La maîtrise des risques d'incendie et d'explosion dans les procédés industriels repose sur une évaluation des conditions d'occurrence et des conséquences prévisibles de ces évènements. L'étude du retour d'expérience relatif aux accidents industriels impliquant des produits combustibles met souvent en évidence la méconnaissance des dangers des produits par les opérateurs et/ou une évaluation insuffisante ou incomplète des risques générés par le procédé exploité. Les évolutions réglementaires intervenues ces dix dernières années ont pour objectif de mieux identifier et gérer ces risques. Pour autant, afin de réduire la fréquence et la gravité de ces accidents, il est nécessaire d'améliorer encore la sécurité des procédés qui mettent en oeuvre des produits combustibles. C'est lorsque cette évaluation est la plus juste et réaliste que les mesures de prévention et de protection sont adaptées. Ceci nécessite avant tout de caractériser les dangers présentés par les produits stockés, transportés ou utilisés. Il est ensuite nécessaire de mieux identifier et gérer les risques induits. Les travaux effectués ont été consacrés en premier lieu à la caractérisation réglementaire des dangers physico-chimiques des substances et des mélanges, ainsi qu'à l'évaluation de l'aptitude des produits inflammables sous forme de gaz, de vapeur ou de poussière à générer des atmosphères explosives et à être enflammés. En second lieu, ces travaux se sont attachés à mettre en évidence les éléments essentiels du contexte réglementaire, normatif et méthodologique sur les thèmes des atmosphères explosives et de l'évaluation des risques associés et à développer une méthode d'étude du risque associé à la formation d'atmosphères explosives dans les installations industrielles compatible avec les exigences réglementaires applicables / Controlling fire and explosion hazards in industrial processes is based on occurrence conditions and the assessment of possible effects and consequences of these events. The feedback from industrial accidents involving combustible products often reveals an insufficient identification of products hazards and/or an incorrect or incomplete risk assessment of the processes by the operators. The regulatory evolutions in the past decade were aimed at better identification and management of these risks. Nevertheless, in order to reduce the frequency and the severity of these accidents, it is necessary to further improve the safety procedures concerning combustible materials. When this evaluation is the most accurate and realistic, prevention and protection measures are the most adequate. This requires an accurate hazard characterization of the products stored, transported or used. It is also necessary to better identify and manage the risks associated. This work has been devoted primarily to the regulatory characterization of physical and chemical hazards of substances and mixtures, as well as evaluating the ability of flammable gas, vapour or dust to form explosive atmospheres and an eventual ignition. Secondly, this work have attempted to highlight the key elements of the regulatory, normative and methodological context concerning explosive atmospheres and to develop a specific methodology allowing explosive atmospheres explosion risk assessment in industrial facilities, consistent with applicable regulatory requirements

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die ausgekoppelten Rückstände einer stoffgeführten Veredelungskette zur stofflichen Nutzung von Braunkohle charakterisiert, welche aus den Wandlungsstufen Extraktion mit Toluol, Niedertemperaturkonversion (katalytische Pyrolyse und Reaktivextraktion mit superkritischen Lösungsmitteln) und Vergasung besteht. Schwerpunktmäßig wurde die Vergasungsreaktivität der Rückstände untersucht, da sie in der letzten Prozessstufe der Vergasung zugeführt werden. Die Variabilität der Reaktivität der Ausgangsstoffe diente hierzu als Maßstab zur Bewertung der Vergasungsreaktivität der Rückstände der Prozesskette. Im Rahmen der Charakterisierung wurden charakteristische Stoffeigenschaften identifiziert, welche die Vergasungsreaktivität der betrachteten Rohstoffe primär beeinflussen. Dazu zählen die Aromatizität und die Aschezusammensetzung. Auf dieser Basis wurden die Rückstände der Prozesskette bewertet und interpretiert. Es wurden verschiedene experimentelle Methoden (zwei Thermowaagen und ein Festbettverssuchstand) verwendet und gegenseitig validiert. Daneben wurde geprüft, ob die Reaktivität einer Mischung, bestehend aus den Rückständen der Prozesskette, aus den Reaktivitäten der Einzelkomponenten vorausberechnet werden kann und drei Grenzfälle abgeleitet. Basierend auf den im Rahmen der Arbeit generierten konsistenten Datensätzen wurde ein halbempirisches Modell zur Vorausberechnung der Vergasungsreaktivität von Braunkohlen und deren Veredelungsprodukten hergeleitet. Das Modell berücksichtigt die Zusammensetzung der organischen Substanz sowie die Zusammensetzung der anorganischen Substanz einer Kohleprobe und wurde unter Einbezug weiterer Kohleproben erfolgreich validiert.