Les équipements ATEX

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.