CHAPITRE II

On a beaucoup discuté sur les causes des explosions de chaudières à vapeur.

Dans les premiers temps de l'emploi de ce puissant agent de force motrice, bon nombre d'ingénieurs et praticiens faisant autorité en la matière, avaient rattaché ces accidents à une cause unique, c'est-à-dire à un excès de pression survenant en des circonstances plus ou moins différentes et auquel une infériorité de solidité présentée par la paroi de telle ou telle partie de l'appareil n'avait pas permis à celle-ci de résister.

Cette théorie a été depuis lors combattue par l'expérience; ot d'autres ingénieurs non moins éminents s'appuient sur de nombreux exemples pour démontrer qu'un générateur à vapeur peut faire eiplosion sans avoir à aucun moment subi le moindre excès de pression (Hâtons-nous de dire que, par excès de pression, nous entendons une tensifii supérieure à celle que les parois de l'appareil sont regardées comme pouvant supporter d'après le timbre pour lequel il a été éprouvé).

Il est d'ailleurs à remarquer que l'hypothèse d'un excès de pression entraîne nécessairement celle de la perte de ce même excès dès que la vapeur a trouvé une issue en un point quelconque des parois.

Or, la pression ne tombe pas, dit M. Vinçotte (directeur de l'Association belge des Propriétaires d'Appareils à vapeur) aussitôt qu'une première déchirure s'opère dans la paroi de l'appareil. Au contraire, elle reste à peu près constante jus-

qu'au moment où toute Teau s'est échappée de la chaudière.

« L'explosion est d'autant plus foudroyante qu'il y a plus de déchirures faites au moment où toute l'eau s'est échappée. »

Enfin, d autres praticiens paraissent admettre la possibilité, en certains cas, de causes extraordinaires déjouant toutes les précautions que peuC inspirer la prudence humaine jointe à une profonde observation des faits.

« Les causes qui produisent les explosions ont parfois une telle puissance, dit M. Delvordre (constructeur à Lille) dans son traité pratique sur les chaudières à vapeur, qu'elles brisent toutes les résistances qu'elles rencontrent sans se soucier de leur force. »

Quoi qu'il en soit et sans entrer ici dans la discussion de toutes les théories émises, un examen comparatif de toutes les causes si multiples relevées par la statistique des accidents de ce genre permet de dire, d'une manière générale, que les explosions de chaudières à vapeur sont le plus souvent occasionnées :

a) Soit par des vices de construction ou par des dispositions particulières de forme ou d'agencement augmentant plus ou moins, suivant le type employé, les chances d'accident auxquelles son mauvais emploi expose tout appareil à vapeur ;

6) Soit par la détérioration naturelle du métal constituant ses parois ;

c) Soit encore et surtout par les fautes commises dans la conduite de cet engin.

Nous suivrons donc cet ordre de classement dans l'énumération des diverses causes qui peuvent provoquer l'exploitation d'un appareil à vapeur.

CLASSIFICATION DES EXPLOSIONS DE CHAUDIÈRES A VAPEUR SUIVANT LEURS CAUSES

a) Vices de construction ou d'installation. — Mauvaise qualité des matériaux employés. — Tôles aigres, pailleuses,

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mal laminées, d'épaisseur insuffisante ^ (surtout dans les parties directement exposées à Faction du foyer), mal assemblées ou « collées », c'est-à-dire mal rivées ;

Rivets de métal non homogène ou contenant des cavités; de diamètre insuffisant pour les trous correspondants, ou dont la tête s'est décollée sous les coups du marteau quoique restée adhérente;

Entretoises de diamètre insuffisant ou mal disposées ;

Tirants et armatures mal calculés, se prêtant au cisaillement de leurs organes d'attache à chaque variation de pression ;

Défauts et fentes ou fissures dans les plis de courbure des tôles embouties pour former fonds des parties cylindriques ;

Disproportion de volume ou capacité entre les parties de l'appareil servant à contenir l'eau à vaporiser et celles destinées à emmagasiner la yapeur ;

Disproportion des organes reliant entre elles les pièces principales d'un générateur par rapport aux dimensions respectives de celles-ci. Exemple : diamètre trop faible des cuissards ou communications d'une chaudière à bouilleurs extérieurs ;

Chaudières verticales de hauteur exagérée et dont la partie inférieure supporte tout le poids indépendamment de la pression à laquelle elle doit résister comme la partie supérieure ;

Dans les chaudières à foyer intérieur : espace trop restreint entre le foyer et le corps enveloppant.

Forme non circulaire donnée aux parois cylindriques de certains types de chaudières.

Vices d'installation. — Chaudières horizontales non placées de niveau et facilitant dans les parties surélevées de l'appareil, l'accumulation d'une certaine quantité d'air pouvant se comprimer à des pressions considérables ;

Foyers trop rapprochés des tôles et les brûlant ; chaudières

1 M. Delvordre, déjà cité, dit qu'on ne peut, sans grave imprudence, adopter pour l'épaisseur un chiffre inférieur de plus d'un tiers à celui prescrit par la formule de l'ancienne ordonnance de .mai 1843, dont nous avons déjà parlé

Digi-ti

de fonctionnement intermittent placées en des milieux essentiellement humides: par exemple dans les moulins établis près des cours d'eau et où la vapeur n'est employée qu'aux époques de sécheresse. L'action de l'humidité du sol y est telle que nous avons vu personnellement l'épaisseur des tôles se réduire de trois quarts au moins, en cinq ou six ans.

Chaudières à foyers extérieurs installées en des locaux restreints ou munies de fourneaux tellement exigus que les carneaux trop étroits de ceux-ci occasionnent un tirage forcé brûlant rapidement les tôles.

b) Usure oa détérioration naturelle du métal constituant les parois d'un générateur. — Les diverses causes de cette usure intéressent particulièrement les chauffeurs et surtout leurs patrons, car elles engagent nettement, en cas d'explosion, leur responsabilité, si leur négligence à ce sujet vient à être démontrée.

Toute chaudière qui n'est pas suffisamment visitée, régulièrement nettoyée, ou qui est surmenée ou encore alimentée par des eaux laissant des dépôts calcaires corrodant le métal (dont elles amoindrissent nécessairement l'épaisseur) est fatalement condamnée à s'user rapidement; et si, faute de surveillance ou par incurie, elle n'est pas réparée à temps utile ou encore est réparée incomplètement ou imparfaitement sans être ensuite rééprouvée, elle devient un engin dangereux dont l'emploi constitue non seulement une imprudence grave, mais encore une contravention.

Il importe donc aux industriels de faire procéder fréquemment à des visites sérieuses, tant intérieures qu'extérieures, de leurs appareils, visites au moyen desquelles ils pourront reconnaître :

Si des fentes, des cassures, des pailles primitivement ignorées, des bosses ne se sont pas déclarées dans les tôles ; et surtout si celles-ci n'ont pas subi des corrosions que, d'ailleurs, un sondage attentif au marteau permet, le plus souvent, de découvrir.

En thèse générale, les fentes se produisent à la suite de dilatations inégales résultant soit d'un chauffage dispropor-

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tionné d'une partie aux dépens d'une autre, soit d'une inégalité de flexion de parties assemblées. Aussi les rencontret-on plus fréquemment aux environs des points de jonction et d'attache, c'est-à-dire des chanfreins de recouvrement et des rivures ou clouures reliant soit les feuilles d'une même virole soit les viroles elles-mêmes les unes aux autres.

Quant aux cassures, on les trouve particulièrement sur les parois surchaufl'ées, c'est-à-dire sur les tôles de coup de feu.

Les bosses, soit en dehors, soit en dedans de la paroi d'un générateur, exposée à l'action directe du foyer, ne seraient pas toujours à craindre d'une manière absolue ^, si elles ne laissaient quelque incertitude quant au degré de ténuité et de ductilité conservée par la tôle déformée.

A moins qu'une vérification minutieuse de l'épaisseur conservée par la tôle ou la partie bossuée ne démontre le contraire, on peut craindre que cette tôle se soit désagrégée, deffeuillée, que ses feuillets aient éprouvé des boursouflures d'inégale amplitude et qu'une paille se soit produite dans Tun quelconque de ces feuillets.

Le plus souvent ces bosses sont occasionnées (surtout dans les tôles de coup de feu) par la présence d'incrustations sur la face intérieure du métal qui, n'étant plus baigné par l'eau, tend à rougir et à se déformer.

Mais il faut surtout prendre garde aux corrosions : celles extérieures, que produisent souvent les fuites d'eau dans les rivures, aux abords des joints ou sur les parties recouvertes de dépôts de suite, se propagent, en général, plus rapidement que celles intérieures. Et lorsqu'elles atteignent les parties masquées par la maçonnerie du fourneau ou par l'enveloppe, elles deviennent d'autant plus dangereuses qu'elles échappent à l'œil du visiteur.

Les corrosions intérieures sont plus faciles à voir et, par ce fait même, augmentent, en cas d'accident résultant de leur

' Nous avons vu des chaudières dont Jes foyers intérieurs s'étaient déformés et bossues extérieurement presque dès le début de leur mise en service, et qui avaient fonctionné dans ces conditions pendant près de dix années sans la moindre accentuation de courbure et d'envergure de la bosse et sans le moindre accident.

existence, la responsabilité de l'industriel qui a négligé de les faire rechercher ou d'y remédier.

Occasionnées souvent par l'oxydation du métal sous l'action de l'air en dissolution dans l'eau, elles peuvent aussi être dues à une alimentation au moyen d'eau grasse ou acide.

Dans les parties de l'appareil qui sont éloignées du foyer, cette corrosion intérieure se traduira par des piqûres disséminées çà et là. Mais là où l'eau est plus particulièrement en ébulHtion, l'action corrosive se produit sur de grandes surfaces; et si, par suite d'un défaut de nettoyage, ces surfaces restent couvertes d'incrustations, elles demeurent invisibles jusqu'au moment où la tôle, ayant perdu suffisamment de son épaisseur, finit par céder à la pression sous laquelle elle travaillait.

L'industriel ne doit donc pas perdre de vue :

1® Que tous ces genres de détérioration sont choses possibles (nonobstant le choix si méticuleux qui ait été fait des matériaux employés dans la construction de l'appareil), puisqu'ils peuvent même résulter uniquement d'une usure naturelle ;

2® Que cette possibilité entraîne pour lui le devoir de s'en préoccuper fréquemment;

3° Que toute explosion reconnue être due à une négligence à cet égard met d'autant plus en jeu sa responsabilité que les suites en auront été plus graves pour la vie des personnes.

c) Faates commises dans la conduite des appareils à vapeur.

— Ces fautes sont, il faut bien le dire, les causes les plus fréquentes des explosions.

Le chauffeur, cependant, ne devrait jamais oublier qu'il tient entre ses mains la vie de tous ceux qui travaillent au voisinage d'un générateur à vapeur, et que la moindre négligence apportée dans les fonctions si importantes qui lui sont confiées, peiit occasionner un désastre dont il serait le plus souvent la première victime.

Explosions dues à une alimentation intempestive à la suite d*un manque d'eau. — Il n'arrive que trop fréquemment que le chauffeur, ayant laissé s'abaisser le niveau de l'eau dans

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sa chaudière et prévoyant le résultat de sa négligence, c'està-dire un arrêt plus ou moins long dans le fonctionnement de l'usine, cherche à dissimuler sa faute ou, du moins, à en atténuer les effets. Sans se préoccuper si Tappareil ainsi privé d'eau a rougi en une partie quelconque de ses parois, il se précipite sur la pompe d'alimentation et en ouvre le robinet.

Si l'eau injectée vient à toucher une paroi portée au rouge, un dégagement énorme de vapeur se produit instantanément et suivant un volume tel que la résistance du métal se trouve subitement vaincue, et la chaudière éclate avec une violence inouïe.

Or, et si attentif à son service que puisse être réputé un chauffeur, oh doit compter avec les défaillances humaines. Lui montrer les conséquences d'un moment d'oubli est bien, mais lui indiquer ce qu'il doit faire ou ne pas faire pour y remédier .est mieux.

Les quelques conseils ci-dessous pourront, pensons-nous, servir de base à l'usinier pour les recommandations qu'il doit faire et renouveler fréquemment à son employé.

Nous admettrons donc que le chauffeur a laissé abaisser le niveau de l'eau de sa chaudière, au-dessous de la limite fixée par le second paragraphe de l'article 10 du décret du 30 avril i880, position limite qu'une marque très apparente doit lui indiquer au voisinage du tube en verre indicateur (celui-ci étant supposé bien placé).

Si cet abaissement n'a pas excédé 6 centimètres ou si l'eau apparaît encore dans le tube, le chauffeur peut en conclure que nulle partie de sa chaudière n'a encore rougi. Son devoir est, en ce cas, de modérer aussitôt l'activité du foyer, ainsi que la dépense de vapeur, fermer le registre de la cheminée, puis alimenter doucement.

Il peut cependant se faire que le tube en verre ait été mal placé, de même pour son index, et que l'abaissement du niveau soit plus considérable qu'il n'est accusé dans le tube.

Le chauffeur peut, néanmoins, s'il est attentif, s'apercevoir de cette aggravation d'abaissement, et se rendre compte du moyen à employer, en ce cas, pour réparer sa faute, car un bouillonnement sourd, des soubresauts, ne tardent pas à se faire entendre, et il doit en conclure que, dans ses mouve-

ments tumultueux, Teause trouve en contact avec des parties de parois portées au rouge.

Dès lors, il lui faut immédiatement cesser toute alimentalion, se bien garder conséquemment de la provoquer, avertir et faire évacuer les ateliers, tout en jetant bas le feu de la grille, si cela lui est possible, et fermant les robinets ainsi que les soupapes.

Mais, lorsque, sachant le tube en verre bien placé, il n'aperçoit plus d'eau dans ce tube, le cas est beaucoup plus grave, et le danger plus imminent, puisqu'il ne sait plus luimême à quelle hauteur réelle se trouve le niveau de l'eau dans la chaudière.

Toutes les parties supérieures de la surface de chauffe peuvent être plus ou moins à découvert, plus ou moins rouges, et il n'en sait rien.

Son devoir absolu est de fermer aussitôt toute alimentation et s'abstenir d'ouvrir brusquement toute issue donnant passage à la vapeur, car la diminution de pression qu'il obtiendrait provoquerait une ébullition tumultueuse projetant l'eau sur les parties de paroi déjà rouges.

Il provoquerait le même résultat funeste d'ébullilion, s'il activait la marche de la machine, car il augmenterait la dépense de vapeur et détruirait ainsi l'équilibre dans lequel celle-ci maintenait la surface de l'eau. Il va sans dire que le feu de la grille doit être, dès la première minute, jeté bas ; mais les portes du foyer doivent être refermées aussitôt après, afin d'éviter un trop brusque refroidissement de l'appareil.

Nous ne saurions trop insister sur l'interdiction absolue d'alimenter dès qu'un manque d'eau de 6 centimètres audessous du niveau normal est constaté, car toute alimentation est, en ce cas, intempestive et peut déterminer une explosion foudroyante.

On a constaté, au contraire, que des chaudières avaient, faute d'eau, rougi complètement sans éclater, aucune alimentation n'ayant heureusement eu lieu.

Nous nous bornerons à en citer un exemple assez caractéristique. Dans une usine du département du Pas-de- Calais, une chaudière à bouilleurs fut trouvée le matin, à la reprise du travail, ayant rougi jusqu'au dôme. Le feu s'était

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éteint. Le chauffeur était couché ivre-mort à coté de la valve d'alimentation qu'il n'avait pas eu la force d'ouvrir.

Explosions en pleine eau. — A côté des explosions occasionnées par un manque d'eau suivi d'alimentation intempestive, il peut s'en produire de non moins terribles, nous voulons parler de celles qui surviennent « en pleine eau ».

Si, par suite d'une diminution d'épaisseur ou d'une paille subitement soulevée ou d'une fente préexistante ou de toute autre cause, une déchirure vient à se produire en un point quelconque des parois d'une chaudière pleine d'eau et fonctionnant à la pression normale de son timbre, celle-ci éclate, et les effets balistiques de cette explosion peuvent être aussi considérables que foudroyants, puisqu'ils ont pour facteurs et la quantité d'eau contenue dans l'appareil et la pression à laquelle celui-ci fonctionnait au moment de la déchirure.

Nous en citerons un exemple assez frappant : Dans une fabrique de sucre se trouvait une batterie de cinq grands générateurs réunis par un collecteur transversal de vapeur. Les chaudières n°» 1, 3 et b fonctionnaient, celles n°» 2 et 4 étaient inactives, quoique pleines d'eau. En arrivant remplacer son collègue de nuit, le chauffeur de jour (qui avait fortement fêté le jour de Noël) se mit à alimenter successivement les cinq chaudières (même celles inactives) en commençant par le n<* 5. Lorsqu'il ouvrit l'admission d'eau dans le no 1, celui-ci fit explosion.

Le collecteur de vapeur fut arraché et avec lui toutes les valves le reliant aux générateurs.

Les chaudières 3 et 5 ainsi désobturées brusquement firent explosion à leur tour. Les effets dynamiques de leur rupture et ceux expansifs de l'énorme quantité de vapeur dégagée par la masse d'eau bouillante tombant sur leurs foyers furent tels que les chaudières inactives 2 et 4 furent, avec le reste de la batterie, lancées comme desplumes àplus de 200 mètres de distance (sucrerie de Saint-Hilaire-Gottes, Pas-de-Calais).

Explosions par excès de pression. — Les explosions par excès de pression sont, en général, moins dangereuses (toutes proportions gardées) que celles dues aux causes que nous venons de citer. Elles ont néanmoins des conséquences parfois terribles.

Assez souvent, Texcès de pression se produit à la suite d'un arrêt prolongé de la machine (par exemple à la fin des heures de repas des ouvriers) et juste au moment de la reprise du travail.

Sans penser à* regarder au manomètre, sans se soucier du sifflement des soupapes, le chauffeur met la machine « en route ».

Or, l'ouverture subite et complète de l'admission de la vapeur dans cette machine détermine dans la chaudière une brusque rupture de l'équilibre qui régnait entre la vapeur et l'eau et provoque une recrudescence, sinon une reprise instantanée de vaporisation de celle-ci.

L'excès de pression a aussi fréquemment pour cause l'inattention du chauffeur aux avertissements des appareils de sûreté ; mais il est parfois dû également aux indications d'un manomètre inexact ou faussé, ainsi qu'au jeu défectueux des soupapes de sûreté, surtout si celles-ci ont été sinon calées, du moins surchargées.

Très souvent des soupapes, mal posées sur leurs sièges ou mal rodées, laissent bruyamment échapper la vapeur, sans que celle-ci ait atteint la limite fixée par le timbre de l'appareil.

Habitué, s'il ne les surcharge pas, à les entendre siffler, le chauffeur ne s'en inquiète plus et ne s'en rapporte qu'au manomètre, que celui-ci soit exact ou non.

Et lorsque l'excès de pression se produit, il suffit d'une faible déchirure due au mauvais état de l'appareil, soit à une défectuosité de la tôle en un point quelconque, soit à un coup de feu antérieur, soit encore à des gerçures occasionnées par de brusques refroidissements, pour que l'appareil ne puisse y résister et éclate.

Quelques conseils à propos de ce cas d'excès de pression ne nous semblent pas inutiles :

Que doit faire le chauffeur en présence d'un excès de pression que sa négligence a causé mais qui n'a pas encore occasionné de déchirure à l'appareil?

Ouvrir et maintenir ouvertes les portes du foyer ; couvrir le feu d'une couche de combustible frais, modérer fortement le tirage ; mais bien se garder d'alimenter la chaudière ni de

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mettre la machine en mouvement, avant que la pression ne soit descendue à son chiffre normal.

Si déjà une fente ou une déchirure s'est produite, il n'a plus qu'une ressource : jeter les feux bas, soulager les soupapes en les soulevant légèrement, puis activer la marche de la machine, afin d'augmenter le plus possible la dépense de vapeur.

Lorsque la déchirure ou la fente s'est produite dans une paroi exposée directement à l'action du foyer, par exemple sur la feuille inférieure d'un bouilleur, ou encore dans des tubes, la fuite qui en résulte tend à éteindre le foyer; et l'ouvrier n'a plus qu'à soulager les soupapes et activer la marche de la machine.

Si cette même déchirure s'est opérée à une certaine hauteur de la chambre d'eau, le chauffeur doit vider l'appareil jusqu'à ce que le niveau de l'eau descende en contre-bas du point de cette déchirure.

En tous les cas, on ne saurait méconnaître que la faute initiale d'une explosion de ce genre incombe au chauffeur, car un excès de pression ne peut être ignoré de lui, s'il est attentif aux indications de ses appareils de sûreté, notamment des soupapes (s'il n'a point paralysé ou entravé le jeu de celles-ci par quelque calage ou surcharge absolument interdits par la loi comme par la prudence).