délégation Bourgogne VEILLE REGLEMENTAIRE |
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS
Introduction :
Un incendie, une explosion
sont des réactions chimiques.
L'incendie est une combustion
vive avec émission de lumière, une flamme et de chaleur.
L'explosion est une combustion
très vive, instantanée qui se traduit par une brusque montée
en pression
Une atmosphère explosive
est un mélange avec l'air, dans des conditions atmosphériques
de substances inflammables sous forme de gaz,
vapeurs, poussières, dans lequel, après
inflammation la combustion se propage à l'ensemble du mélange
non brûlé.
Une atmosphère explosible
est susceptible de devenir explosive par suite des conditions locales et
opérationnelles
Les risques d'explosions liés à la présence de gaz ou liquides inflammables :
DEFINITIONS
Point éclair = Température la plus basse d'un liquide à laquelle, dans certaines conditions normalisées, ce liquide libère des vapeurs en quantité telle qu'un mélange vapeur/air inflammable puisse se former. Quelques exemples :
* oxyde d'éthylène
= - 57°C
* éther éthylique
= - 45°C
* essence (io 100)
= - 37°C
* sulfure de carbone = - 30°C
* acétone
= - 17°C
* éthanol à 100%
= - 12°C
* gasoil
= +55°C
Limite Inférieure d'Explosivité = Concentration dans l'air de gaz, vapeurs ou brouillard inflammables, au dessous de laquelle une atmosphère explosive gazeuse ne se forme pas.
Limite Supérieure d'Explosivité = Concentration dans l'air de gaz, vapeurs ou brouillard inflammables, au dessus de laquelle une atmosphère explosive gazeuse ne se forme pas.
L'inflammation d'une atmosphère explosive n'est
donc possible que pour des valeurs de concentration dans l'air comprise
entre
ces deux limites. Quelques limites d'explosivité
:
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acétone |
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butane |
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oxyde d'éthylène |
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oxyde de propylène |
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oxyde de carbone |
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éthanol |
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essence (io 100) |
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éther éthylique |
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hydrogène |
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méthane |
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Température d'inflammation ou d'auto-inflammation = Température la plus basse d'une surface chaude à laquelle dans des conditions spécifiées, l'inflammation d'une substance inflammable sous la forme d'un mélange de gaz ou de vapeur avec l'air peut se produire. Quelques exemples :
* hydrogène
= 560°C
* acétone
= 465°C
* essence (io 100)
= 460°C
* oxyde d'éthylène
= 430°C
* éthanol
= 363°C
* butane
= 287°C
* éther éthylique
= 160°C
* sulfure de carbone =
102°C
LES CLASSES DE TEMPERATURE
:
Le matériel électrique pour atmosphère
explosive doit être choisi de façon que sa température
maximale de surface soit toujours inférieure à la température
d'inflammation de l'atmosphère explosive concernée.
La température maximale de surface est la température
la plus élevée atteinte en service dans les conditions les
plus défavorables
par toute partie et toute surface d'un matériel
pouvant provoquer une inflammation de l'atmosphère environnante.
La température maximale de surface classée
de T1 à T6 est à choisir parmi les valeurs ci-dessous.
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Par exemple le point d'inflammation de l'acétylène
est de 305° C , on choisira la classe T3 (200° C) pour le matériel,
et non T2 (300° C) qui est trop voisine de la température d'inflammation
considérée.
LES MODES DE PROTECTION :
Dans le domaine des matériels utilisables en atmosphère
explosive gazeuse, il existe actuellement sept modes de protection reconnus
et ayant fait l'objet de normes publiées par le CENELEC et
l'UTE. Ces modes de protection sont résumés dans le tableau
ci-dessous:
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EN 50 016 |
Mode de protection du matériel électrique consistant à obtenir la sécurité au moyen d'un gaz de protection maintenu à une pression supérieure à celle de l'atmosphère environnante |
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EN 50 015 |
Mode de protection du matériel électrique dans lequel tout ou partie de celui-ci est immergé dans l'huile de telle sorte qu'une atmosphère explosive gazeuse se trouvant au-dessus du niveau de l'huile ou à l'extérieure de l'enveloppe ne puisse être enflammée par ce matériel |
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EN 50 028 |
Mode de protection dans lequel les pièces qui pourraient enflammer une atmosphère explosive par des étincelles ou par des échauffements, sont enfermées dans un compound de telle manière que cette atmosphère explosive ne puisse être enflammée |
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EN 50 019 |
Mode de protection consistant à appliquer des mesures afin de fournir une sécurité augmentée, contre la possibilité de températures excessives et l'apparition d'arcs ou d'étincelles à l'intérieur et sur les parties externes du matériel électrique qui ne produit pas d'arcs ou d'étincelles en service normal |
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EN 50 020 Systèmes électriques de sécurité
intrinsèque
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Circuit de sécurité intrinsèque
dans lequel toute étincelle ou tout effet thermique se produisant,
soit normalement, soit dans les conditions de défauts spécifiées,
est incapable dans les conditions d'essais spécifiées de
provoquer l'inflammation d'une vapeur ou d'un gaz donné.
Cette solution met souvent en œuvre des barrières de sécurité utilisées entre un circuit de sécurité intrinsèque et un circuit qui ne l'est pas, afin de limiter la tension et le courant dans les circuits de sécurité intrinsèque à des niveaux qui ne puissent pas provoquer d'inflammation. Ce mode de protection, limité aux dispositifs de faible puissance, s'applique d'une façon générale, qu'aux circuits à courants faibles. Selon le nombre de défauts tolérés pour altérer la fonction sécurité on distingue 2 catégories : " ia " = 2 défauts admis " ib " = 1 défaut admis |
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EN 50 017 |
Mode de protection du matériel électrique dans lequel l'enveloppe est remplie d'un matériau à l'état pulvérulent de caractéristiques normalisées de manière telle que, dans les conditions prévues à la construction, un arc ou une température élevée se produisant à l'intérieur de l'enveloppe ne puisse provoquer l'inflammation de l'atmosphère gazeuse environnante. |
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EN 50 018 |
Mode de protection du matériel électrique dans lequel l'enveloppe est capable de supporter l'explosion interne d'un mélange inflammable ayant pénétré à l'intérieur sans subir d'avarie de structure et sans provoquer par ses joints ou autres communications, l'inflammation de l'atmosphère explosive extérieure composée de l'un ou l'autre des gaz ou vapeurs pour lesquels elle est conçue. |
Nota : D'autres modes de protections non
normalisés existent, certains peuvent être à l'étude
ou expérimentés avant d'être retenus par les organismes
normalisateurs. A titre d'exemple il peut être cité : " s
" , " n " , " h "
ASSOCIATION DU MODE DE PROTECTION ET DU TYPE DE
ZONE :
( disposition existante avant
l'application des directives ATEX )
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- Sécurité intrinsèque " ia " |
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- Enveloppe antidéflagrante
- Sécurité augmentée - Sécurité intrinsèque - Surpression interne - Remplissage pulvérulent - Encapsulage - Immersion dans l'huile |
e ia - ib p q m o |
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- Matériel
conçu pour les zones 0 ou 1
- Matériel ne produisant ni arc ni étincelles en service normal - Matériel " n" |
n |
Nota : Pour les matériels ou équipements qui seront installés à partir du 1/07/2003, obligation de respecter le tableau de l'annexe II B de la directive ATEX 99/92/CE
Tout matériel installé en atmosphère explosible doit avoir fait l'objet d'un contrôle conduisant à la délivrance d'un certificat de conformité par un laboratoire agréé d'un Etat membre de l'Union Européenne. De toute évidence, un tel matériel ne doit pas être modifié, les réparations éventuelles doivent être assurées par du personnel compétant maîtrisant le mode de protection correspondant.
REFERENCE REGLEMENTAIRE INSTALLATIONS ELECTRIQUES
EN ATMOSPHERE EXPLOSIVE
Décret N° 88- 1056 du 14/11/1988 (articles
44 et 48 )
Arrêté du 19 /11/1988
Arrêté du 10 /11/1976
Arrêté du 31 /03/1980
Norme NF C 15-100 chapitre 522 code BE3
Norme UTE C 18-510 (articles 9 et 10 )
BIBLIOGRAPHIE
UIC
Les installations électriques en atmosphère
explosive
Guide d'études, de réalisation et de
maintenance
Editeur " CP CHIMIE PROMOTION "
Le Diamant A 92909 PARIS LA DEFENSE CEDEX
Les risques d'explosions liés à la présence de poussières combustibles :
Une atmosphère explosive poussiéreuse se présente et réagit généralement d'une manière très différente d'une atmosphère explosive gazeuse. Cette différence peut s'exprimer par les constats suivants :
- la ventilation n'a pas le même
effet pour le gaz que pour les poussières, si dans le premier cas
elle les dilue, dans le second elle peut créer des nuages de poussières,
d'ou induire une concentration.
- la nature chimique du produit ne
peut pas être reliée à sa capacité à
former des nuages de poussière, laquelle dépend principalement
de la nature physique du produit (granulométrie, mottage ...)
- on n'est pas maître de la
concentration, alors que les valeurs de pression d'explosion, de vitesse
de montée en pression, et d'énergie minimale d'inflammation
dépendent de la concentration
- il y a possibilité de formation
de couche d'auto-inflammation et de combustion sans flamme
- il n'y a pas de détection
préventive possible par analyseur
DEFINITIONS
Poussières combustibles : Poussières qui est combustible ou inflammable en mélange avec l'air
Poussières conductrices : Poussières ayant une résistivité électrique égale ou inférieure à 1000 ohm m
Atmosphères explosive poussiéreuse : Mélange avec l'air, dans des conditions atmosphériques de substances inflammable sous forme de poussières ou fibres dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l'ensemble du mélange.
Température d'auto-inflammation d'une couche de poussières : Température minimale d'une surface chaude pour laquelle l'inflammation se produit dans une couche de poussières d'épaisseur donnée, déposée sur cette surface chaude
Température d'auto-inflammation
d'un nuage de poussières :
Température
minimale de la paroi interne chaude d'un four pour laquelle l'inflammation
se produit dans l'air au contact avec le nuage de poussières placé
dans le four. Quelques exemples :
Poussières ( valeur médiane granulo) |
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Amidon (52 µm) |
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Céréales (50 µm) |
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Charbon (28 µm) |
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Farine bois (65 µm) |
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Lait en poudre (60 µm) |
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Poudre epoxy (26 µm) |
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Polyéthylène (60 µm) |
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Sucre (30 µm) |
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Soufre (97 µm) |
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Température maximale de surface
de poussières :
Température
la plus élevée qui peut être atteinte en un point quelconque
de la surface du matériel électrique lorsqu'il est testé
dans les conditions de l'essai sans poussière ou avec un revêtement
de poussières
Température maximale admissible de surface : Température de surface du matériel électrique la plus élevée qu'il peut être admis d'atteindre en fonctionnement normal pour éviter l'inflammation. La température maximale de surface admissible dépendra de la nature de la poussière, de l'épaisseur de la couche et de l'application d'une marge de sécurité
Si les poussières sont en nuage :
Température maximale du produit < 2/3 Température d'auto-inflammation d'un nuage de poussières
Si les poussières sont en couche ( épaisseur 5 mm maxi) :
Température maximale du produit < Température d'auto-inflammation d'une couche ( 5 mm ) de poussières - 75° C
Si la poussière est présente
à la fois en nuage et en couche, comme c'est souvent le cas, prendre
le cas le plus défavorable.
Enveloppe totalement protégée contre les poussières = IP 6x : Enveloppe capable d'éviter la pénétration de toute particule de poussière observable
Enveloppe protégée contre les poussières = IP 5x : Enveloppe dans laquelle la pénétration de la poussière n'est pas totalement empêchée mais dans laquelle la poussière ne peut entrer en quantité suffisante pour nuire à la sécurité de fonctionnement du matériel ou, ne peut s'accumuler dans l'enveloppe en un point où elle entraîne un risque d'inflammation.
Etanchéité du matériel requis selon la zone ou il sera installé :
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MOYENS D'ACTION POUR REDUIRE LES RISQUES D'INCENDIE
ET D'EXPLOSION
* LA PREVENTION
- diminuer la concentration de poussières
=> dépoussiérage
- supprimer les dépôts inutile
=> nettoyage des installations
- éviter la formation de nuage
- éviter l'inflammation d'atmosphère explosive
=> définition des emplacements des zones classées
=> prise en compte de toutes les formes de sources d'inflammation
=> assurance que tous les équipements en service peuvent utilisées
dans
les zones à risque
- respecter les règles d'utilisation et de maintenance définis
par les constructeurs des matériels
- vérifier périodiquement le maintien en bon état
des équipements et des installations
- réaliser et tenir à jour toute la documentation indispensable
à la maîtrise de la protection contre les explosions
* LA DETECTION
* LA PROTECTION CONTRE L'EXPLOSION
- résistance des appareils à la pression maximale d'explosion
- évents d'explosion
- arrête flammes
- isolation des installations
- isolation des bâtiments
* L'INTERVENTION
- instructions écrites
- autorisation de travail
* LA FORMATION DU PERSONNEL
REFERENCE REGLEMENTAIRE
Arrêté" silo" du 29 juillet 1988 modifié