atteindre les blocages n’importe où dans le silo et appliquer une force importante. L'équipement peut briser des matériaux qui seraient impossibles à éliminer avec des tiges ou de l'air. L'inconvénient est le coût et le temps nécessaire pour mobiliser le matériel.
La décision de faire appel à un équipement télécommandé doit être prise dès le début de la réponse au blocage. Les délais de livraison peuvent être de plusieurs heures ou jours selon l'emplacement de l'équipement et le prestataire de services. Attendre trop longtemps pour passer l’appel prolonge le temps d’arrêt.
Les équipements mobiles sont disponibles auprès de prestataires spécialisés. Certaines installations possèdent leur propre équipement et l’entretiennent pour un déploiement rapide. L'économie de la propriété dépend de la fréquence des blocages et de la disponibilité du matériel de location dans la région.
Lorsqu’il utilise un équipement télécommandé, l’opérateur doit avoir une visibilité dégagée sur le silo. Cela nécessite souvent un éclairage ou des systèmes de caméras supplémentaires. Le matériau brisé doit être retiré au fur et à mesure de sa casse pour éviter d'enterrer l'équipement. La coordination entre l'opérateur de l'équipement et le personnel de l'installation est essentielle.
Chapitre six : Dernier recours – Entrée dans un espace confiné
L’entrée dans un espace confiné est le dernier recours, à utiliser uniquement lorsque toutes les autres méthodes ont échoué ou ne sont pas réalisables. Les risques d'entrée sont importants, notamment les dangers atmosphériques, l'envahissement et les chutes.
Lorsqu’une entrée est nécessaire, la planification doit être minutieuse. L'atmosphère doit être testée et surveillée en permanence. Une ventilation forcée doit être prévue. Des systèmes de récupération doivent être en place. Le personnel de secours doit être positionné au point d’entrée. L'équipe d'entrée doit être formée et équipée pour les dangers spécifiques.
L'entrée elle-même est généralement réalisée par des entrepreneurs spécialisés possédant une vaste expérience des travaux en espace confiné. Le personnel de l’établissement ne doit pas être utilisé pour entrer à moins qu’il ne soit correctement formé et équipé.
Le travail à l’intérieur du silo consiste à débloquer le blocage de haut en bas. L'équipe commence par le sommet du blocage et travaille vers le bas, en enlevant les matériaux par incréments contrôlés. Cette approche évite l'effondrement soudain de matériaux qui pourraient ensevelir l'équipage. Le travail est lent et méthodique.
La durée d'une entrée dans un espace confiné pour le déblocage peut être de plusieurs heures ou jours selon le volume de matériau et la difficulté du travail. Les équipes sont généralement limitées à de courtes périodes de travail suivies de périodes de repos en raison des exigences physiques liées au travail avec des équipements de protection.
Une fois le blocage éliminé, le silo doit être inspecté pour s'assurer que tous les matériaux en vrac ont été enlevés et que les parois et le système de décharge sont en bon état. Le permis d’entrée et les documents associés doivent être complétés.
Chapitre sept : L'arbre de décision en pratique
Les sept questions ci-dessous forment un arbre décisionnel qui guide la séquence de réponses aux blocages.
La première question est de savoir de quel type de blocage s'agit-il ? Arche ou trou à rat ? Sortie ou haute ? Coincé ou durci ? Sec ou humide ? Les réponses déterminent quelles méthodes ont la probabilité de succès la plus élevée.
La deuxième question est la suivante : avons-nous essayé les impacts et les vibrations externes ? Sinon, commencez par là. Si oui et aucun succès dans le délai imparti, continuez.
La troisième question est la suivante : pouvons-nous éliminer le blocage d’un port d’accès ? Si oui, essayez de piquer ou de lancer de l'air. Si non, ou si le rodage ne réussit pas dans le délai imparti, continuez.
La quatrième question est la suivante : disposons-nous de canons à air ou d’aides à l’écoulement ? Si oui, déployez-les. Si ce n’est pas le cas, ou s’ils échouent, continuez.
Question cinq : les équipements télécommandés sont-ils disponibles et appropriés ? Si oui, mobilisez-le. Dans le cas contraire, ou si le délai de livraison est inacceptable, continuez.
Question six : l’entrée dans un espace confiné est-elle nécessaire et sûre ? Si oui, planifiez et exécutez l'entrée. Sinon, reconsidérez les étapes précédentes.
La septième question, qui doit être posée tout au long du processus, est la suivante : que pouvons-nous faire pour éviter que ce blocage ne se reproduise ? La réponse à l’événement actuel devrait inclure un plan préventif.
L'arbre de décision doit être documenté sous forme de procédure écrite et examiné avec l'équipe de maintenance avant que des blocages ne surviennent. Dans le stress d’un événement réel, disposer d’une procédure documentée évite à l’équipe de passer trop rapidement à la méthode la plus agressive ou de s’attarder trop longtemps sur des méthodes qui ne fonctionnent pas.
Chapitre huit : Prévenir la récidive pendant la réponse
La réponse à un blocage est aussi le moment de rassembler des informations pour la prévention. Les observations faites lors de l’intervention peuvent révéler la cause profonde.
Si le blocage est dû à une courbure au niveau de la sortie, la taille de la sortie peut être trop petite pour le matériau. Si le blocage est dû au durcissement du matériau pendant le stockage, le temps de séjour devra peut-être être réduit. Si le blocage est dû à une accumulation de murs tombant dans le canal d'écoulement, les murs peuvent avoir besoin d'un revêtement ou la fréquence de nettoyage peut devoir augmenter.
Le matériau retiré du blocage doit être examiné. Son état donne des indices. Est-ce plus dur que la normale ? Est-ce qu'il fait plus humide que la normale ? Contient-il des corps étrangers ? Les réponses pointent vers des mesures préventives spécifiques.
Les photographies et les mesures prises pendant l'intervention doivent être documentées. Ces enregistrements font partie de l'historique de l'installation et peuvent être référencés lorsque des blocages similaires se produisent ou lorsque des investissements préventifs sont envisagés.
Chapitre neuf : Quand appeler à l'aide
L’une des décisions les plus difficiles en cas de blocage est de savoir quand faire appel à une aide extérieure. La fierté et la pression budgétaire peuvent conduire les équipes à essayer des méthodes qui dépassent leurs capacités ou à continuer d’utiliser des méthodes inefficaces plus longtemps qu’elles ne le devraient.
Le déclencheur d’une aide extérieure doit être basé sur le temps et l’expertise. Si le blocage n’a pas été résolu dans les quatre heures suivant la première intervention, une assistance professionnelle doit être envisagée. Si la méthode nécessaire, comme un équipement télécommandé ou l'entrée dans un espace confiné, nécessite un équipement spécialisé ou une formation dont l'établissement ne dispose pas, appelez immédiatement.
Les prestataires de services spécialisés possèdent une expérience et des équipements que la plupart des établissements ne peuvent justifier de posséder. Leur coût est élevé, mais celui des temps d’arrêt prolongés est également plus élevé. La décision de convoquer devrait être fondée sur des considérations économiques plutôt que sur une réticence à admettre sa défaite.
Le délai d’obtention d’une aide extérieure est souvent de plusieurs heures. Appeler tôt signifie que l’aide arrive plus tôt. Attendre pour appeler signifie que l’aide arrive plus tard et que le blocage reste plus longtemps non résolu.
Chapitre dix : Une fois le blocage résolu
Les travaux ne sont pas terminés lorsque le flux reprend. Les activités post-blocage déterminent si le silo retrouve un fonctionnement fiable.
Le silo doit être inspecté pour s'assurer que tous les matériaux ont été retirés de la zone bloquée. Toute matière résiduelle peut provoquer une récidive. L'inspection doit inclure la vérification des murs, de la prise et de l'équipement de décharge pour déceler tout dommage.
La cause du blocage doit être documentée et examinée. Quelle condition a conduit au blocage ? Était-ce prévisible ? Cela aurait-il pu être évité ? Les réponses doivent être enregistrées et utilisées pour mettre à jour la fréquence de nettoyage ou le plan de maintenance préventive.
Le matériau bloqué doit être échantillonné et testé. Ses propriétés peuvent avoir changé pendant le stockage. Si le matériau n'est plus adapté à l'usage auquel il est destiné, il doit être éliminé de manière appropriée.
Une réunion d'examen devrait être organisée avec l'équipe d'intervention. Qu'est-ce qui a bien fonctionné ? Qu’aurait-on pu faire de mieux ? Les enseignements tirés devraient être intégrés dans la procédure de réponse aux blocages.
Enfin, le silo doit être étroitement surveillé pendant les premières heures et jours suivant la reprise du débit. Une récidive est possible s'il reste des matières résiduelles ou si les conditions qui ont causé le blocage n'ont pas été corrigées.
Conclusion
Le blocage des silos est inévitable dans toute installation stockant des matériaux en vrac. La différence entre une réponse bien gérée et une réponse mal gérée se mesure en heures d’arrêt et en milliers de dollars de coûts.
L’approche par arbre de décision fournit une structure à la réponse. Cela empêche les équipes d’essayer des méthodes dans le mauvais ordre. Il fixe des délais pour chaque méthode. Et il comprend des points de décision explicites quant au moment de passer à des interventions plus intensives.
La clé d’une réponse efficace aux blocages est la préparation. Documentez l’arbre de décision avant qu’un événement ne se produise. Former l'équipe de maintenance sur chaque méthode. Établir des relations avec des prestataires de services spécialisés avant qu’ils ne soient nécessaires. Entretenir l'équipement nécessaire aux méthodes de première ligne tels que les tiges, les vibrateurs et les connexions pneumatiques.
Lorsqu'un blocage se produit, suivez la séquence. Commencez par des méthodes simples. Passez à des méthodes plus intensives uniquement lorsque les méthodes plus simples échouent. Appelez à l’aide lorsque la situation dépasse les capacités internes. Et capturez toujours les enseignements tirés pour la prévention.
Un blocage résolu en six heures coûte bien moins cher qu’un blocage qui prend trois jours. La différence réside dans la préparation et l’exécution disciplinée d’un plan d’intervention bien conçu.
