Les équipements dit "ATEX" sont utilisables dans les atmosphères
explosives, parce que fabriqués de telle manière qu'ils ne constituent
pas une source d'ignition. Ils doivent satisfaire à la
directive 2014/34/UE (à remplacé la directive
94/9/CE en Avril 2016). La directive européenne s'appuie sur les normes
CEI/EN 60079 pour les définitions techniques. Attention cependant, les
définitions et les symbolisations peuvent diffèrer entre eux.
Ces équipements doivent être adaptés:
- à la nature de l'atmosphère explosive,
- à la fréquence d'apparition de l'atmosphère explosive
L'atmosphère explosive peut être:
- un mélange de gaz et vapeurs inflammables
- un mélange de poussières inflammables
Les groupes de gaz
Les gaz ou vapeurs peuvent être de nature très diverses et sont
caractérisés par:
- la température d'auto-inflammation
- l'Energie
Minimale
d'Inflammation
(EMI)
- l'Interstice
Maximal
Expérimental
de Sécurité
(IEMS)
L'IEMS est l'ouverture maximale d'une fente permettant un échange entre
deux espaces, mais ne permettant pas la propagation d'une flamme. Cette
information est utilisée dans la définition d'un arrête flamme ou d'un
boitier anti-déflagrant.
Les gaz et vapeurs sont ainsi classés en catégories:
classement des gaz et vapeurs inflammables
|
catégorie |
gaz type |
EMI
[µJ] |
IEMS
[mm] |
industries minières |
I |
méthane |
300 |
114 |
industries de
surface |
IIA |
propane |
240 |
0,92 |
IIB |
éthylène |
70 |
0,65 |
IIC |
acétylène
hydrogène |
17 |
0,37
0,29 |
A la température d'auto-inflammation, la substance pourra s'enflammer
en présence d'un comburant sans qu'une source d'ignition autre ne soit
nécessaire. La température de surface des équipements situés dans cette
atmosphère ne devront donc pas atteindre cette valeur.
Six catégories sont définies:
température maximale de surface:
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
T5 |
T6 |
450°C |
300°C |
200°C |
135°C |
100°C |
85°C |
Les groupes de poussières
Les poussières sont caractérisées selon les normes CEI/EN par:
- leur résistivité électrique
- la température d'auto-inflammation d'un nuage
- la température d'auto-inflammation d'une couche de 5mm
Elles sont
classées en trois catégories: IIIA, IIIB, IIIC
classement des poussières inflammables
catégorie |
définition |
IIIA
combustibles
|
solides finement divisé (<=500µm) peuvent être
mis en suspension dans l'air et peuvent former des mélanges explosifs
dans l'air |
IIIB
non conductrices |
poussières combustibles ayant une résistivité >103
Ω.m |
IIIC
conductrices |
poussières combustibles ayant une résistivité
>=103 Ω.m |
La température
maximale des surfaces doit être limitée et connue. Elle est indiquée en
toute lettre sur le marquage Elle doit être inférieure à:
- 2/3 de la température d'auto-inflammation du nuage de
poussières considéré
- la température d'auto-inflammation d'une couche de
poussières de 5 mm d'épaisseur diminuée de 75°C
Que la source d'inflammation soit d'origine électrique ou mécanique,
les équipements doivent satisfaire à des exigences différentes selon la
zone dans laquelle ils seront installés. Les équipements sont ainsi
classés en six catégories:
Catégorie
et
niveau de protection |
Moyens de protection |
1G et 1D
très haute protection |
deux moyens indépendants et reste efficace même si un
des moyens de protection est défaillant |
2G et 2D
haute protection |
adaptés à une exploitation normale pour laquelle des
défauts de fonctionnement prévisibles sont pris en compte |
3G et 3D
protection normale |
adaptés à une exploitation normale |
Ces équipements sont utilisables dans les zones suivantes:
- 1G pour être installé en zone 0 (mais aussi en zones 1 et 2)
- 2G pour être installé en zone 1 (mais aussi en zones 2)
- 3G pour être installé en zone 2 seulement
- 1D pour être installé en zone 20 (mais aussi en zones 21 et
22)
- 2D pour être installé en zone 21 (mais aussi en zones 22)
- 3D pour être installé en zone 22 seulement
Appareillages
électriques
Les modes de protection les plus courants pour l’éclairage ATEX et
l’appareillage basse tension ATEX sont le « d » (enveloppe
antidéflagrante) et le « e » (sécurité augmentée)
Enveloppe
antidéflagrante « d »
Les composants qui génèrent des arcs électriques sont enfermés dans une
enveloppe qui doit remplir trois fonctions:
- contenir une explosion interne sans déformation permanente.
- garantir que l’inflammation ne peut se transmettre à
l’atmosphère environnante.
- présenter en tout point extérieur une température
inférieure à la température d’auto-inflammation des gaz
présents.
Les
normes fixent des valeurs d’interstice « i » et de longueur de
point (L) en fonction du groupe de gaz. Les enveloppes antidéflagrantes
sont généralement en fonte d’aluminium ou alliage (minimum IP54) et
nécessitent une maintenance régulière et rigoureuse (graissage des
joints et couples de serrage) pour maintenir une protection efficace
contre les risques d'explosion.
Se décline en:
- "da" pour zones 0, 1 et 2
- "db" pour zones 1 et 2
- "dc" pour zone 2 seulement
Sécurité
augmentée « e »
Chaque
composant est conçu pour ne pas générer d’étincelles ni d’échauffement
excessif; pour cela:
- les distances d'isolement sont plus
importantes
- les bornes sont spécifiques
(auto-desserrage impossible)
- l’enveloppe est au minimum IP54, en
matière antistatique et résistante aux chocs (7 Joule)
Les enveloppes à sécurité augmentée sont généralement en polyamide ou
en polyester renforcé (GRP). Le raccordement des conducteurs doit être
rigoureux (dénudage et serrage) et les instructions concernant les
tensions d’utilisation et les intensités doivent être respectées. La
classe de température prend en compte le point le plus chaud de
l’appareil.
Se décline en:
- "eb" pour zones 1 et 2
- "ec" pour zone 21 et 22
Sécurité
intrinsèque « i »
Circuit dans lequel aucune étincelle ni aucun échauffement dans les
conditions de test n'est capable de provoquer l'inflammation d'une
atmosphère explosive. Est obtenu en limitant l'énergie apportée à
l'entrée.
Se décline en:
- "ia" pour zone 0/20, 1/21 et 2/22
- "ib" pour zones 1/21 et 2/22
- "ic" pour les zones 2/22 seulement
Encapsulage «
m »
Les pièces qui pourraient provoquer l'inflammation d'une atmosphère
explosive, par l'émission d'étincelles ou par un échauffement, sont
enfermée dans un compound qui les isolent de l'atmophère environnante.
Réservé aux faibles puissances.
Se décline en:
- "ma" pour zones 0/20, 1/21 et 2/22
- "mb" pour zones 1/21 et 2/22
- "mc" pour zone 2/22 seulement
Boîtier
étanche « t »
La construction de l'enveloppe empêche toute pénétration de poussière.
Se décline en:
- "ta" pour zones 20, 21 et 22
- "tb" pour zones 21 et 22
- "tc" pour zone 22 seulement
Surpression
interne « p »
Se décline en:
- "pb" pour zones 21 et 22
- "pc" pour zone 22 seulement
Equipements
mécaniques
par
construction « c »
Elle repose notamment sur
l’application des bonnes
pratiques d’ingénierie (conception
des paliers, joints, jeux,...), de manière à ce que les
risques de défaillances mécaniques susceptibles de
générer des températures ou
des étincelles capables
d’enflammer l’atmosphère explosible,
soient réduits à un
niveau très faible. Ainsi
le respect des règles
de l’art, associé à
des instructions dans la notice (maintenance, l’entretien,
inspection,...) est généralement une solution adéquate pour le
traitement de dysfonctionnements prévisibles (fuites, grippage de
pallier, ...)
par
immersion « k»
Elle repose par l’inactivation des sources potentielles d’inflammation
liées aux éléments mobiles par leur
immersion dans un
liquide qui, en enduisant
continuellement et/ou en
lubrifiant et en refroidissant
ces parties mobiles, empêche
la mise en contact
des sources avec l’atmosphère
explosible environnante. Dans
certains appareils le liquide
est prévu uniquement pour
protéger des sources
d’inflammation, dans d’autres
le liquide à une
fonctionnalité (lubrifier, transmettre
l’énergie dans les systèmes
hydrauliques,...).
On peut citer à titre
d’exemple des boîtes de vitesse
remplies d’huile, les freins à disques à bain d’huile,...
par
contrôle des sources d’inflammation « b»
Elle consiste
à incorporer
des capteurs
dans l’appareil
afin de
détecter des
conditions dangereuses
imminentes et de déclencher
des mesures de contrôle
(sonde de température,
détecteurs de
vibration,...). Cette
méthode permet
de traiter
des dysfonctionnements
apparaissant dans les mécanismes, comme par exemple l’anomalie d’un
palier de turbine.