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Protection des humains et des machines contre les explosions

Le thème de la protection contre les explosions est né de l'exploitation minière. Les mélanges de méthane et d'air qui se forment dans les mines de charbon et sont explosifs dans une certaine proportion ont été manipulés par des explosions contrôlées jusqu'à la seconde moitié du siècle. Mais comment cela fonctionne-t-il maintenant?

L'extraction du grisou n'est plus nécessaire grâce à un certain nombre de réalisations techniques et de réglementations en matière de protection. Cependant, le sujet de la protection contre les explosions n'a pas perdu de son importance malgré tout cela. Il est maintenant très répandu non seulement dans les mines, mais aussi dans d'autres industries, car des matières explosives y sont également présentes. Les exemples courants incluent l'industrie chimique, lors de la production de pétrole brut ou de gaz naturel et dans l'industrie alimentaire.

Vos avantages en un coup d'œil :

Fonctionnement du système économique
Des temps de démarrage et de service courts grâce à des concepts modulaires
Coûts d'exploitation réduits grâce à une technologie de connexion sans entretien et sans vibrations
Les réglages peuvent être effectués rapidement grâce à un facteur de forme et une polyvalence optimaux

Un mélange explosif

Associées à l’oxygène, ces substances créent une « atmosphère explosive dangereuse ». Si une surface chaude ou une étincelle d'allumage électrique se produit, cela conduit rapidement à une situation qui doit être évitée en toutes circonstances. En effet, un tel événement a le potentiel de nuire directement à de nombreuses personnes, sans parler des impacts sur l'environnement ou les systèmes de production. Par conséquent, les directives des États membres appropriés et la législation qui en découle sont désormais bien établies en Europe : les directives ATEX (Atmosphère explosible). Il s'agit notamment de la directive 1999/92/CE pour les exploitants d'installations et de la directive 2014/34/UE (anciennement 94/9/CE) pour les fabricants d'équipements. Les équivalents les plus importants de l'ATEX européenne sur le marché américain sont les articles appropriés pour les « emplacements classés dangereux » (HazLoc) du NEC et du CEC et l'EAC Ex. Parmi les autres réglementations importantes, citons le processus de conformité EAC (Eurasian Conformity) pour la Russie, le Kazakhstan et la Biélorussie, qui remplace les anciens processus d'importation GOST et est très similaire à l'ATEX et au CE.

Protection contre les explosions

On distingue généralement la protection primaire, secondaire et tertiaire contre les explosions. Les mesures de protection primaire contre les explosions visent à prévenir ou à limiter la formation d'atmosphères explosives. Les mesures de protection secondaires contre les explosions sont utilisées pour empêcher l'inflammation des atmosphères explosives, c'est-à-dire pour empêcher les sources d'inflammation potentielles. Les mesures de protection tertiaire contre les explosions sont utilisées pour atténuer les impacts d'une explosion, en les amenant à des niveaux quasi inoffensifs. Dans le cadre d'une évaluation des dangers, qui doit être effectuée par chaque exploitant de l'installation, l'exploitant doit demander si, dans le cadre de la protection primaire contre les explosions, il est possible de remplacer des matières potentiellement explosives pour prévenir une explosion en premier lieu. Si cela n'est pas possible, l'exploitant de l'installation est invité à classer l'installation en fonction du danger et à marquer l'accès. Le modèle de zone est la méthode la plus utilisée dans le monde et est spécifié dans la directive 1999/92/CE. Une classification en « divisions » est souvent utilisée aux États-Unis et au Canada.

Zones Ex

Le modèle de zone classe les zones de l'usine en fonction des risques présents en zones 0, 1 et 2 pour les atmosphères gazeuses et 20, 21 et 22 pour les atmosphères poussiéreuses. Dans le cadre de l'analyse des risques, l'exploitant de l'usine doit évaluer la fréquence et la durée des atmosphères explosives dans les différentes zones d'une usine. En conséquence, l'exploitant doit diviser son usine en ces zones. Les zones 0 et 20 sont dans ce cas les plus dangereuses (Fig. : Tableau de description des zones). Exemple : La classification des zones pour un réservoir rempli de pétrole brut liquide et comprenant un pressostat peut ressembler à ce que montre notre illustration.

Choix du dispositif

Tous les dispositifs qui seront utilisés en Europe pour des atmosphères explosives dans les zones 0 et 1 ou 20 et 21 doivent être certifiés par un organisme reconnu et doivent porter une marque qui figure dans la certification d'essai de type. Cette marque d'identification comprend les renseignements requis pour l'utilisation dans les zones explosives. Elle fournit des informations sur le groupe d'équipement et la catégorie. En ce qui concerne le groupe d'équipements, les ressources d'exploitation sont divisées en deux groupes : les dispositifs destinés à être utilisés dans les mines susceptibles de contenir du grisou (I) dans les catégories M1 et M2, et les dispositifs destinés à toutes les autres applications (II) dans les catégories 1, 2 et 3, avec l'annexe G pour le gaz et l'annexe D pour la poussière. La catégorie indique la zone dans laquelle l'équipement peut être utilisé. En outre, la marque d'identification comprend des informations sur le type de protection, le groupe de gaz ou de poussières et la classe de température si l'appareil a été testé conformément à une norme. Plusieurs options existent généralement pour éviter une explosion. Celles-ci ont été soigneusement développées au cours des dernières décennies et prises en compte dans les normes respectives. Différents types de protection ont été définis pour les équipements électriques. Toutefois, certains types de protection ne sont pas appropriés pour toutes les zones. Le type de protection Ex n, par exemple, ne peut être utilisé que dans la zone 2. Le type de protection Ex i (sécurité intrinsèque), en revanche, est approuvé pour les équipements jusqu'à la zone 0. Nous choisissons la sécurité intrinsèque pour notre exemple. C'est l'un des types de protection les plus favorisés et les plus utilisés.

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 électrique, qui pénètrent dans la zone explosive pendant la mesure et le contrôle, doivent être suffisamment basses pour ne pas générer d'étincelles ou devenir trop chaudes. Les circuits électriques à sécurité intrinsèque sont donc constitués par l'équipement à sécurité intrinsèque et l'équipement associé. Ce dernier est installé en dehors des zones Ex. Ce que cela signifie pour notre exemple avec le réservoir d'huile est le suivant : tout d'abord, l'équipement à sécurité intrinsèque, à savoir le capteur du pressostat, doit pouvoir être installé en zone 1. Ensuite, le dispositif suivant et l'équipement associé qui est connecté au capteur doivent garantir que le capteur ne reçoit pas plus d'énergie qu'il ne peut en supporter sans chauffer. Le niveau de chauffage autorisé dépend de la composition de l'atmosphère explosive, c'est-à-dire de la hauteur ou de la faiblesse de la température d'inflammation du gaz utilisé. En outre, la limitation de l'énergie doit garantir qu'aucune étincelle d'allumage ne puisse être produite ou qu'une éventuelle étincelle d'allumage reste inférieure à l'énergie d'allumage du gaz utilisé.

Vérification de la sécurité intrinsèque

Un autre aspect important doit être pris en compte pour le type de protection « sécurité intrinsèque » : les données techniques de sécurité. Celles-ci existent pour les moyens d'exploitation à sécurité intrinsèque et les équipements associés. Les renseignements sur Ui, Ii, Pi, Ci et Li indiquent les valeurs maximales qu'un dispositif peut absorber à l'entrée sans risquer d'annuler la fonction de protection du circuit électrique à sécurité intrinsèque. Les renseignements Uo, Io, Po, Co et Lo indiquent les valeurs maximales de sortie de l'équipement. La comparaison est utilisée pour s'assurer qu'aucune étincelle d'allumage significative n'est générée et que la surface de l'équipement à sécurité intrinsèque ne devient pas plus chaude que ce qui est acceptable pour l'utilisation approuvée. Les valeurs doivent être comparées entre elles. La condition indiquée dans la figure « Sécurité intrinsèque et vérification » est applicable dans ce cas. Cette comparaison est appelée « Vérification de la sécurité intrinsèque ». Comme tous les autres documents, elle doit être classée dans le document relatif à la protection contre les explosions (voir figure ci-dessous).

Deux catégories de protection contre l'inflammation

De nombreux appareils, en particulier les équipements électriques dits associés, qui doivent normalement être installés en dehors de la zone Ex, ont souvent une homologation supplémentaire pour une installation en Zone 2. Les marquages ressemblent alors à ceci :

Exemple de marquage pour installation dans la zone 2 :

Ex II 3 G Ex nA IIC T4 Gc

Exemple de marquage de sécurité intrinsèque, ce qui signifie que le dispositif peut être connecté à un capteur ou actionneur à sécurité intrinsèque dans la zone Ex si la « Vérification de la sécurité intrinsèque » le permet :

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

Nouvelle directive ATEX 2014/34/UE

Depuis le 20 avril 2016, la nouvelle directive ATEX 2014/34/UE est en vigueur. Elle comprend de nouvelles exigences concernant les domaines d'application, le concept, la mise à disposition sur le marché, l'accréditation des organismes de contrôle et la surveillance du marché. Les obligations du fabricant en matière de marquage des équipements et d'information des utilisateurs ont été étendues. La nouvelle directive ATEX a été transposée en droit national par le nouveau règlement sur les produits de protection contre les explosions du 6 janvier 2016. « En règle générale, la nouvelle directive ATEX 2014/34/UE est une adaptation de la directive aux exigences plutôt formelles de la décision n° 768/2008/CE, sans modifier substantiellement la directive par rapport à l'ancienne directive ATEX 94/9/CE », selon la Berufsgenossenschaft Rohstoffe und Chemische Industrie (BG RCI) [Association d'indemnisation mutuelle de l'industrie des matières premières et de la chimie]. La bonne nouvelle : tous les appareils certifiés avant le 19 avril 2016 ne sont pas soumis à un nouvel essai. La directive 2014/34/UE ne s’applique qu’aux nouveaux produits.

Une nouvelle réglementation sans ambiguïté

En outre, il convient de noter que les exploitants d'installations peuvent devenir des « fabricants » dans certaines circonstances et sont donc également soumis à la nouvelle directive ATEX 2014/34/UE. Il s'agit de la production interne, qui n'était auparavant considérée que comme une installation. Les zones grises de l'ancienne directive sont plus clairement réglementées dans la nouvelle. Selon le PTB, tous les domaines qui pourraient théoriquement être vendus parce qu'ils sont, par exemple, mobiles doivent être considérés comme une production interne. Outre l'évaluation des risques et le document relatif à la protection contre les explosions, cela nécessite également une déclaration de conformité CE et un certificat d'essai de type CE. Le nouveau règlement sur la protection contre les explosions définit le §5 « Obligations générales du fabricant » de la manière suivante : « Si le fabricant commercialise des produits ou s'il les utilise d'abord pour ses propres besoins, il doit alors s'assurer qu'ils sont conçus et produits conformément aux exigences essentielles de santé et de sécurité de l'annexe II de la directive 2014/34/UE. » Cela signifie que les documents respectifs doivent être complets avant la mise en service. La nouvelle directive ATEX précise des exigences plus élevées pour les organismes « reconnus », notamment en ce qui concerne les options de test et les équipements, qui doivent désormais être vérifiés à Bruxelles. En outre, des exigences plus strictes ont été établies pour la surveillance du marché. L'autorité de surveillance du marché sera renforcée. Chaque acteur économique, y compris le revendeur, doit fournir à l'autorité de surveillance du marché des informations sur les personnes à qui le produit a été acheté et à qui il a été vendu.

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