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    A62-Matériels électriques pour atmosphère explosive

    ©OPPBTP

    Formation d’atmosphère explosive et risque d’explosion dans le BTP

    Une atmosphère explosive (Atex) est un mélange avec de l’air, des substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs ou poussières. Une atmosphère est dite explosive lorsque la présence d’une étincelle ou d’un point chaud résultant, par exemple, de l’utilisation d’un matériel électrique, d’un smartphone ou d’une décharge d’électricité statique peut provoquer une inflammation qui se propage rapidement à l'ensemble du mélange non brûlé, provoquant ainsi une explosion.

    Pour qu’une explosion se produise, il faut réunir simultanément les six conditions suivantes :

    • la présence d’oxygène (air),
    • la présence de combustible,
    • un état particulier du combustible sous forme de gaz, vapeur, poussière,
    • la concentration suffisante du combustible (limite de l’explosivité),
    • des locaux confinés,
    • une source d’inflammation.

    Hexagone de l'explosion Hexagone de l'explosion ©TooMuch

    Dans le BTP, une atmosphère explosive est liée aux activités de stockage, de fabrication ou de travail de matériaux (atelier bois métal, unités de fabrication de produits noirs…), aux activités dans des milieux particuliers (chaufferies, travaux souterrains, égouts…) ; elle est créée lors de la manipulation de produits très volatils (bouteilles de gaz, carburants, colles, solvants, acétone…) ou encore rencontrée lors d’interventions dans des établissements industriels où sont fabriqués ou stockées ces matériaux (industrie pétrolière, pétrochimie…).

    Lorsque le risque est présent, il faut utiliser des équipements spécialement conçus pour être utilisés dans les zones Atex.

    Signalisation Atex dans un atelier bois. Signalisation Atex dans un atelier bois. ©OPPBTP

    Zones Atex : les exigences réglementaires

    Panneau de signalisation pour zone Atex. Panneau de signalisation pour zone Atex. ©DR

    La réglementation relative aux atmosphères Atex impose aux chefs d’entreprise de réaliser, pour la sécurité des travailleurs, une évaluation des risques d’explosion. Cette analyse va permettre de répertorier les produits combustibles avec leurs caractéristiques techniques (densité, seuils d’explosivité…), d’évaluer les quantités stockées, les lieux de stockage pour classer les zones à risque d’explosion, de définir les exigences pour les utilisateurs et de choisir les équipements et les matériels pouvant être mis en œuvre.

    La réglementation est basée sur deux directives, l’une concernant les zones de travail exposées au risque d’explosion (directive 1999/92/CE du 16 décembre 1999) et l’autre concernant les équipements installés dans ces zones (directive 2014/34/UE du 26 février 2014).

    Où retrouver les informations issues de l’évaluation des risques ?

    Le résultat de cette évaluation des risques figure dans le Document relatif à la protection contre les explosions (DRPCE). On y retrouve la description des lieux de travail, la détermination et l’évaluation des risques d’explosion, les mesures pour respecter les objectifs réglementaires, la classification des zones où les atmosphères Atex peuvent se former, les prescriptions à mettre en œuvre, les modalités sur la conception et la maintenance des équipements de sécurité, éventuellement les travaux à réaliser avec leurs process de mise en œuvre et le contenu des formations des salariés.

    Références juridiques et normes

    Code du travail

    • R4227-42 à R4227-54 : Prévention des explosions dans les lieux de travail
    • R4216-31 : Etablissement pour être conçus et relises de façon à satisfaire aux articles R.4227-42 à 54
    • Arrêté du 8 juillet 2003 relatif à la protection des travailleurs susceptibles d'être exposés à une Atex
    • Arrêté du 8 juillet 2003 relatif aux conditions d'installation des matériels électriques dans les emplacements où des zones Atex peuvent se présenter

    Directive 1999/92/CE du Parlement européen et du Conseil, du 16 décembre 1999, concernant les prescriptions minimales visant à améliorer la protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d'être exposés au risque d'atmosphères explosives

    Directive 2014/34/UE du Parlement européen et du Conseil du 26 février 2014 relative à l’harmonisation des législations des États membres concernant les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères

    NF EN 1124-1 : Atmosphères explosives - Prévention de l'explosion et protection contre l'explosion

    Classement des emplacements des zones à risque d'explosion

    Les emplacements dangereux sont classés en zones à risque en fonction de la substance inflammable (gaz, vapeur ou poussière) et de la probabilité, de la fréquence et de la durée de la présence d’une atmosphère explosive.

    Classement des zones à risque :

    Possibilité d’un AtexHauteMoyenne et faibleTrès faibleImprobable
    DéfinitionsEmplacement où une atmosphère explosive est présente en permanence, ou pendant de longues périodes, ou fréquemment.Emplacement où une atmosphère explosive est susceptible de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal.Emplacement où une atmosphère explosive n’est pas susceptible de se présenter en fonctionnement normal ou, si elle se présente, n’est que de courte durée (fonctionnement anormal prévisible).Emplacement non
    dangereux.
    Gaz et vapeursZone 0Zone 1Zone 2Hors zones
    PoussièresZone 20Zone 21Zone 22Hors zones

    Par exemple, la représentation du zonage d’une installation d’un atelier bois permet de matérialiser le classement des zones à risque et de définir le niveau et les exigences de sécurité pour chaque zone.

    Exemple de zonage dans une installation d'atelier bois. Exemple de zonage dans une installation d'atelier bois. ©TooMuch

    Critères de sélection des équipements électriques en zone Atex

    Catégorie des matériels électriques

    Les matériels électriques destinés à être installés dans les zones Atex sont classés en deux groupes :

    • Groupe I, pour les travaux souterrains des mines et/ou partie de leurs installations en surface (exposition au danger par le grisou et/ou les poussières combustibles), « M1 » assurant un très haut niveau de protection et « M2 » assurant un haut niveau de protection.
    • Groupe II, pour les autres lieux susceptibles d’être mis en danger par des atmosphères explosives (industrie de surface). Dans ce groupe, il existe trois catégories d’appareils : « Catégorie 1 » assurant un très haut niveau de protection, « Catégorie 2 » assurant un haut niveau de protection et « Catégorie 3 » assurant un niveau normal de protection.

    Pour les industries de surface (groupe II), le matériel est choisi en fonction de l’évaluation des risques (zones) et de la substance inflammable à laquelle il peut être exposé. Les zones Atex sont classées en deux familles, la première due à la présence de gaz, de vapeur ou de brouillard représentée par une lettre « G » et la seconde due à la présence de poussière identifiée par la lettre « D ».

    Par exemple, un appareil électrique installé dans la zone 1 d’une réserve de produit de solvant inflammable doit être de catégorie II, avec un haut niveau de protection 2 au minimum et adapté aux atmosphères explosives type gaz « G ».

    Catégorie de matériel électrique :

    GroupeCatégorie/Niveau de protectionType d’atmosphère
    explosive (groupe II)
    Type d’atmosphère
    explosive (groupe II)

    G (gaz, vapeurs, liquides)

    D (poussières)

    II - Industrie de surface1 Très haut niveau de protectionZone 0Zone 20
    2 Haut niveau de protectionZone 1Zone 21
    3 Niveau de protection normalZone 2Zone 22

    Groupes et subdivision des gaz/vapeurs

    La classification des gaz en groupes d’explosion permet de connaître leur niveau de dangerosité. Elle est réalisée sur la base de deux paramètres, l’énergie minimale d’inflammation (plus la valeur est faible, plus le risque est important) et l’interstice expérimental maximal de sécurité (IEMS, soit l'épaisseur maximale de la couche d'air entre deux parties d'une chambre interne d'un appareil d'essai qui, lorsque le mélange interne est enflammé, empêche l'inflammation d'un mélange gazeux externe à travers un épaulement de 25 millimètres de longueur).

    On distingue quatre groupes de gaz, classés par ordre croissant de dangerosité allant de I à IIC. Le tableau suivant donne le classement de cinq gaz représentatifs.

    Classement des gaz :

    GroupeGazGroupes
    de gaz
    I - MinesMéthaneI
    II - Industrie de surfacePropaneIIA
    ÉthylèneIIB
    AcétylèneIIC
    HydrogèneIIC

    Classe de température

    Chaque substance inflammable a sa propre température d’auto-inflammation, c’est-à-dire qu’elle peut s’enflammer sous l’effet de la chaleur sans élément déclencheur. Plus cette température est faible, plus la substance est dangereuse. C'est pourquoi les matériels électriques utilisés dans une zone Atex sont classés de T1 à T6 en fonction de la température maximale de surface qu’ils génèrent. Attention, il appartient à l’utilisateur de vérifier l’adéquation du matériel avec les classes de températures.

    Températures ambiantes

    Classes de températureValeur maximale (° C)
    T1450
    T2300
    T3200
    T4135
    T5100
    T685

    Étanchéité du matériel pour les poussières

    Un critère supplémentaire pour permettre le choix du matériel électrique est le niveau d'étanchéité aux poussières. Il est choisi en fonction de la zone où il est prévu d’installer le matériel. Il détermine son indice de protection (IP).

    Indice de protection du matériel électrique. Indice de protection du matériel électrique ©DR

    Matériel pouvant être utiliséÉtanchéité nécessaire
    Zone 20IP6X
    Zone 21IP6X
    Zone 22 Poussières conductricesIP6X
    Zone 22 Poussières isolantesIP5X

    Modes de protection en atmosphère explosive gazeuse

    Afin d’éviter qu’un équipement électrique soit à l’origine d’une explosion, il doit être conçu pour agir sur une des composantes suivantes :

    • Supprimer l’atmosphère explosive à l’intérieur de l’équipement ; il est isolé de l’Atex par un dispositif de surpression interne, une immersion dans l’huile ou un encapsulage.
    • Supprimer la source d’inflammation ; soit l’équipement est conçu pour ne pas monter en température ou générer des arcs électriques (sécurité augmentée), soit les arcs et les montées en température générées par l’équipement ne permettent pas d’enflammer la zone Atex (sécurité intrinsèque)..
    • Empêcher la propagation de la flamme ; l’équipement permet, par conception, de contenir une explosion interne (enveloppe antidéflagrante) ou de supprimer le risque en remplissant le matériel électrique de poudre, ce qui permet d’éviter qu’un arc électrique n’enflamme l’atmosphère explosive (remplissage pulvérulent).

    Il existe un 4e mode de protection pour les cas particuliers, non traité dans ce document.

    Mode de protection pour les matériels électriques utilisés en atmosphère gazeuse :

    Mode de
    protection
    Suppression
    de l’atmosphère
    explosible
    o immersion dans l’huile
    p suppression
    interne
    m encapsulage
    Suppression
    de la source
    d’inflammation
    e sécurité
    augmentée
    i sécurité
    intrinsèque
    Non-propagation de la flammed enveloppe antidéflagrante
    q remplissage pulvérulent
    Cas particuliern mode de protection

    Relation entre les catégories de matériel et les modes de protection

    Pour les gaz/vapeurs :

    CatégoriesModes de protection autorisés
    pour le matériel électrique
    1GSécurité intrinsèque (ia)
    2GMode de protection pour 1G
    ou
    immersion dans l’huile (o)
    ou
    suppression interne (p)
    ou
    remplissage pulvérulent (q)
    ou
    enveloppe antidéflagrante (d)
    ou
    sécurité augmentée (e)
    ou
    encapsulage (m)
    ou
    sécurité intrinsèque (ib)
    3GMode de protection pour 2G
    ou
    mode de protection (n)

    Pour les poussières :

    CatégoriesModes de protection autorisés
    pour le matériel électrique
    1DSécurité intrinsèque (ia) + IP6X
    2DMode de protection pour 1D
    ou
    enveloppe antidéflagrante (d) + IP6X
    ou
    sécurité augmentée (e) + IP6X
    ou
    encapsulage (m) + IP6X
    ou
    sécurité intrinsèque (ib) + IP6X
    3DMode de protection pour 2D
    ou
    IP5X (si poussières isolantes)

    Marquage des matériels électriques utilisés en zone Atex

    Tout appareil destiné à être utilisé en zone Atex doit porter, de manière lisible et indélébile, l’ensemble des caractéristiques sous forme d’un marquage réglementaire et normatif qui permet de vérifier son adéquation avec l’environnement dans lequel il est utilisé. Les indications sont résumées dans les exemples ci-dessous.

    Le marquage de l'appareil électrique. Le marquage de l'appareil électrique. ©TooMuch

    Le marquage réglementaire. Le marquage réglementaire. ©TooMuch

    Le marquage normatif. Le marquage normatif. ©TooMuch

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