Bien choisir l’équipement utilisé en atmosphère explosive

 
La nature de nombreux process industriels implique la présence qu'une atmosphère explosive de gaz, de vapeur ou de poussière est présente. Qu’il s’agisse d’un sous-produit du process ou d’un risque inhérent au process, les précautions nécessaires doivent être prises pour s’assurer qu’une explosion ou un incendie ne se produise pas.

 

Le triangle d’explosion à la fig. 1 montre les trois composantes qui permettraient à une explosion ou un incendie de se produire :

 

  • Sources de combustibles
  • Inflammation ou source de chaleur
  • Oxygène ou autre agent oxydant
Triangle de l’explosion

Sources de combustibles

Les sources de combustibles des process industriels sont généralement divisées en deux catégories :

 

  • Le « gaz » qui comprend les vapeurs et brumes. Les sources de combustibles « gaz » classiques incluent l’ammoniac, le méthane, l’hydrogène, le propane, l’éthane et le butane, qui sont très fréquemment utilisés dans les process chimiques et pétrochimiques.
  • Les « poussières » qui incluent les fibres et matières en suspension dans l’air. Les sources de combustibles « poussières » typiques peuvent inclure les couches et nuages de poussière issus des process de traitement des métaux, des denrées alimentaires et boissons, des produits pharmaceutiques, du papier et du bois.

 

Sources d’inflammation

Les sources potentielles d’inflammation sont vastes et peuvent inclure les étincelles provenant des équipements de découpe et de soudage, les surfaces chaudes, les frottements, les impacts d’étincelles, les décharges électrostatiques, les éclairs et bien d’autres encore.

 

Oxygène

Il est nécessaire de prendre en considération non seulement l’oxygène de l’air, mais aussi les agents oxydants tels que le chlore.

 

 

Protection contre les explosions

Un incendie ou une explosion peut être empêché(e) en éliminant efficacement l’une des composantes du triangle.

 

Ceci est l’objectif même du concept de protection contre les explosions, en retirant ou en limitant la présence d’oxygène, de combustible ou de sources potentielles d’inflammation.

 

Cet objectif est atteint en prenant soigneusement en compte l’environnement du process, la conception du process et en employant un équipement adapté aux méthodes de protection choisies.

 

 

 

Qu’est-ce que la directive ATEX ?

La dénomination ATEX est dérivée du terme « Atmosphères EXplosives ».

 

Il existe deux directives ATEX au sein de l’Union européenne : la « directive relative aux équipements » pour les fabricants d’équipements destinés à une utilisation dans les atmosphères potentiellement explosives (ATEX 114) 2014/34/UE et la « directive relative au lieu de travail » pour la santé et la sécurité des travailleurs exposés aux risques des atmosphères explosives (ATEX 137) 1999/92/CE.

 

La série de normes IEC 60079, qui constitue également la base de la Directive 2014/34/UE (ATEX), fournit des recommandations détaillées sur les éléments suivants :

  • Évaluation et classification des surfaces dangereuses au sein d’une usine.
  • Sélection et mise en œuvre des méthodes de protection contre les explosions et de l’équipement correspondant.

 

 

Barrières ATEX à sécurité intrinsèque

 

 

 

Qu’est-ce que la classification de zone ATEX ?

La Directive ATEX 1999/92/CE relative au lieu de travail définit les exigences minimales requises pour améliorer la santé et la sécurité des travailleurs exposés aux risques des atmosphères explosives.

 

La conformité à cette directive inclut de satisfaire à l’exigence d’évaluer et de documenter intégralement tous les risques d’explosion potentiels, y compris :

 

  • Caractéristiques des matériaux inflammables / explosifs
  • Sources et catégories d’émissions potentielles (continue, primaire, secondaire)
  • Ventilation et dispersion

 

Ces informations sont ensuite utilisées pour catégoriser les surfaces d’une usine en zones en se fondant sur la probabilité et la fréquence de présence d’une atmosphère explosive.

Classification des atmosphères explosives ATEX / IEC

 

 

 

 

Zones ATEX par rapport aux classes / divisions

Bien que le système de zones repose sur les normes IEC et soit accepté à l’échelle internationale, il existe des réglementations nationales qui emploient des méthodes alternatives. Les réglementations d’Amérique du Nord relatives à la construction et à l’exploitation des systèmes électriques en constituent un bon exemple.

 

Le « National Electrical Code » (NEC) des États-Unis et le « Canadian Electrical Code » (CEC) du Canada ont des définitions alternatives des surfaces dangereuses, qui emploient une classe et une division pour les différencier.

 

Classification des atmosphères explosives en Amérique du Nord

 

Il est à noter que le modèle de zones est de plus en plus accepté alors que les réglementations NEC / CEC évoluent.

 

 

 

Que sont les groupes et catégories d’équipements ATEX ?

La Directive 2014/34/UE ATEX relative aux équipements s’applique aux équipements électriques et / ou mécaniques utilisés au sol, au-dessus du sol, en dessous du sol et sur les installations extracôtières fixes.

 

En particulier, la directive couvre les éléments suivants :

 

  • Tous les équipements destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives et qui sont capables de créer une explosion par leurs propres sources potentielles d’inflammation.
  • Systèmes de protection destinés à être utilisés dans les atmosphères potentiellement explosives.
  • Composants, définis comme essentiels au fonctionnement sécurisé des équipements et systèmes de protection, mais dépourvus de fonctionnement autonome.

 

Les fabricants sont responsables de s’assurer que les évaluations de conformité ont été réalisées pour tous les produits pertinents et en accord avec le type spécifique de produit.

 

Groupes d’équipements

L’équipement et les produits qui relèvent du champ d’application de la directive sont répartis en 2 groupes :

 

Groupe I – industrie minière
S’applique aux équipements souterrains utilisés dans les mines et aux machines de surface associées qui sont exposés au risque de grisou et / ou d’émissions de poussières combustibles.

 

Groupe II – industrie non minière
S’applique aux équipements destinés à être utilisés notamment dans l’industrie des process où des atmosphères explosives causées par des gaz, vapeurs, brumes ou mélanges d’air et de poussières sont susceptibles de se produire.

 

Catégories d’équipements

Chaque groupe d’équipements est ensuite divisé en catégories en fonction du niveau de protection fourni.

 

Catégories du groupe I :

M1:

Les équipements de cette catégorie sont destinés à une utilisation dans l’industrie minière et doivent rester opérationnels en présence d’une atmosphère explosive.

 

M2:

Les équipements de cette catégorie sont destinés à une utilisation dans l’industrie minière mais sont mis hors tension en cas d’atmosphère explosive.

 

Catégories du groupe II:

Catégorie d’équipements 1

Les équipements de cette catégorie sont destinés à être utilisés dans les zones 0 (gaz) et les zones 20 (poussières) et doivent présenter un niveau de protection inhérente très élevé. L’équipement doit fournir une protection, même en cas de défaillances attendues et rares. La sécurité doit être garantie même si deux défaillances indépendantes se produisent.

Catégorie d’équipements 2

Les équipements de cette catégorie sont destinés à être utilisés dans les zones 1 (gaz) et les zones 21 (poussières) et doivent présenter un niveau de protection inhérente élevé. L’équipement doit fournir une protection, même en cas de défaillances attendues. La sécurité est assurée en cas de défaillance attendue.

ATEX category 2 equipment

Catégorie d’équipements 3
Les équipements de cette catégorie sont destinés à être utilisés dans les zones 2 (gaz) et les zones 22 (poussières). L’équipement doit fournir la protection nécessaire lors du fonctionnement normal.

 

 

 

Méthodes de protection ATEX

Différentes méthodes de protection reconnues contre les explosions peuvent être utilisées en fonction de la nature du danger et du process spécifique.

 

Les sections de référence pertinentes de la série de normes IEC 60079 et les spécifications fournissent l’ensemble des exigences pour chaque type de méthode de protection.

 

Le tableau ci-dessous récapitule les méthodes de protection communes pour les gaz et les poussières. Il comprend les zones pour lesquelles elles sont applicables, la méthode de protection et la référence IEC 60079 correspondante.

 

Types de protection – gaz

Types de protection ATEX – gaz

 

Types de protection – poussière

Types de protection ATEX – poussière

 

 

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