Sujets
Protection contre les risques d'explosion pour les hommes et les machines

Le sujet de la protection contre les explosions a ses origines dans l'exploitation minière. Dans une certaine proportion, des mélanges explosifs de méthane et d'air, qui sont produits lors de l'extraction du charbon, ont subi des explosions contrôlées jusqu'à la seconde moitié du siècle. Mais où en est-on aujourd'hui ?

Brûler le méthane n'est plus nécessaire grâce aux réalisations techniques et aux directives de protection. Mais le sujet de la protection contre les explosions ne perd pas de sa force explosive. En attendant, il n'est pas seulement utilisé dans l'industrie minière, mais aussi dans d'autres industries, car on y trouve là aussi des substances explosives. Souvent par ex. dans l'industrie chimique, lors de l'extraction du pétrole ou du gaz ou dans l'industrie alimentaire.

Vos avantages en un coup d’œil :

  • fonctionnement économique des installations
  • temps de mise en service et de service courts en raison de concepts modulaires
  • Réduction des coûts d'exploitation grâce à une technologie de connexion sans entretien et résistante aux vibrations
  • Les ajustements peuvent être rapidement réalisés grâce à un facteur de forme et une polyvalence optimaux

Un mélange explosif

En se combinant avec l'oxygène, ces substances produisent une « atmosphère à risque d'explosion ». Si un amorçage a lieu par une surface chaude ou une étincelle électrique, on arrive à une situation qui doit être évitée à tous prix. Car la plupart du temps, un tel événement a le potentiel de porter préjudice à plusieurs ou à de nombreuses personnes, sans oublier les effets sur l'environnement et les installations de production. Depuis déjà de nombreuses années, il y a dans ce but en Europe des directives correspondantes et la législation qui en découle des états membres : les directives ATEX (atmosphères explosives). Ces dernières sont les 1999/92/EG pour les exploitants d'installation et la 2014/34/EU (jusqu'à présent la 94/9/EG) pour les fabricants d'appareils. Sur le marché américain, les pendants les plus importants à l'ATEX européenne sont les articles correspondants de „Hazardous classified locations“ (HazLoc) de la NEC et CEC et pour la Russie, le Kazakhstan et la Biélorussie, la EAC Ex ou la procédure de conformité EAC (Eurasian Conformity) qui succède à l'ancienne procédure d'importation GOST et qui s'inspire de beaucoup des normes ATEX et CE.

Protection contre les risques d'explosion

En principe, pour la protection contre les explosions, on fait la différence entre des mesures primaires, secondaires et tertiaires : les mesures primaire de protection contre les explosions et d'empêcher ou de limiter en amont la formation d'atmosphères à risque d'explosion. Les mesures secondaires de protection contre les explosions d'empêcher l'amorçage des atmosphères à risque d'explosion, c'est à dire d'éviter les étincelles. Les mesures tertiaires de protection contre les explosions ont pour tâche de limiter les effets d'une explosion à un niveau sans risque. Dans le cadre de l'évaluation des risques que chaque exploitant d'installation doit effectuer pour son installation, l'exploitant doit se demander si, pour aller dans le sens de la protection primaire, il est possible de remplacer la substance potentiellement à risques pour exclure d'entrée toute explosion. Si cela n'est pas possible, il faut que l'exploitant d'installation divise son installation en zones selon les dangers, et il doit signaler les accès. Pour cela, le modèle de zones est la méthode la plus répandue au monde et décrite dans la 1999/92/EG. Aux USA et au Canada, on trouve habituellement la répartition en « division »

À l'intérieur du réservoir, règnent en permanence des atmosphères explosives, c'est pourquoi il s'agit d'un secteur de zone 0. Les vannes de régulation ou les ventilations sont classées en zone 1. Là, en fonctionnement normal, des atmosphères à risques d'explosion peuvent occasionnellement se former. Cela ne se produit normalement pas en zone 2, et si c'est le cas, pour de courtes durées.

Zones Ex

Pour le modèle de zones, les secteurs d'une installation sont partagés selon leur risque en zones 0, 1 et 2 pour les atmosphères de gaz et en zones 20, 21 et 22 pour les atmosphères de poussières. Dans le cadre de son analyse de risques, l'exploitant d'installation doit évaluer à quelle fréquence et pendant combien de temps des atmosphères à risque d'explosion peuvent se former dans les différentes zones de son installation. En conséquence, il doit diviser son installation en différentes zones. La zone 0 ou la zone 20 sont ici les plus dangereuses (fig. tableau de description de zones). Un exemple : pour un réservoir rempli de pétrole brut liquide et qui dispose entre autres d'un pressostat, la détermination des zones pourrait alors être similaire à notre représentation.

Sélection de l'appareil

Tous les appareils qui doivent être utilisés dans des atmosphères à risques d'explosion des zones 0 et 1, ou 20 et 21, doivent être homologués par un centre reconnu et porter une marque qui figure dans l'attestation d'examen de modèle. Cette caractérisation comporte les informations nécessaires pour une utilisation dans des zones à risques d'explosion. Elle donne une information sur le groupe d'appareils et la catégorie. Le groupe d'appareils concerne des matériels divisés en deux groupes : appareils pour exposés au risque du grisou (I) avec les catégories M1 et M2 et les appareils pour toutes les autres applications (II) avec les catégories 1, 2 et 3 avec l'ajout d'un G pour les gaz ainsi que D pour les poussières. La catégorie donne des renseignements sur la zone dans laquelle le matériel peut être utilisé. En plus, le marquage contient des données sur le type de protection contre les étincelles, sur le groupe de gaz ou poussière et la classe de température, pourvu que l'appareil ait été contrôlé conformément aux normes. En fait, il y a plusieurs possibilités de prévenir une explosion qui ont été soigneusement élaborées ces dernières décennies et consignées sous forme de normes. Pour les matériels électriques, différents types de protection contre les étincelles ont été définis. Car chaque type de protection contre les étincelles n'est pas adapté à toutes les zones. Le type de protection contre les étincelles Ex n par ex. ne doit être utilisé qu'en zone 2 Le type de protection contre les étincelles Ex i (séc. intrinsèque) est à l'inverse permis pour les matériels jusqu'en zone 0. Dans notre exemple, nous choisissons la sécurité intrinsèque. Elle constitue un des types de protection contre les étincelles les plus appréciés et les plus répandus.

Sécurité intrinsèque

Le type de protection est basé sur le principe de limitation d'énergie : les valeurs de courant, de tension et de puissance d'un circuit qui atteignent la zone potentiellement explosive pendant la mesure et la régulation doivent être si petites qu'elles ne génèrent pas d'étincelles ni ne chauffent excessivement. Le circuit de sécurité intrinsèque est donc constitué dans chaque cas de l'équipement à sécurité intrinsèque et de l'équipement associé. Ce dernier est installé en dehors des zones Ex. Pour notre exemple avec le réservoir d'huile, cela signifie : premièrement, l'équipement de sécurité intrinsèque, à savoir le capteur pour le pressostat, doit être adapté pour une installation dans la zone 1. En second lieu, le dispositif suivant connecté au capteur, l'équipement associé, doit assurer que pas plus d'énergie ne peut atteindre le capteur car il ne peut le tolérer sans se réchauffer. L'ampleur du réchauffage dépend notamment de la nature de l'atmosphère potentiellement explosive. C'est à dire, de la température d'inflammation du gaz utilisé. De plus, la limitation d'énergie doit garantir qu'aucune étincelle d'allumage ne peut se produire, ou qu'une étincelle possible reste inférieure à l'énergie d'allumage du gaz utilisé.

Vérification de la sécurité intrinsèque

Avec le type de protection « sécurité intrinsèque », un autre aspect important doit être pris en compte : les données techniques relatives à la sécurité ; elles existent pour des équipements à sécurité intrinsèque et des équipements associés. Les spécifications pour Ui, Ii, Pi, Ci et Li fournissent des informations sur les valeurs maximales qu'un appareil peut gérer du côté de l'entrée sans supprimer la fonction de protection du circuit à sécurité intrinsèque. Les spécifications pour Uo, Io, Po, Co et Lo représentent les valeurs de sortie maximales d'un équipement. Le but de la comparaison est de s'assurer que ne se produisent pas d'étincelles significatives et que la surface de l'équipement à sécurité intrinsèque ne s'échauffe pas plus que ce qui serait acceptable pour l'utilisation approuvée. Les valeurs doivent être comparées entre elles. La condition indiquée dans la figure « sécurité intrinsèque et vérification » s'applique. Cette comparaison est appelée « vérification de la sécurité intrinsèque ». Comme tous les autres documents, il doit être déposé dans le document de protection contre les explosions (voir illustration ci-dessous).

Sécurité intrinsèque et vérification

Deux types de protection contre les étincelles

De nombreux dispositifs, en particulier les équipements électriques associés, qui doivent normalement être installés en dehors de la zone Ex, ont souvent une approbation supplémentaire pour l'installation dans la zone 2. Les marquages ressemblent alors à ceci :

Exemple d'étiquetage pour l'installation dans la zone 2 :

Ex II 3 G Ex nA IIC T4 Gc

Marquage d'exemple de sécurité intrinsèque, ce qui signifie que l'appareil peut être connecté à un capteur ou un actionneur à sécurité intrinsèque en zone Ex, à condition que la « vérification de sécurité intrinsèque » le permette:

Ex II (1) G [Ex ia Ga] IIC

Nouvelle directive ATEX 2014/34/EU

Depuis le 20 avril 2016, la nouvelle directive des fabricants ATEX 2014/34/EU s'applique. Elle contient de nouvelles exigences en termes de domaine d'application, de terminologie, de disponibilité du marché, d'accréditation des organismes d'homologation et de surveillance du marché. Les obligations du fabricant concernant l'identification de l'appareil et les informations utilisateur ont été élargies. Avec le nouveau règlement sur les produits de protection contre les explosions du 6 janvier 2016, la nouvelle directive ATEX a été transposée en droit national. « Fondamentalement, la nouvelle directive ATEX 2014/34/ EU vise à adapter la directive aux exigences essentiellement plus formelles de la décision n° 768/2008/EG, sans toutefois modifier la directive par rapport à l'ancienne directive ATEX 94/9/ EG », selon l'Association allemande du commerce des matières premières et de l'industrie chimique (BG RCI). La bonne nouvelle est que tous les appareils certifiés jusqu'au 19 avril 2016 n'auront pas besoin d'être retestés. La directive 2014/34/EU ne s'applique qu'aux nouveaux produits.

Nouvelle réglementation claire

Il convient également de noter que les exploitants d'installations peuvent devenir des « fabricants » dans certaines circonstances et donc être également soumis à la nouvelle directive ATEX 2014/34/EU. Cela fait référence à la fabrication interne, qui était auparavant souvent considérée comme une simple installation. Ce qui était une zone sombre dans l'ancienne directive est clairement réglementée dans la nouvelle. Selon PTB, tous les secteurs qui pourraient théoriquement être mis en circulation parce qu'ils sont par ex. mobiles, sont considérés comme une production interne. Outre l'évaluation des risques et le document relatif à la protection contre les explosions, une déclaration de conformité CE et un certificat d'examen de modèle CE sont également exigés. Le nouveau règlement sur les produits de protection contre les explosions définit le §5 « Obligations générales du fabricant » comme suit : « le fabricant garantit, s'il met des produits sur le marché ou les utilise pour la première fois à ses propres fins, qu'ils ont été conçus et fabriqués conformément aux exigences essentielles de santé et de sécurité énoncées à l'annexe II de la directive 2014/34/EU ». Cela signifie que les documents pertinents doivent être complets avant la mise en service. Pour les organismes dits « notifiés », la nouvelle directive ATEX impose des exigences plus strictes, notamment en ce qui concerne les possibilités et équipements de test, qui doivent désormais être justifiés à Bruxelles. En outre, des exigences plus élevées sont placées sur la surveillance du marché. L'autorité de surveillance du marché sera renforcée. Tout opérateur économique, y compris le négociant, doit être en mesure de fournir à l'autorité de surveillance du marché des informations sur les personnes de qui il perçoit un produit et à qui il le vend.

Solutions pour la protection contre les risques d'explosion de WAGO

C'est avec plaisir que nous répondrons à vos questions.

Autres demandes:

Recommandations à lire

Davantage dans le domaine de la technologie des procédés

Protection Ex, automatisation modulaire de processus et processus 4.0 - en savoir plus sur les développements actuels et les défis des secteurs.

Recommandations à lire

WAGO dans d'autres domaines

L'automatisation et la technologie de contact de WAGO ne sont pas seulement représentées dans le domaine de la technique de processus et la technologie des procédés industriels.

Découvrez les solutions proposées par WAGO dans d'autres secteurs.