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Niveau
Pression
Débit
Température
Analyse
de liquides
Enregistrement
Systèmes
Composants
Services
Solutions
Protection contre les explosions selon ATEX
Notions de base et définitions
2
Table des matières
1
Introduction et but ..................................................................................................................................4
2
Définition des termes ..............................................................................................................................5
3
Comment naissent les explosions ? – Le triangle de l’explosion ...............................................................6
4
Domaine d’explosivité et limites d’explosivité ..........................................................................................7
5
Sources d’inflammation...........................................................................................................................8
6
Directives CE relatives à la protection contre les explosions et leurs transpositions nationales .................9
7
Comment fonctionne la protection contre les explosions ? ..................................................................... 10
8
Groupe d’appareils ................................................................................................................................ 10
9
Catégories d’appareils ............................................................................................................................ 11
10
Répartition en zones explosives ............................................................................................................. 13
10.1
11
Répartition en zones selon ATEX ............................................................................................. 13
Modes de protection .............................................................................................................................. 14
11.1
Modes de protection pour matériels électriques au sein d’atmosphères
explosives dues à la présence de gaz ........................................................................................ 15
11.2
Modes de protection pour matériels électriques au sein de zones contenant
des poussières combustibles .................................................................................................... 18
11.3
Modes de protection pour matériels non électriques au sein d’atmosphères explosives
dues à la présence de gaz et dans les zones contenant des poussières combustibles .................. 19
12
11.4
Justification de la sécurité intrinsèque .....................................................................................20
11.5
Particularités du mode de protection « sécurité intrinsèque » ...................................................20
Energie minimale d’inflammation et groupes d’explosion ...................................................................... 21
13
Température d’inflammation et classes de température .........................................................................22
14
Critères de sélection d’appareils et de systèmes de protection ................................................................25
15
16
17
14.1
Critères de sélection ................................................................................................................25
14.2
Catégorisation d’appareils GD..................................................................................................25
Documentation pour fabricants et exploitants .......................................................................................26
15.1
Certificat d’examen CE de type ..............................................................................................26
15.2
Déclaration de conformité CE..................................................................................................27
15.3
Manuel d’utilisation Ex (conseils de sécurité) ..........................................................................27
Marquage selon ATEX ...........................................................................................................................28
16.1
Contenus du marquage ATEX ..................................................................................................28
16.2
Marquage de matériels électriques protégés contre les explosions............................................29
Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions........................................................30
17.1
Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions dues à la présence de gaz ..30
17.2
Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions dues à la présence
de poussières ...........................................................................................................................30
17.3
Exemples de marquage de matériels avec agrément combiné GD.............................................30
17.4
Exemples de marquage de matériels non électriques................................................................ 31
17.5
Marquage X ............................................................................................................................ 31
18
Exemples d’installation..........................................................................................................................32
19
Nouvelle normalisation CEI en matière de protection contre les explosions et ses répercussions sur
« l’environnement ATEX » ......................................................................................................................34
20
Directives, ensembles de dispositions et bibliographie en matière de protection contre les explosions ....36
3
1 Introduction et but
Dans de nombreux secteurs économiques
et industriels, on est confronté à des
substances combustibles sous forme de
gaz, vapeurs, brouillards ou poussières.
Parmi les principaux secteurs, on peut citer
la chimie, la pétrochimie, l’exploitation de
pétrole et de gaz, l’exploitation des mines,
l’industrie alimentaire et le domaine des
eaux usées. Ces substances combustibles,
mélangées avec de l’oxygène, peuvent
former une atmosphère explosive. En cas
d’inflammation de celle-ci surviennent
des explosions, qui peuvent entraîner des
dommages corporels et matériels graves.
Pour qu'une explosion se produise, trois
éléments sont requis : un gaz ou une
poussière combustibles, de l’oxygène
et une source d’inflammation. Une
protection primaire contre les explosions
peut, par exemple, être obtenue par
l’inertage de l’atmosphère gazeuse. En
revanche, la protection secondaire contre
les explosions a pour objectif d’éviter les
sources d’inflammation. Pour les fabricants
d’appareils et de systèmes de protection,
cela signifie qu’ils doivent développer et
construire leurs appareils et installations,
de telle manière que ceux-ci – y compris
en cas d’éventuels défauts – ne puissent
engendrer une source d’inflammation.
Concernant la protection tertiaire (liée à
la construction) contre les explosions, les
effets d’une explosion sont limités à un
niveau sans danger.
Pour éviter les risques d’explosion, la
protection contre celle-ci est, dans la
plupart des pays industriels, réglementée
par la loi. Au sein de l’Union Européenne,
la protection contre les explosions est
normalisée par les directives ATEX 94/9/
CE (ATEX 95) et 1999/92/CE (ATEX 137).
Avec l’introduction de la directive ATEX
94/9/CE, le respect de l’ensemble des
normes pertinentes pour l’implantation et
l’exploitation de matériels protégés contre
les explosions doit être documenté pour le
matériel respectif. Le domaine de validité
de cette directive s’étend aux zones à
atmosphères explosives dues à la présence
de gaz, de poussières et dans l’exploitation
des mines (installation souterraine et
en surface). La protection contre les
explosions de matériels non électriques est
ici traitée pour la première fois.
Les prescriptions minimales en matière de
protection du travail en zones explosives
sont définies dans la deuxième directive
ATEX 1999/92/CE.
Cette brochure donne une introduction et
un aperçu en matière de protection contre
les explosions et se concentre sur les
exigences imposées aux appareils et aux
systèmes de protection mis en œuvre dans
des zones explosives. Il convient de noter
que les spécifications légales et normatives
sont soumises à des modifications et
adaptations permanentes, relatives aux
nouveaux développements techniques.
Par conséquent, les informations contenues
dans cette brochure correspondent à la
validité au moment de la création du
présent document.
4
2 Définition des termes
L’explosion est une réaction soudaine
d’oxydation ou de destruction,
s’accompagnant d’une augmentation de la
température, de la pression ou des deux
simultanément (selon EN 1127-1).
Une substance combustible est une
substance sous forme de gaz, vapeur,
brouillard, solide ou des mélanges de ces
derniers qui, en cas d’inflammation, peut
donner lieu à une réaction exothermique
avec l’air (selon EN 1127-1).
Exemples de substances combustibles :
Gaz : hydrogène, méthane, butane,
propane, gaz naturel…
Liquides : essence, éther, benzène, toluène,
méthanol…
Vapeurs : liquides dégageant des gaz (par
ex. solvants)
Matières solides : poussières (par ex.
charbon, farine, aluminium)
Une atmosphère explosive est une
atmosphère contenant des mélanges
explosifs de gaz, de vapeurs, de brouillards
ou de poussières et d'air, pouvant contenir
d'autres constituants (par ex. de l'humidité)
sous des conditions atmosphériques. Par
conditions atmosphériques, il faut entendre
des pressions totales de 0,8 bar à 1,1 bar et
des températures de mélange de –20 °C à
+60 °C.
Un mélange explosif (terme générique)
est un mélange composé de gaz ou de
vapeurs ou de brouillard ou de poussières,
dans lequel une inflammation déclenche
automatiquement une réaction.
Une atmosphère explosive dangereuse
est une atmosphère explosive en
quantité dangereuse. Un mélange est
considéré comme dangereux lorsque
son inflammation peut entraîner des
dommages corporels suite aux effets
directs ou indirects d'une explosion.
Quantité dangereuse : en principe, rien
qu’une atmosphère explosive de 10 litres,
en tant que quantité ininterrompue, doit
être considérée comme dangereuse au sein
de locaux fermés, indépendamment de la
taille des locaux.
Dans les locaux inférieurs à 100 m³, une
atmosphère explosive de 1/10 000 du
volume du local est considérée comme
dangereuse.
Concernant la poussière, la concentration
dans la plage inflammable se situe entre
env. 40 g/m³ et 4 kg/m³ avec une taille de
particules < 400 —m.
Une zone explosive est une zone soumise
au danger d'explosion, autrement dit,
autrement dit une zone où des conditions
locales d'utilisation peuvent engendrer
une atmosphère explosive. Cette zone
impose des mesures de protection contre
l'explosion.
L’énergie minimale d’inflammation est
la plus petite énergie électrique accumulée
dans un condensateur, déterminée dans
des conditions d’essai prescrites qui, en
cas de décharge, suffit pour enflammer le
mélange le plus facilement inflammable
d’une atmosphère explosive (selon
EN 1127-1).
La température minimale
d’inflammation d’atmosphères
explosives est la température
d’inflammation d’un gaz ou de la
vapeur d’un liquide combustible, ou la
température minimale d’inflammation
d’un nuage de poussières, respectivement
dans les conditions d’essai prescrites (selon
EN 1127-1).
La température d’inflammation
(d’un gaz combustible ou d’un liquide
combustible) est, dans les conditions
d’essai prescrites, la température la plus
basse déterminée sur une surface chaude,
à laquelle l’inflammation d’une substance
combustible survient sous la forme d’un
mélange gaz/air ou vapeur/air (selon
EN 1127-1).
Par appareils, on entend les machines,
les matériels, les dispositifs fixes ou
mobiles, les éléments de commande et
d’équipement ainsi que les systèmes
d’avertissement et de prévention qui, seuls
ou combinés, sont destinés à la production,
au transport, au stockage, à la mesure, à la
régulation, à la conversion d’énergie et à la
transformation de matériau, qui présentent
des sources d’inflammation propres et qui,
par conséquent, risquent de provoquer le
déclenchement d’une explosion.
Sont considérés comme systèmes
de protection tous les dispositifs qui
sont censés stopper immédiatement les
explosions naissantes et/ou limiter une
zone affectée par une explosion et qui
sont mis séparément sur le marché comme
systèmes à fonction autonome.
Sont appelés composants les éléments
ou organes, qui sont essentiels au
fonctionnement sûr d’appareils et de
systèmes de protection, mais qui n’ont pas
de fonction autonome.
5
3 Comment naissent les explosions ? – Le triangle de l’explosion
Un incendie est une combustion
involontaire, qui se propage de façon
autonome et incontrôlée, et peut
occasionner des dommages. Les substances
combustibles sont des substances gazeuses,
liquides ou solides, y compris les vapeurs,
brouillards et poussières, qui peuvent
s’enflammer lorsqu'elles se mélangent
ou entrent en contact avec de l’air ou de
l’oxygène.
au cas individuel. Les dangers d’explosion
peuvent naître en cas de manipulation de
substances combustibles ou oxydables.
Lorsque ces substances sont présentes de
manière finement dispersée en tant que
gaz, vapeurs, brouillards (gouttelettes
de liquide ou aérosols) ou poussières
(particules de matière solide ou aérosols)
en concentration suffisante, il y a présence
d'une atmosphère explosive dangereuse.
Les explosions se produisent lorsque des
gaz sont mélangés avec de l’air selon un
rapport de mélange adéquat et lorsqu’ils
contiennent une énergie d’inflammation
suffisante. En outre, il peut se produire
des explosions de liquides ou de solides,
lorsque ceux-ci sont finement dispersés,
si les rapports de mélange sont adéquats
et si les énergies d’inflammation sont
suffisantes.
Le degré de dispersion de brouillards ou
de poussières peut être suffisant pour la
création d’une explosion lorsque la taille
des gouttelettes ou des particules est de
l'ordre de 1 mm. De nombreux brouillards,
aérosols et poussières se produisant dans la
pratique présentent des tailles de particules
comprises entre 0,1 et 0,001 mm. Dans le
cas de substances dans un état gazeux ou
de vapeur, un degré de dispersion suffisant
est présent naturellement.
L’évaluation de la présence d’un danger
d’explosion, c.-à-d. l’élucidation de la
question de la présence d’une atmosphère
explosive dangereuse, doit se rapporter
Pour qu’une explosion se déclenche, une
source d’inflammation active doit être
présente. Une explosion s’accompagne
Substance
combustible
Explosion
Oxygène
Le triangle de l’explosion
6
Source
d’inflammation
de flammes, de températures élevées
et souvent également de pressions ou
de vitesses d’augmentation de pression
élevées. Les conséquences d’une telle
explosion peuvent être des blessures
corporelles, des destructions de bâtiments
ou d’éléments d’installation, ainsi que
l’inflammation d’autres substances
combustibles (incendies consécutifs).
Des explosions avec des conséquences
graves peuvent survenir lorsque les
conditions suivantes sont réunies en même
temps et au même endroit (voir la figure) :
• Substance combustible (concentration
dans l’air à l’intérieur des limites
d’explosivité et dispersion suffisamment
fine (degré de dispersion))
• Oxygène de concentration suffisamment
élevée
• Source d’inflammation active d’une
énergie suffisante
S'il manque au moins l'un de ces facteurs,
aucune explosion ne peut survenir.
4 Domaine d’explosivité et limites d’explosivité
Lorsque la concentration d’une substance
combustible suffisamment dispersée dans
l’air dépasse une valeur minimale (limite
inférieure d’explosivité), une explosion est
possible. La quantité d’oxygène présente
dans l’air ne peut oxyder, et donc brûler
qu’une quantité définie d’une substance
inflammable. Théoriquement, ce rapport
de mélange peut être déterminé, il
est appelé mélange stœchiométrique.
Dans la zone de cet équilibre, entre la
quantité de substance combustible et
l’oxygène atmosphérique présent, les
effets de l’explosion – l’augmentation de
température et de pression – sont les plus
fortes. Si la part de substance combustible
est trop faible, la combustion ne peut se
propager que difficilement, ou elle cesse.
Les conditions sont analogues lorsque la
part de substance combustible est trop
importante pour l’oxygène présent dans
l’air.
100 % vol.
Les substances combustibles ont un
domaine d’explosivité se rapportant à
la substance. Le domaine d’explosivité
est marqué par la limite inférieure
d’explosivité (LIE) et la limite supérieure
d’explosivité (LSE). Cela signifie que les
explosions sont exclues au-dessous et audessus de ces limites. Cette caractéristique
est exploitée en diluant suffisamment les
substances combustibles avec de l’air, ou
également en empêchant l’air / l’oxygène
d'accéder aux éléments de l’installation.
Exclure l’air et l’oxygène au sein d’un
environnement, dans lequel travaillent
régulièrement des hommes, est quasiment
impossible et c’est pourquoi cette forme
de protection contre les explosions est très
limitée.
Les limites d’explosivité varient,
entre autres, selon les conditions
atmosphériques. La plage de concentration
entre les limites d’explosivité s’étend, par
exemple, en principe avec l’augmentation
de la pression ou de la température
du mélange. Les limites supérieures
d’explosivité sont nettement plus élevées
pour les mélanges avec de oxygène que
pour les mélanges avec de l’air. Certaines
substances chimiquement instables, dans
des conditions données, n’ont pas de
limite supérieure d’explosivité, par ex.
l’acétylène et l’oxyde d’éthylène. De telles
substances peuvent subir des réactions
exothermiques par l’inflammation, même
en l’absence d’air ou d’oxygène. Une
atmosphère explosive ne peut se constituer
au-dessus d'un liquide inflammable que
si la température de la surface du liquide
dépasse une valeur minimale.
Concentration de l’air
0 % vol.
Mélange
trop pauvre
Mélange
trop riche
Pas de combustion
Combustion
partielle,
pas d’explosion
Limite
inférieure
d’explosivité (LIE)
0 % vol.
Limite
supérieure
d’explosivité (LSE)
Concentration
de la substance
combustible
100 % vol.
Domaine d’explosivité et limites d’explosivité
7
5 Sources d’inflammation
L’inflammation d’une atmosphère explosive peut survenir par
différentes sources d’inflammation (cf. EN 1127-1) :
• Surfaces chaudes (conducteurs électriques dans les bobinages de moteurs, conducteurs
chauffants, paliers, passages d’arbre)
• Flammes et gaz chauds, particules chaudes incluses (par ex. soudage, découpage)
• Etincelles générées mécaniquement (processus d’abrasion, de percussion et de
frottement)
• Installations électriques (étincelles et arcs électriques, ouverture et fermeture de circuits
électriques, déchargement d’éléments d’installation chargés, court-circuit)
• Courants de compensation électriques, protection cathodique contre la corrosion
• Electricité statique : décharges électrostatiques comme conséquence de processus de
séparation, auxquels prend part au moins une substance chargeable (par ex. pièces
plastiques / métalliques isolées)
• Foudre (décharges atmosphériques)
• Ondes électromagnétiques dans la gamme des fréquences de 104 Hz à 3 × 1012 Hz
(haute fréquence)
• Ondes électromagnétiques dans la gamme des fréquences de 3 × 1011 Hz à 3 × 1015 Hz
• Rayonnement ionisant
• Ultrasons
• Compression adiabatique et ondes de choc
• Réactions exothermiques, y compris l’auto-inflammation de poussières
L’effet des sources d’inflammation est souvent sous-estimé, voire n’est pas connu.
Leur action, c’est-à-dire la faculté à enflammer une atmosphère explosive, dépend entre autres
de l’énergie de la source d’inflammation et des caractéristiques de l’atmosphère explosive.
Dans des conditions autres que les conditions atmosphériques, les caractéristiques déterminantes
pour l’inflammation des mélanges explosifs varient ; ainsi, par exemple, l’énergie minimale
d’inflammation de mélanges diminue d’un facteur de dix avec l’augmentation de la teneur en
oxygène.
8
6 Directives CE relatives à la protection
contre les explosions et leurs transpositions nationales
Au sein de l'Union Européenne, tous
les aspects de la protection contre
les explosions sont réglementés
par les directives ATEX (ATEX =
ATmosphères EXplosives). ATEX n’est
pas la dénomination utilisée pour une
directive, il s’agit d’un terme générique
correspondant aux deux directives sur la
protection contre les explosions 94/9/CE
(ATEX 95) et 1999/92/CE (ATEX 137).
Il s’opère ici une distinction fondamentale
entre la nature du produit (fabrication,
mise en circulation) et son exploitation
(protection du travail).
La directive européenne 94/9/CE
concerne les appareils, composants
et systèmes de protection destinés à
l’utilisation en zones explosives. Elle
sert avant tout à la libre circulation des
marchandises et doit être appliquée sans
changements dans les différents pays de
l’Union Européenne. Depuis le 01.07.2003,
seuls peuvent être mis en circulation les
appareils répondant à cette directive.
Elle s’applique également aux dispositifs
de sécurité, de contrôle et de régulation
hors zone dangereuse, lorsque ceux-ci
sont nécessaires, concernant les risques
d’explosion, pour le fonctionnement
sûr d’appareils se trouvant en zone
dangereuse. La directive ne se réfère à
aucune norme définie, elle définit des
exigences fondamentales de sécurité,
qui s’appliquent en tant qu’exigences de
qualité à caractère obligatoire. En outre,
la protection contre d’autres dangers (par
ex. choc électrique), qui émanent de ces
appareils, doit également être prise en
compte.
La directive européenne 1999/92/CE
s’adresse aux employeurs et exploitants
d’installations en zones explosives. Elle
définit les prescriptions minimales en
vue de l’amélioration de la protection
de la santé et de la sécurité d’employés
qui peuvent être mis en danger par des
atmosphères explosives. La transposition
nationale de cette directive est réalisée,
selon l’état membre, de façon inchangée
ou, en partie, avec de nets renforcements.
Dans la directive, on fait la distinction
entre le groupe d’appareils I destinés à
être utilisés dans l’exploitation des mines
avec les catégories M1 et M2, et le groupe
d’appareils II destinés à être utilisés dans
tous les autres domaines avec les catégories
1, 2 et 3.
Relation entre la Directive 94/9/CE (ATEX 95) et la Directive 1999/92/CE (ATEX 137)
Directive 94/9/EC
(ATEX 95)
Fournisseur
Utilisateur
Exigences essentielles
de sécurité pour les
équipements
Catégories
Evaluation de conformité
Directive 1999/92/EC
(ATEX 137)
Prescriptions minimales
de sécurité sur
les lieux de travail
ATEX 137
Zones
Choix de l’équipement
9
7 Comment fonctionne la protection contre les explosions ?
La protection contre les explosions
inclut toutes les mesures en vue d’une
protection contre les risques d’explosion.
Le principe de la protection intégrée contre
les explosions selon la directive ATEX
94/9/CE (ATEX 95) exige que les mesures
de protection contre les explosions doivent
être prises dans un certain ordre, tel
qu’indiqué ci-dessous.
1. Éviter la formation d’une
atmosphère explosive dangereuse
(protection primaire contre les
explosions)
Par protection primaire contre les
explosions, on entend toutes les mesures
empêchant la création d’une atmosphère
explosive dangereuse.
Ceci peut par exemple être réalisé par :
• l’évitement de substances combustibles
(technologies de remplacement)
• l’inertage (ajout d’azote, de dioxyde de
carbone, etc.)
• la limitation de la concentration
• la ventilation naturelle ou forcée
2. Éviter l’inflammation d’une
atmosphère explosive dangereuse
(protection secondaire contre les
explosions)
Lorsque des risques d’explosion ne
peuvent pas être exclus, partiellement
ou intégralement, au moyen de mesures
de protection primaire contre les
explosions, il convient de prendre des
mesures empêchant une inflammation
de l’atmosphère explosive. A cette fin,
les atmosphères explosives sont réparties
en zones selon la probabilité d’apparition
d’une atmosphère explosive dangereuse.
Pour les zones ainsi définies sont imposées
des exigences aux composants, qui y sont
admissibles, et la manière dont le respect
de ces exigences minimales doit être
documenté est définie.
Quelques mesures possibles :
• Éviter les sources d’inflammation
• Répartir en zones les atmosphères
explosives, selon la probabilité
d’apparition d’une atmosphère explosive
• Mettre en œuvre des composants
protégés contre les explosions
3. Limiter les conséquences d’une
explosion à un niveau sans danger
(protection tertiaire (liée à la
construction) contre les explosions)
Si, pour des raisons technologiques,
il n’est pas possible d’exclure de façon
suffisamment sûre l’apparition d’une
atmosphère explosive dangereuse, tout
comme l’entrée en action d’une source
d’inflammation, il convient d’appliquer la
protection tertiaire (liée à la construction)
contre les explosions. La protection
tertiaire contre les explosions limite les
conséquences d’une explosion à un niveau
sans danger.
Quelques mesures possibles :
• Construction antidéflagrante
• Suppression de l’explosion
• Décharge de l’explosion
• Isolement et interruption de l’explosion
8 Groupe d’appareils
Ce serait antiéconomique, et parfois
d’ailleurs irréalisable, de concevoir tous les
matériels électriques protégés contre les
explosions systématiquement d’après les
exigences maximales, indépendamment
de l’application respective. C’est pourquoi
on utilise une répartition des matériels en
groupes, en fonction des caractéristiques
de l’atmosphère explosive, pour laquelle ils
sont destinés.
Il est fait la distinction entre deux groupes de matériels :
Le groupe d’appareils I est celui des
appareils destinés aux travaux souterrains
des mines et aux parties de leurs
installations de surface, susceptibles d’être
mis en danger par le grisou et/ou des
poussières combustibles (selon la directive
ATEX 94/9/CE).
Le groupe d’appareils II est celui des
appareils destinés à être utilisés dans
d’autres lieux susceptibles d’être mis en
danger par des atmosphères explosives.
Le groupe d’appareils II est scindé en
trois catégories, selon l’apparition d’une
atmosphère explosive dangereuse dans le
domaine d’utilisation prévu. Atmosphère
explosive potentielle : mélanges d’air et de
gaz, brouillards ou vapeurs combustibles,
ou nuage de poussières combustibles
contenues dans l’air.
10
Groupe
d’appareils
Matériel
I
Matériels électriques pour les mines grisouteuses
II
Matériels électriques pour toutes les autres zones explosives
Concernant les matériels électriques du
groupe I (exploitation des mines), on part
du principe que seul du méthane apparaît
comme gaz combustible, associé toutefois
à de la poussière de charbon. Si, dans ces
zones, d’autres substances combustibles
peuvent également apparaître, il convient
d’appliquer la répartition supplémentaire,
telle qu’elle est réalisée dans le groupe II.
Pour les matériels électriques du groupe II,
il s’opère une répartition supplémentaire
en groupes d’explosion et en classes de
température.
9 Catégories d’appareils
Les catégories d’appareils décrivent
l’étendue de protection et le domaine
d’utilisation des appareils (selon la
directive ATEX 94/9/CE).
Les appareils, qui présentent une
source d’inflammation potentielle et
qui, par conséquent, sont susceptibles
de déclencher une explosion, doivent
faire l’objet d’une évaluation du risque
d’inflammation. Sur cette base, il convient
de prévoir des mesures conformes aux
exigences fondamentales de sécurité, afin
d’exclure un risque d’inflammation par ces
appareils.
Les appareils du groupe I sont scindés en
deux catégories, les appareils du groupe II
en trois catégories, avec à chaque fois un
niveau de sécurité différent. Les mesures
de protection nécessaires dépendent du
niveau de sécurité nécessaire.
Catégorie d’appareils M1
Les appareils de cette catégorie
sont destinés à être utilisés au sein
d’exploitations minières, ainsi que dans
les parties de leurs installations de surface,
susceptibles d’être mises en danger par le
grisou et/ou des poussières combustibles.
Même en cas de rares dysfonctionnements
des appareils, le fonctionnement des
appareils de cette catégorie doit être
maintenu au sein d’une atmosphère
explosive existante, et ces appareils font
de ce fait l’objet de mesures de protection
contre les explosions, de telle sorte
• qu’en cas d’échec d’une mesure de
protection des appareils, la sécurité
requise soit garantie par au moins une
deuxième mesure de protection des
appareils indépendante, ou
• qu’en cas d’apparition de deux défauts
indépendants, la sécurité requise soit
encore garantie.
Catégorie d’appareils M2
Les appareils de cette catégorie
sont destinés à être utilisés au sein
d’exploitations minières, ainsi que dans
les parties de leurs installations de surface,
susceptibles d’être mises en danger par le
grisou et/ou des poussières combustibles.
En cas d’apparition d’une atmosphère
explosive, les appareils doivent pouvoir
être mis hors tension.
Les mesures de protection contre les
explosions relatives aux appareils, au sein
de cette catégorie, garantissent le niveau
de sécurité requis en fonctionnement
normal, y compris dans des conditions de
fonctionnement difficiles et notamment en
cas de conditions hostiles et d’influences
environnementales changeantes.
Le groupe d’appareils I est scindé en
deux catégories M1 et M2.
Catégories du groupe d’appareils I : installations souterraines et de surface pour l’exploitation des mines, susceptibles d’être mises en
danger par le grisou et/ou des poussières combustibles
Groupe
d’appareils
Catégorie
Danger d’explosion
Niveau de sécurité à garantir
I
M1
Zones présentant un risque de grisou
permanent ou pendant une longue
durée (poussières incluses).
Niveau de sécurité très élevé.
Également sûr en cas d’apparition de deux défauts
indépendants.
Deux mesures de protection redondantes.
Le maintien du fonctionnement doit être garanti.
I
M2
Zones susceptibles d’être mises en
danger par le grisou (poussières
incluses).
Niveau de sécurité élevé.
La mise sous tension des appareils en cas d’apparition
d’une atmosphère explosive doit être possible.
11
Le groupe d’appareils II est scindé en
trois catégories 1, 2 et 3.
Catégorie d’appareils 1
Les appareils sont destinés à être utilisés
dans les zones au sein desquelles une
atmosphère explosive est présente en
permanence, pendant une longue
durée ou fréquemment. Même en cas
de rares dysfonctionnements des appareils,
ces derniers doivent garantir le niveau
de sécurité requis et ces appareils font
l’objet de mesures de protection contre les
explosions, de telle sorte
• qu’en cas d’échec d’une mesure de
protection des appareils, la sécurité
requise soit garantie par au moins une
deuxième mesure de protection des
appareils indépendante, ou
• qu’en cas d’apparition de deux défauts
indépendants, la sécurité requise soit
garantie.
Catégorie d’appareils 2
Les appareils sont destinés à être utilisés
dans les zones au sein desquelles
une atmosphère explosive apparaît
occasionnellement. Même en cas
de dysfonctionnements ou de défauts
fréquents des appareils, les mesures de
protection contre les explosions relatives
aux appareils garantissent le niveau requis
de sécurité.
Catégorie d’appareils 3
Les appareils sont destinés à être utilisés
dans des zones au sein desquelles il ne
faut pas s’attendre à ce qu’apparaisse une
atmosphère explosive due à la présence
de gaz, vapeurs, brouillards ou poussières
soulevées en tourbillons. Mais si elle
apparaît malgré tout, ce sera seulement
rarement ou pendant de courtes
durées. En fonctionnement normal, les
appareils garantissent le niveau de sécurité
requis.
Catégories du groupe d’appareils II : autres zones explosives
Groupe
d’appareils
Catégorie
Danger d’explosion
Niveau de sécurité à garantir
II
1G
Gaz, vapeurs ou brouillards combustibles
II
1D
Poussières combustibles
Niveau de sécurité très élevé.
Également sûr en cas d’apparition de deux
défauts indépendants.
II
2G
Gaz, vapeurs ou brouillards combustibles
II
2D
Poussières combustibles
II
3G
Gaz, vapeurs ou brouillards combustibles
II
3D
Poussières combustibles
Niveau de sécurité élevé.
Également sûr en cas d’apparition d’un défaut.
Niveau de sécurité normal.
Sûr en fonctionnement normal.
Concernant les indications de catégories d’appareils, des combinaisons sont également
possibles. Par exemple, l’indication II 1/2 G signifie qu’une partie d’un appareil
(par ex. élément capteur) satisfait aux exigences de la catégorie 1, une autre partie
(par ex. le boîtier du capteur avec l’électronique) répond aux exigences de la catégorie 2.
Cette catégorisation est fréquente pour les appareils qui sont adaptés pour l’installation
dans des cloisons de réservoirs (= cloisons de zones : intérieur par ex. zone 0, extérieur
par ex. zone 1).
12
10 Répartition en zones explosives
10.1 Répartition en zones selon ATEX
Les atmosphères explosibles sont réparties
en zones, selon la fréquence et la durée
d’apparition de l’atmosphère explosive
dangereuse. L’exploitant d’une installation
doit évaluer l’éventuelle présence d’un
danger d’explosion au sein d’une zone et
procéder à une répartition adéquate en
zones.
Substances combustibles en
tant que mélange avec l’air
Zone 0
Zone au sein de laquelle existe une
atmosphère explosive due à la présence
permanente, pendant de longues
durées ou fréquente d’un mélange
d’air et de gaz, vapeurs ou brouillards
combustibles.
Zone 20
Zone au sein de laquelle existe une
atmosphère explosive permanente,
pendant de longues durées ou
fréquente, sous la forme d’un nuage de
poussières combustibles contenues dans
l’air.
Zone 1
Zone au sein de laquelle il peut se
former, occasionnellement en cas
de fonctionnement normal, une
atmosphère explosive due à la présence
d’un mélange d’air et de gaz, vapeurs ou
brouillards combustibles.
Zone 21
Zone au sein de laquelle il peut se
former, occasionnellement en cas
de fonctionnement normal, une
atmosphère explosive sous la forme
d’un nuage de poussières combustibles
contenues dans l’air.
Zone 2
Zone au sein de laquelle, en cas de
fonctionnement normal, il n’apparaît
normalement pas ou seulement
pendant de courtes durées, une
atmosphère explosive due à la présence
d’un mélange d’air et de gaz, vapeurs ou
brouillards combustibles.
Zone 22
Zone au sein de laquelle, en cas
de fonctionnement normal, une
atmosphère explosive n’apparaît
normalement pas ou seulement
pendant de courtes durées, sous
la forme d’un nuage de poussières
combustibles contenues dans l’air.
Durée de la présence d’une atmosphère explosive dangereuse
en permanence, pendant
de longues durées ou
fréquemment
(> 1 000 h/an)*
occasionnellement
pas ou seulement pendant
de courtes durées
Gaz, vapeurs, brouillards
Zone 0
Zone 1
Zone 2
Poussières
Zone 20
Zone 21
Zone 22
(10 – 1 000 h/an)*
(< 10 h/an)*
* Les durées indiquées sont des valeurs approximatives non normalisées et sont uniquement à titre indicatif.
D’autres règles générales concernant les termes « en permanence (permanente), pendant
de longues durées ou fréquemment (fréquente) », « occasionnellement » et « pendant de
courtes durées » :
• en permanence (permanente), pendant de longues durées ou fréquemment
(fréquente) : pendant la majorité du temps, en référence à la durée de fonctionnement
effective (> 50 %)
• pendant de courtes durées : de rares fois par an pendant env. 30 minutes
• occasionnellement : tout ce qui n’entre pas dans les notions de « pendant de longues
durées » ou « fréquemment ».
13
11 Modes de protection
Différents modes de protection peuvent
être utilisés pour empêcher l'inflammation
d'un mélange explosif par un appareil.
Dans les zones au sein desquelles il faut
s’attendre à l’apparition d’une atmosphère
explosive dangereuse, seuls des matériels
protégés contre les explosions doivent
être utilisés. Ces matériels peuvent avoir
différentes exécutions selon le mode de
protection. Le cas échéant, il est également
possible d’utiliser des combinaisons de
différents modes de protection. Les modes
de protection sont normalisés.
Des exigences de protection normalisées,
mais concernant plusieurs modes de
protection, telles que la protection contre
les charges électrostatiques, la création
d’une compensation de potentiel pour
les boîtiers métalliques ou la résistance
mécanique contre les chocs, sont
regroupées dans ces normes en tant
qu’exigences techniques générales. En
l’occurrence, des normes individuelles pour
des types de protection spécifiques peuvent
contenir des exigences supérieures, voire
également inférieures.
Règle applicable à l’ensemble des modes
de protection : les pièces auxquelles
l’atmosphère explosive a librement
accès, ne doivent pas pouvoir présenter
des températures supérieures à un seuil
admissible. Les températures peuvent,
compte tenu de la température ambiante
et de l’échauffement, prendre des valeurs
maximales qui correspondent à la classe
de température ou à la température
admissible définie pour les poussières
combustibles, d’après lesquelles
l’atmosphère explosive est classifiée.
Ces exigences se basent partiellement sur
celles concernant les matériels électriques
pour les gaz et les vapeurs, les différences
concernant les poussières et les matériels
non électriques sont contenues dans les
différentes normes de base. En outre,
la catégorie - 1 à 3 - à laquelle doivent
répondre les matériels, peut également
contenir différentes exigences générales.
Toutes les exigences généralisables
imposées aux matériels sont regroupées
dans la norme
• CEI 60079-0 (en Europe EN 60079-0)
pour les gaz et les vapeurs
• CEI 61241-0 (en Europe EN 61241-0)
pour les poussières et
• EN 13463-1 pour les appareils non
électriques.
Les normes en matière de modes de
protection peuvent compléter ou annuler
des exigences.
14
La gamme de température générale pour
l’utilisation de matériels électriques
protégés contre les explosions est définie
avec -20 °C à +40 °C. Les extensions ou
limitations admissibles de la gamme de
température, s’écartant de ces valeurs,
doivent être indiquées.
Les chiffres déterminés à env. +20 °C dans
le laboratoire pour les groupes d’explosion
IIA, IIB et IIC sont valables pour une
gamme de température de ± 40 K, c’est-àdire de -20 °C à +60 °C.
Ces deux gammes de température tiennent
compte, d’une part, des conditions sur le
lieu de travail et d’un certain échauffement
des matériels en fonctionnement. La
pression due à l’explosion, les interstices
de sécurité admissibles et les courants
admissibles, non inflammables, changent
en dehors de la gamme de température.
Il faut en tenir compte lors de l’utilisation
des matériels et cela peut avoir pour
conséquence des conditions d’essai
divergentes.
Dès 1978, avec la publication des normes
européennes relatives aux matériels
électriques, à savoir la norme EN 50014
et suivantes, les normes nationales
jusqu’ici valables pour ces appareils ont
été remplacées dans toute l’Europe par des
normes valables. Outre les normes relatives
aux matériels électriques publiées par le
CENELEC, des normes correspondantes
concernant les matériels non électriques
protégés contre les explosions ont été
entre-temps élaborées par le CEN.
Suite à un accord entre l’organisation de
normalisation européenne CENELEC
et l’organisation de normalisation
internationale CEI, les normes
européennes relatives aux matériels
électriques sont en principe reprises,
depuis quelques années, sans divergences.
La série de normes EN 50014 et suivantes,
qui définit les exigences imposées aux
matériels pour les zones explosibles
dues à la présence de gaz, est remplacée
progressivement par la série EN 60079.
En Allemagne, ces normes sont parues en
tant que VDE 0170.
11.1 Modes de protection pour matériels électriques au sein
d’atmosphères explosives dues à la présence de gaz
Mode de
protection
Désignation
Description / remarques
NOUVELLE
norme
(CEI / EN)
ANCIENNE
norme
Dispositions
générales
—
—
CEI 60079-0,
EN 60079-0
EN 50014
Enveloppe
antidéflagrante
Ex d
Les pièces qui peuvent enflammer une ATEX sont enfermées
dans une enveloppe qui résiste à la pression développée lors
d'une explosion interne d’un mélange explosif et qui empêche
la transmission de l’explosion à l’atmosphère environnante de
l'enveloppe.
CEI 60079-1,
EN 60079-1
EN 50018
Enveloppe
à surpression
Ex p
La pénétration d'une atmosphère environnante à l’intérieur
de l'enveloppe du matériel électrique est empêchée par le
maintien, à l'intérieur de la dite enveloppe, d'un gaz de
protection à une pression supérieure à celle de l'atmosphère
environnante.
CEI 60079-2,
EN 60079-2
EN 50016
px = utilisation en zone 1, 2
py = utilisation en zone 1, 2
pz = utilisation en zone 2
Remplissage
pulvérulent
Ex q
Les parties susceptibles d'enflammer une atmosphère
explosive sont en position fixe et sont complètement
noyées dans un matériau de remplissage de telle sorte que
l'inflammation d'une atmosphère explosive environnante soit
empêchée.
CEI 60079-5,
EN 60079-5
EN 50017
Immersion
dans l’huile
Ex o
Le matériel électrique est immergé dans l'huile de telle sorte
qu’une atmosphère explosive se trouvant au-dessus du niveau
de l'huile ou à l'extérieur de l'enveloppe ne puisse pénétrer et
donc s'enflammer.
CEI 60079-6,
EN 60079-6
EN 50015
Sécurité
augmentée
Ex e
Mode de protection consistant à appliquer des mesures afin
d'éviter, avec un coefficient de sécurité élevé, 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 en service normal.
CEI 60079-7,
EN 60079-7
EN 50019
15
Mode de
protection
Désignation
Description / remarques
NOUVELLE
norme
(CEI / EN)
ANCIENNE
norme
Sécurité
intrinsèque
Ex i
Les matériels utilisés en zone explosive contiennent
uniquement des circuits de sécurité intrinsèque. Un circuit
électrique est à sécurité intrinsèque lorsque les étincelles ou
les effets thermiques, qui apparaissent dans des conditions
d’essai prédéfinies (concernant le fonctionnement normal et
des conditions de défaut déterminées), ne peuvent provoquer
l’inflammation d’une atmosphère explosive déterminée.
CEI 60079-11,
EN 60079-11
EN 50020
CEI 60079-15,
EN 60079-15
EN 50021
CEI 60079-18,
EN 60079-18
EN 50028
CEI 60079-25,
EN 60079-25
—
Niveau de protection ia (tolérance à deux défauts) = utilisation
en zone 0, 1, 2
Niveau de protection ib (tolérance à un seul défaut) =
utilisation en zone 1, 2
Niveau de protection ic = utilisation en zone 2
(remplacera à l’avenir le mode de protection nL issu de
EN 60079-15)
[Ex ia] = matériel électrique associé – installation en zone sûre
Ex de [ia] = utilisation du matériel en Zone 1, contient des
circuits à sécurité intrinsèque pour l’alimentation en zone 0
Non inflammable
Ex n_
Les matériels électriques ne sont pas en mesure d’enflammer
une atmosphère explosive environnante (en fonctionnement
normal et dans des conditions de fonctionnement anormales
définies).
Tous les matériels électriques dotés de ce mode de protection
conviennent uniquement pour la catégorie 3 (zone 2).
Ex nA
Ex nC
= matériels ne produisant pas d’étincelles
= matériels produisant des étincelles, au sein
desquels les contacts sont protégés de manière
appropriée
Ex nR
= boîtiers antigrisouteux
Ex nL
= matériels à énergie limitée
[Ex nL] = matériels à énergie limitée associés
Ex nA nL = matériels électriques auto-protégés
Remarque : Ex nL sera traité à l’avenir en tant que Ex ic dans
CEI 60079-11.
Encapsulage
Ex m
Les composants, qui sont susceptibles d’enflammer une
atmosphère explosive, sont enrobés dans une masse de
remplissage, de telle sorte que l’atmosphère explosive ne
puisse s’enflammer. Les matériels électriques ne sont pas en
mesure d’enflammer une atmosphère explosive environnante
(en fonctionnement normal et dans des conditions de
fonctionnement anormales définies).
Ex ma = utilisation en zone 0, 1, 2
Ex mb = utilisation en zone 1, 2
Systèmes de
sécurité
intrinsèque
16
SYST
Systèmes à sécurité intrinsèque : évaluation de la sécurité
intrinsèque pour des systèmes définis (appareils et câbles)
Mode de
protection
Désignation
Description / remarques
NOUVELLE
norme
(CEI / EN)
ANCIENNE
norme
Matériels
électriques pour
la zone 0
—
Modes de protection autorisés :
• Sécurité intrinsèque Ex ia
• Enrobage spécial Ex ma
• Combinaison de deux modes de protection normalisés
indépendants (par ex. Ex d + ib)
• Combinaison d’un mode de protection normalisé avec un
élément séparateur
CEI 60079-26,
EN 60079-26
EN 50284
Systèmes de
bus de terrain
à sécurité
intrinsèque
FISCO,
FNICO
Systèmes de bus de terrain à sécurité intrinsèque (FISCO)
pour zone 1 (par ex. FISCO Ex ia IIC T4)
Définition des seuils physiques et électriques de la branche de
bus à sécurité intrinsèque.
CEI 60079-27,
EN 60079-27
—
CEI 60079-28,
EN 60079-28
—
Systèmes de bus de terrain non incendiaires (FNICO) pour
zone 2 (par ex. FNICO Ex ia IIC T4)
Rayonnement
optique
Ex op_
Des mesures appropriées permettent d’empêcher
l’inflammation d’une atmosphère explosive par un
rayonnement optique.
(Application avec fibres optiques).
Il existe trois méthodes différentes :
Ex op is = rayonnement optique à sécurité intrinsèque
Ex op pr = rayonnement optique protégé
Ex op sh = rayonnement optique bloqué
17
11.2 Modes de protection pour matériels électriques
au sein de zones contenant des poussières
combustibles
Mode de
protection
Désignation
Description / remarques
CEI
EN
Dispositions
générales
—
—
CEI 61241-0
EN 61241-0
Protection par
boîtier
Ex tD
Protection par boîtier : se base sur la limitation de la
température maximale de la surface du boîtier et sur la
restriction de l’entrée de poussières, afin d’empêcher
l’inflammation d’une couche de poussières ou d’un
nuage de poussières.
CEI 61241-1,
CEI 60079-31
EN 50281-1-1
(jusqu’au 01.06.07),
EN 61241-1
Il existe deux méthodes différentes, équivalentes, A et
B, pour garantir la protection :
- Méthode A : détermination de l’étanchéité aux
poussières selon CEI 60529 (code IP)
- Méthode B : détermination de l’étanchéité aux
poussières par un essai thermique cyclique
Ex tD A21 = selon la méthode A pour la zone 21
Ex tD B21 = selon la méthode B pour la zone 21
Enveloppe à
surpression
Ex pD
L’infiltration d’une atmosphère environnante dans le
boîtier de matériels électriques est empêchée par le
fait qu’un gaz de protection (air, gaz inerte ou autre
gaz approprié) maintient dans son intérieur une
surpression par rapport à l’atmosphère environnante.
La surpression est maintenue avec ou sans balayage
permanent d’un gaz de protection.
CEI 61241-2
EN 61241-2
Sécurité
intrinsèque
Ex iD
Les matériels mis en œuvre en zone explosive
contiennent uniquement des circuits à sécurité
intrinsèque. Un circuit électrique est à sécurité
intrinsèque lorsque les étincelles ou les effets
thermiques, qui apparaissent dans des conditions
d’essai prédéfinies (concernant le fonctionnement
normal et des conditions de défaut déterminées), ne
peuvent provoquer l’inflammation d’une atmosphère
explosive déterminée.
CEI 61241-11
EN 61241-11
CEI 61241-18
EN 61241-18
Ex iaD = utilisation en zone 20, 21, 22
Ex ibD = utilisation en zone 21, 22
[Ex iaD] = matériel électrique associé – installation en
zone sûre
Encapsulage
Ex mD
Les composants, qui sont susceptibles d’enflammer
une atmosphère explosive par des étincelles ou
un échauffement, sont enrobés dans une masse
de remplissage, de telle sorte que l’atmosphère
explosive ne puisse s’enflammer. Ceci est réalisé
par un enrobage de tous côtés des composants avec
une masse de remplissage résistant aux influences
physiques – notamment électriques, thermiques et
mécaniques – ainsi qu’aux influences chimiques.
Ex maD = utilisation en zone 20, 21, 22
Ex mbD = utilisation en zone 21, 22
18
11.3 Modes de protection pour matériels non
électriques au sein d’atmosphères explosives
dues à la présence de gaz et dans les zones
contenant des poussières combustibles
Les appareils non électriques sont des appareils, qui
peuvent remplir leur fonction prévue sans utilisation
d’énergie électrique.
Mode de
protection
Désignation
Description / remarques
EN
Dispositions
générales
—
—
EN 13463-1
Enveloppe à
circulation limitée
fr
Par une étanchéité efficace d’un boîtier, l’infiltration d’une atmosphère Ex
peut être restreinte à tel point qu’aucune atmosphère explosive ne puisse
se produire à l’intérieur. Les différences de pression entre l’atmosphère
intérieure et extérieure dues aux variations de température doivent être
prises en compte. L’utilisation se limite à la catégorie d’appareils 3 (zone 2
et zone 22).
EN 13463-2
Enveloppe
antidéflagrante
d
Les pièces risquant d’enflammer une atmosphère explosive sont enfermées
dans un boîtier dont l’intérieur résiste à la pression en cas d’explosion
d’un mélange explosif et qui empêche une propagation de l’explosion à
l’atmosphère entourant le boîtier.
EN 13463-3
Sécurité à la
construction
c
Sur les types d’appareil qui ne contiennent pas de source d’inflammation en
fonctionnement normal, l’on applique des principes techniques éprouvés,
si bien que le risque de défauts mécaniques, qui peuvent conduire à
l’apparition de températures et d’étincelles d'inflammation, est réduit à un
niveau très bas.
EN 13463-5
Contrôle
de la source
d’inflammation
b
Des capteurs sont intégrés dans l’appareil, afin de déceler les conditions
dangereuses en voie d’apparition et d’engager des contre-mesures déjà
dans une phase précoce du défaut, avant que les sources d’inflammation
potentielles ne soient actives. Les mesures utilisées peuvent être engagées
automatiquement, au moyen de liaisons directes entre les capteurs et le
système de protection contre l’inflammation, ou manuellement, par l’envoi
d’un avertissement à l’exploitant de l’appareil.
EN 13463-6
Enveloppe à
surpression
interne
p
La formation d’une atmosphère explosive à l’intérieur d’un boîtier est
empêchée par un gaz de protection qui est maintenu à une surpression par
rapport à l’atmosphère environnante. Si nécessaire, l’intérieur du boîtier est
alimenté en permanence de gaz de protection pour obtenir la dilution de
mélanges combustibles.
EN 13463-7
Protection par
immersion dans
un liquide
k
Par l’immersion dans un liquide de protection ou par un mouillage
permanent avec un film d’un liquide de protection, les sources
d’inflammation sont neutralisées.
EN 13463-8
19
11.4 Justification de la sécurité
intrinsèque
A la différence d’autres modes
de protection (par ex. enveloppe
antidéflagrante), le mode de protection
« sécurité intrinsèque » se rapporte non
seulement aux matériels individuels mais
aussi au circuit électrique entier qui est à
sécurité intrinsèque. Un circuit à sécurité
intrinsèque est constitué d’au moins un
matériel électrique et d’un matériel associé.
Dans le cas d’un matériel à sécurité
intrinsèque (marquage par ex. Ex ia),
l’ensemble des circuits électriques sont
exécutés en version à sécurité intrinsèque.
Selon leur catégorie, ceux-ci peuvent
être utilisés directement dans les zones
prévues.
Concernant les matériels associés, tous les
circuits électriques ne sont pas à sécurité
intrinsèque. Ils contiennent cependant au
moins un circuit à sécurité intrinsèque,
qui peut être introduit dans la zone
explosive. Ils sont en principe utilisés en
zone sûre, les câbles de raccordement
entrent cependant dans la zone explosive.
C’est pourquoi les matériels associés
doivent également correspondre aux
catégories selon ATEX. Exemple : un
matériel associé, qui est relié à un capteur
ou un actionneur dans la zone 0, doit être
un appareil de la catégorie 1 (marquage
[Ex ia]).
Pour l’évaluation de circuits à sécurité
intrinsèque, l’exploitant doit apporter une
preuve de la sécurité intrinsèque. Pour
un circuit à sécurité intrinsèque simple,
les conditions suivantes doivent être
contrôlées :
Uo ô Ui
Io ô Ii
Po ô Pi
(Uo = tension de sortie maximale, Ui = tension d’entrée maximale)
(Io = courant de sortie maximal, Ii = courant d’entrée maximal)
(Po = puissance de sortie maximale, Pi = puissance d’entrée maximale,
Po = ¼ Uo × Io avec limitation de courant ohmique, Po = Uo × Io avec
limitation de courant électronique)
Co õ Cc + Ci (Co = capacité extérieure max., Cc = capacité du câble,
Ci = capacité intérieure max.)
Lo õ Lc + Li (Lo = inductance extérieure max., Lc = inductance du câble,
Li = inductance intérieure max.)
Les paramètres nécessaires sont prélevés
dans les manuels d’utilisation Ex ou
les certificats d’épreuve CE du type de
construction des appareils mis en œuvre.
Ensuite, les caractéristiques électriques
du circuit à sécurité intrinsèque (tension,
courant, puissance, capacité et inductance)
sont contrôlées. En présence d’un certificat
du système, le dimensionnement relatif au
système est déjà conforme.
Pour l’utilisation en zone 0,
l’interconnexion de plusieurs matériels
électriques associés n’est pas admissible.
Si le circuit à sécurité intrinsèque pour
des applications en zone 1 et en zone 2 est
constitué de plus d’un matériel associé,
une justification doit avoir lieu au moyen
de calculs théoriques ou de contrôles avec
l’éclateur en veillant à la présence d’une
somme de courants.
Remarque : dans certains cas, d’autres
contrôles sont nécessaires pour cette
justification, par ex. récupération d’énergie
en cas de défaut, prise en compte de
capacités et d’inductances concentrées.
Si un circuit à sécurité intrinsèque
contient un matériel dont le niveau de
protection est ib, le circuit électrique entier
correspond au niveau de protection ib.
11.5 Particularités du mode de protection
« sécurité intrinsèque »
En cas d’utilisation et de fonctionnement
de matériels en mode de protection
« sécurité intrinsèque », il convient de
respecter, entre autres, les points suivants :
• Avant l’interconnexion de matériels
à sécurité intrinsèque, il convient
d’apporter une preuve concluante de la
sécurité intrinsèque.
• Dans le cas de matériels à sécurité
intrinsèque qui ont été alimentés de
manière non à sécurité intrinsèque,
le mode de protection « sécurité
intrinsèque » est annulé. Dans ce cas, les
appareils ne doivent plus être utilisés en
zone Ex, étant donné que des mesures
restrictives, internes aux appareils,
pourraient être détruites par ce biais.
20
Un contrôle adéquat n’est possible que
chez le fabricant. La même remarque
s’applique en substance aux matériels
à sécurité intrinsèque associés qui sont
utilisés pour l’alimentation de matériels
non à sécurité intrinsèque.
• Le travail sur des matériels à sécurité
intrinsèque (par ex. l’entretien et la
maintenance) ne sont possibles qu’avec
des moyens de mesure à sécurité
intrinsèque.
• Le paramétrage de matériels à sécurité
intrinsèque n’est possible qu’au travers
des appareils à sécurité intrinsèque ou
des appareils non à sécurité intrinsèque
avec étage séparateur Ex interconnecté.
12 Energie minimale d’inflammation et groupes d’explosion
L’énergie minimale d’inflammation
est la plus petite énergie possible qui
enflamme tout juste encore le mélange
le plus facilement inflammable. Cette
caractéristique des substances doit être
prise en compte lors de la sélection
des matériels. Pour les poussières, la
valeur mesurée de l’énergie minimale
d’inflammation est indiquée. Pour les gaz,
une classification en groupes d’explosion
est réalisée.
Concernant les matériels électriques du
groupe I (exploitation des mines), on part
du principe que seul du méthane apparaît
comme gaz combustible, associé toutefois
à de la poussière de charbon. Si, dans ces
zones, d’autres substances combustibles
peuvent également apparaître, il convient
d’appliquer la répartition supplémentaire,
telle qu’elle est réalisée dans le groupe II.
Groupe
d’explosion
Pour les matériels électriques du groupe
II (zones restantes), qui sont utilisés dans
une atmosphère de gaz explosive, une
répartition supplémentaire en groupes
d’explosion est réalisée.
Le tableau suivant montre un aperçu des
interstices expérimentaux maximum
de sécurité et des courants minimum
d’inflammation pour les différents groupes
d’explosion.
Les critères de répartition sont l’interstice
expérimental maximal de sécurité et
le courant minimal d’inflammation.
L’interstice expérimental maximal de
sécurité (IEMS) et l'énergie minimale
d’inflammation (EMI) sont déterminés
pour différents gaz et vapeurs dans
des conditions parfaitement définies.
L’interstice expérimental maximal de
sécurité est l’interstice de sécurité,
pour lequel un retour de flamme du
mélange n’a tout juste plus lieu dans un
appareil de contrôle avec une longueur
d’interstice de 25 mm. L'énergie minimale
d’inflammation se rapporte au courant
minimal d’inflammation pour le méthane
de laboratoire.
Interstice
expérimental
maximal de
sécurité IEMS
Rapport du courant minimal
d’inflammation EMI
(rapporté au méthane = 1)
Gaz exemple
IIA
> 0,9
> 0,8
Propane
IIB
0,5 – 0,9
0,45 – 0,8
Ethylène
IIC
< 0,5
< 0,45
Hydrogène, acétylène
La dangerosité des gaz augmente du groupe d’explosion IIA au groupe IIC.
Les exigences imposées aux matériels électriques augmentent en conséquence pour ces
groupes d’explosion. C’est pourquoi il faut, le cas échéant, indiquer sur les matériels
électriques, le groupe d’explosion pour lequel ils sont prévus.
Les matériels électriques, qui sont autorisés pour le groupe IIC, peuvent également être
utilisés pour tous les autres groupes d’explosion.
21
13 Température d’inflammation et classes de température
Dans une atmosphère explosive, un
matériel dont la température de surface est
élevée, peut entraîner une inflammation
thermique.
La température d’inflammation d’un
gaz, d’une vapeur ou d’une poussière
combustible est la température la plus
basse d’une surface échauffée, à laquelle
survient l’inflammation du mélange
gaz/air ou vapeur/air. Elle constitue
pratiquement la valeur de température la
plus basse, à laquelle une surface chaude
peut enflammer l’atmosphère explosive
concernée.
Classe de
température
Groupe d’explosion II –
Gaz et vapeurs combustibles
Les gaz et vapeurs combustibles sont
répartis d’après leur inflammabilité en
classes de température. La température
maximale de la surface d’un matériel
électrique doit toujours être inférieure
à la température d’inflammation du
mélange gaz/air ou vapeur/air, dans lequel
il est utilisé. Les matériels électriques
sont attribués d’après leur température
maximale de surface (y compris en cas de
défaut) aux classes de température. Bien
entendu, les matériels, qui correspondent à
une classe de température supérieure (par
ex. T4), sont également admissibles pour
les applications pour lesquelles une classe
de température inférieure est exigée (par
ex. T2 ou T3).
Température de surface maximale
admissible des matériels
Température d’inflammation
des substances combustibles
T1
450 °C
> 450 °C
T2
300 °C
> 300 °C à ô 450 °C
T3
200 °C
> 200 °C à ô 300 °C
T4
135 °C
> 135 °C à ô 200 °C
T5
100 °C
> 100 °C à ô 135 °C
T6
85 °C
> 85 °C à ô 100 °C
Sauf indication contraire (dans la
documentation et sur la plaque
signalétique), ces indications se rapportent
à une température ambiante du matériel
électrique de +40 °C. La température
d’inflammation la plus basse de
l’atmosphère explosive doit être supérieure
à la température maximale de la surface du
matériel électrique. La température limite
du matériel ne doit pas être dépassée, y
compris en cas de défaut.
22
Groupe d’explosion I
Pour les matériels électriques du groupe
d’explosion I, la température maximale de
surface est généralement définie comme
suit :
• 150 °C en cas de dépôt de poussière de
charbon par couches
• 450 °C sans dépôt de poussière de
charbon
Exemple 1 : La température
d’inflammation de l’essence se situe dans
la plage 220 °C … 300 °C. C’est pourquoi,
seuls des matériels électriques des classes
de température T3 … T6 peuvent être
utilisés dans cette atmosphère.
Exemple 2 : La température de la surface
d’un matériel électrique doit être de 150 °C
en cas de défaut. Par conséquent, il doit
uniquement être utilisé pour les classes de
température T1 … T3.
Le tableau suivant montre l’affectation des gaz et vapeurs combustibles en
groupes d’explosion et classes de température.
Classes de T1
température (450 °C)
T2
(300 °C)
T3
(200 °C)
T4
(135 °C)
1,2-dichloréthane
(440 °C)
Essence
(220 - 300 °C)
Acétaldéhyde
(140 °C)
T5
(100 °C)
T6
(85 °C)
Groupe
d’explosion
IIA
Acétone
(540 °C)
Ammoniac
(630 °C)
Benzène
(555 °C)
Ethane
(515 °C)
Acétate d’éthyle
(460 °C)
Cyclohexanone
(430 °C)
i-acétate d’amyle
(380 °C)
n-butane
(365 °C)
Alcool butylique
(340 °C)
Gazole
(220 - 300 °C)
Kérosène
(220 - 300 °C)
Mazout
(220 - 300 °C)
n-hexane
(240 °C)
Acide acétique
(485 °C)
Monoxyde de
carbone
(605 °C)
Méthanol
(455 °C)
Propane
(470 °C)
Toluène
(535 °C)
IIB
Gaz de ville
(560 °C)
Alcool éthylique
(425 °C)
Glycol éthylique
(335 °C)
Ethylène
(425 °C)
Sulfure
d'hydrogène
(270 °C)
Ether diéthylique
(180 °C)
Oxyde d’éthylène
(440 °C)
IIC
Hydrogène
(560 °C)
Acétylène
(305 °C)
Sulfure de
carbone (95 °C)
23
Groupe d’explosion II – Poussières
combustibles
Dans le cas de poussières combustibles,
aucune répartition en classes de
température n’est effectuée.
La température minimale d’inflammation
du nuage de poussières doit être comparée
à la température maximale de la surface du
matériel en tenant compte d’un facteur de
sécurité.
La température maximale de la surface du
matériel (surface = surface extérieure du
matériel) ne doit pas être élevée au point
de pouvoir enflammer de la poussière
soulevée en tourbillons ou déposée sur
les matériels. A cet égard, les conditions
suivantes doivent être remplies :
• La température de surface ne doit
pas dépasser 2/3 de la température
d’inflammation du mélange poussière/
air respectif.
• Étant donné que les poussières peuvent
également se déposer sur les matériels,
il faut en plus tenir compte de la
température minimale d’inflammation
de la couche de poussière (température
d’auto-inflammation). La température
d’auto-inflammation est la température
la plus basse d’une surface chaude,
sur laquelle une couche de poussière
de 5 mm peut s’enflammer. La
température de la surface d’un matériel
ne doit pas dépasser la température
d’auto-inflammation réduite de 75 K
de la poussière. En cas d’épaisseurs
300
surface du matériel en °C
Température maximale admissible de la
400
Température
200
d’auto-inflammation
avec une épaisseur de
couche de 5 mm
100
400 °C ô T5 mm
320 °C ô T5 mm < 400 °C
250 °C ô T5 mm < 320 °C
0
0
10
20
30
40
50
Epaisseur de la couche en mm
Réduction de la température maximale admissible de la surface avec une épaisseur
croissante de la couche de poussière (voir également CEI 61241-14)
Lorsque l’épaisseur de couche est supérieure à 50 mm, la température d’auto-inflammation
doit être mesurée par des essais de laboratoire. Ceci vaut également pour les épaisseurs de
couche supérieures à 5 mm, lorsque la température d’auto-inflammation est inférieure à
250 °C avec une épaisseur de couche de 5 mm. Les essais de laboratoire sont également
nécessaires en cas d’enfouissement complet des matériels par de la poussière combustible.
24
de couche supérieures à 5 mm,
l’isolation thermique augmente. De
ce fait, la couche de poussière peut
déjà s’enflammer à des températures
inférieures et une diminution
supplémentaire de la température de
surface est nécessaire. Celle-ci est
déterminée selon CEI 61241-14, à partir
du schéma de la figure ci-dessous.
• La plus basse des températures
déterminées à partir des deux critères est
déterminante.
Exemple du lignite :
Tmax = température d’autoinflammation - 75 K =
225 °C – 75 °C = 150 °C
Tmax = 2/3 de la température
14 Critères de sélection d’appareils et de systèmes de protection
14.1 Critères de sélection
Dans toutes les zones dans lesquelles
peuvent apparaître des atmosphères
explosives, il convient de sélectionner les
appareils et les systèmes de protection
d’après les catégories selon la directive
94/9/CE (ATEX 95). La relation entre la
catégorie selon la directive 94/9/CE avec
la zone selon la directive 1999/92/CE
(ATEX 137) est établie dans l’annexe II de
la directive 1999/92/CE.
Atmosphère explosive
Dans ces zones, il convient notamment
d’utiliser les catégories d’appareils
suivantes, dans la mesure où elles sont
adaptées pour les gaz, vapeurs, brouillards
et/ou poussières (voir également le
tableau) :
• en zone 0 ou en zone 20 : appareils de la
catégorie 1,
• en zone 1 ou en zone 21 : appareils de la
catégorie 1 ou de la catégorie 2,
• en zone 2 ou en zone 22 : appareils de
la catégorie 1, de la catégorie 2 ou de la
catégorie 3.
Directive 1999/92/CE
(ATEX 137)
Atmosphère explosive présente
Répartition en zones
Gaz
Poussière
Directive 94/9/CE
(ATEX 95)
Exigences relatives aux
appareils (catégorie)
Zone 0
En permanence, à long terme,
fréquemment
1G
Zone 1
Occasionnellement
2G ou 1G
Zone 2
Non, rarement ou fugitivement
3G ou 2G ou 1G
Zone 20
En permanence, à long terme,
fréquemment
1D
Zone 21
Occasionnellement
2D ou 1D
Zone 22
poussière conductrice
poussière non conductrice
Non, rarement ou fugitivement
2D ou 1D
3D ou 2D ou 1D
G = gaz, vapeurs, brouillards
D = Dust (poussière)
14.2 Catégorisation d’appareils GD
L’indication GD sur un appareil (par ex.
II 1 GD) signifie qu’un appareil peut être
utilisé dans des atmosphères explosives
dues à la présence de gaz ou dans des
atmosphères explosives dues à la présence
de poussière. GD est ici une écriture
abrégée des désignations de catégorie G et
D, valables séparément. Le marquage II 1
GD signifie, par exemple, II 1 G ou II 1 D.
En cas de montage dans une zone
cloisonnée, cet agrément permet des
mélanges, tels que l’élément capteur en
atmosphère Ex gaz, le boîtier du capteur
avec l’électronique en atmosphère Ex
poussière. Un matériel avec agrément
II 1/2 GD, par exemple, peut donc être
monté sur la cloison d’un réservoir, dont
l’intérieur a été défini comme zone 0
Ex « gaz » et dont l’extérieur a été défini
comme zone 21 Ex « poussière ».
Une utilisation dans des atmosphères
explosives mixtes (Ex « gaz » + Ex
« poussière » = mélange hybride) n’est
cependant pas possible avec cet agrément.
Par principe, une attribution sans
équivoque des zones par l’exploitant est
toujours nécessaire. Les catégories de
matériels nécessaires s’y orientent. Les
règles en matière de protection contre
les explosions : « En cas de doute lors
de la répartition en zones, l’étendue des
mesures de protection doit s’orienter, dans
la totalité de la zone explosive, d’après la
probabilité maximale d’apparition d’une
atmosphère explosive dangereuse. Pour
cette raison, dans les cas où les poussières
peuvent former une atmosphère explosive
dangereuse conjointement avec les gaz,
vapeurs ou brouillards (mélanges hybrides),
il faut tenir compte de la répartition de la
zone explosive, aussi bien d’après les zones
0, 1 et 2 que d’après les zones 20, 21 et
22. »
25
15 Documentation pour fabricants et exploitants
Un fabricant ne peut mettre sur le marché
des appareils et des systèmes de protection
destinés à être utilisés en zones explosibles
que s’ils ont été soumis à une méthode
d’évaluation de la conformité exigée par la
directive 94/9/CE (ATEX 95).
15.1 Certificat d’examen CE de type
Pour les appareils des catégories 1 et M1,
il convient d’effectuer un examen CE de
type et une certification par un organisme
de contrôle notifié. Il en est de même pour
les matériels électriques et les moteurs à
combustion des catégories 2 et M2. Pour
les autres matériels non électriques de
ces catégories et pour les matériels de la
catégorie 3, le fabricant peut déterminer et
documenter sous sa propre responsabilité
la conformité avec les exigences de la
directive.
Pour les appareils de la catégorie 3 (adaptés
pour la zone 2), selon la directive ATEX,
aucun certificat d’examen CE de type
n’est prévu, et son émission n’est d’ailleurs
pas tolérée. Au lieu de cela, le fabricant
émet une déclaration de conformité CE,
dans laquelle il confirme le respect de la
directive ATEX et des normes harmonisées
en vigueur pour ces appareils.
Le graphique suivant représente la
méthode d’évaluation de la conformité
pour le groupe d’appareils II en fonction de
la catégorie d’appareils.
Appareils du groupe II avec source d’inflammation potentielle
Catégorie 1
Catégorie 2
oui
Appareil
électrique ?
oui
Catégorie 3
non
Moteur avec
combustion
interne
non
Certificat d’examen
CE de type
Transmettre la
Documentation
documentation technique
chez
le fabricant
à l’organisme notifié
Contrôle interne de fabrication
Exigences fondamentales de sécurité et de santé
Un « X » figurant à la fin du numéro du
certificat d’examen CE de type désigne
les « Conditions particulières pour un
fonctionnement sûr ». Un « U » figurant à
la fin désigne un certificat partiel pour des
produits qui ne peuvent pas être utilisés
de façon autonome, mais uniquement en
tant que partie importante pour la sécurité
d’appareils Ex.
26
Les certificats d'examen CE de type
d’organismes notifiés sont reconnus
réciproquement par tous les états membres
de l’UE.
15.2 Déclaration de conformité CE
Les appareils et les systèmes ne peuvent
être mis sur le marché que lorsqu’ils
portent la marque CE et si un manuel
d’utilisation et une déclaration de
conformité du fabricant sont joints. Le
marquage CE ainsi que la déclaration
de conformité CE écrite confirment
la conformité du produit à toutes les
prescriptions européennes pertinentes et
à la méthode d’évaluation qui est définie
dans les directives CE.
Le fabricant est tenu de fabriquer tout
matériel électrique de telle manière qu’il
réponde aux documents de contrôle et
aux échantillons d’essai. Finalement, il est
également tenu de soumettre chaque pièce
fabriquée d’un matériel électrique protégé
contre les explosions à un essai individuel
et de la marquer en conséquence si elle a
réussi le test.
Remarque : Avec les appareils
Endress+Hauser, la déclaration de
conformité CE est contenue dans le manuel
d’utilisation Ex.
15.3 Manuel d’utilisation Ex
(conseils de sécurité)
Directive 94/9/CE (ATEX 95), Annexe II,
paragraphe 1.0.6 a) : à chaque appareil ou
système de protection doit correspondre un
manuel de mise en service qui contient les
indications minimales suivantes :
• Les mêmes indications que sur le
marquage des appareils ou systèmes de
protection, à l’exception du numéro de
série et, le cas échéant, d’informations
importantes pour la maintenance ;
• Indications relatives à la mise en service,
l’utilisation, le montage et le démontage,
la maintenance (maintenance et
dépannage), l’installation, le réglage ;
• Si nécessaire, le marquage de zones
dangereuses en amont de dispositifs de
décharge de pression ;
• Si nécessaire, des indications en vue de
l’initiation ;
• Indications permettant de décider sans
aucun doute si l’utilisation d’un appareil
(en fonction de sa catégorie mentionnée)
ou d’un système de protection est
possible sans danger dans la zone
prévue, dans les conditions prévisibles ;
• Valeurs caractéristiques électriques et
pressions, températures maximales de
surface ainsi que d’autres seuils ;
• Si nécessaire, les conditions particulières
pour l’utilisation, y compris les
instructions concernant une utilisation
inappropriée, qui peut se produire par
expérience ;
• Si nécessaire, les caractéristiques
essentielles des outils qui peuvent être
montés sur l’appareil ou le système de
protection.
Directive 94/9/CE (ATEX 95), Annexe II, paragraphe 1.0.6 c) : le manuel de mise en
service contient les plans et schémas nécessaires pour la mise en service, la maintenance,
l’inspection, le contrôle du bon fonctionnement et, le cas échéant, la réparation de
l’appareil ou du système de protection, ainsi que l’ensemble des indications utiles,
notamment concernant la sécurité.
27
16 Marquage selon ATEX
16.1 Contenus du marquage ATEX
En plus des données usuelles (fabricant,
type, numéro de série, caractéristiques
électriques), les données concernant la
protection contre les explosions doivent
être intégrées au marquage.
Sur chaque appareil, il convient d’apposer
d’après la directive ATEX 94/9/CE une
marque, de manière visible et indélébile,
conformément aux indications minimales
selon l’Annexe II n° 1.05, ainsi que les
marques prévues de la norme appliquée
pour le mode de protection. Par
conséquent, le marquage doit contenir :
• Nom et adresse du fabricant
• Marque CE (hauteur min. 5 mm) et, le
cas échéant, le numéro d’identification
de l’organisme notifié pour la
surveillance de l’assurance de la qualité
• Désignation de série et type
• N° de série / n° de fabrication
• Année de fabrication
• Marque de protection contre les
explosions (hexagone Ex)
• Groupe d’appareils et catégorie
• Mode de protection
• Groupe d’explosion
• Classe de température
• Le cas échéant, compléments
d'information selon la norme
d’application
28
Le marquage CE de l’appareil confirme le respect de l’ensemble
des directives UE s’appliquant à l’appareil. Par exemple, une lampe
protégée contre les explosions, portant la marque CE, doit répondre
à la fois à la directive sur la protection contre les explosions et à la
directive CEM.
La marque CE peut également être munie des numéros d’identification
de plusieurs organismes notifiés (par ex. pour ATEX et la directive sur
les équipements sous pression).
16.2 Marquage de matériels électriques protégés contre les explosions
Caractéristique de marquage
Exemple
Nom ou marque du fabricant
Endress+Hauser
Désignation de type
Levelflex M
Adresse
D-79689 Maulburg
Marque CE avec code de l’organisme de contrôle
4 0044
Organisme de contrôle et numéro d’agrément
KEMA 02 ATEX 11091
Marquage selon la directive 94/9/CE (ATEX 95)
0 II 1/2 G
Marques distinctives de l’UE (hexagone Ex)
0
Groupe d’appareils : I (protection antigrisouteuse),
II (protection contre les explosions, zones restantes)
II
Catégorie d’appareils (pour le groupe d’appareils II : 1, 2 ou 3)
1/2
Domaine d’application en atmosphère explosive
(G : gaz, vapeurs, brouillards, D : poussières)
G
Marque de protection contre les explosions
Ex ia IIC T6
Marquage selon CENELEC : EEx (jusqu’en mars 2007, période de transition) ou Ex
(à partir de décembre 2004)
Ex
Mode(s) de protection
(ia pour appareils à sécurité intrinsèque, [ia] pour matériels associés, d, e, m…)
ia
Groupe d’explosion en présence de gaz
(classification IIA, IIB, IIC pour Ex d et Ex i)
IIC
Classe de température en présence de gaz (pour groupe d’appareils II),
température maximale de surface en présence de poussières
T6
Caractéristiques électriques concernant la protection contre les explosions
U, I, P, C, L
Température ambiante (si différente de -20 °C … +40 °C)
-20 °C ô Ta ô +70°C
Renvoi au manuel d’utilisation Ex correspondant
XA 164F-D
1
Le cas échéant, compléments d'information selon des normes d’application (par ex. « X » pour conditions d’installation particulières,
« U » pour composants Ex)
Hexagone Ex
Numéro
d’agrément
Made in Germany
D-79689 Maulburg
LEVELFLEX M
Order Code: FMP40-11K3CRJB21AA
Ser.-No.: 73FFFF01TST
LN= 1200 mm
Adresse du
fabricant
PN 40 bar
16 … 30 V DC 0,8 W
2-wire
4 ... 20 mA HART
IP68 / NEMA 6P
KEMA 02 ATEX 1109
II 1/2 G
IECEx TUN 04.0010
Zone 0/1
Ex ia IIC T6
XA164F-D
0044
Tamb > 70°C
Dat./Insp.: 12/06
Marque CE avec
n° d’ident. de
l’organisme notifié
pour la surveillance
de l’assurance qualité
Année de
fabrication
250001855-B
Groupe et
catégorie,
marquage G
(gaz) ou
D (poussière)
Mode de
protection,
groupe
d’explosion,
classe de
température
N° du manuel
d’utilisation
Ex
Exemple de plaque signalétique selon ATEX
29
17 Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions
17.1 Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions dues à la présence de gaz
II 1/2 G Ex ia IIC T6
Matériel du groupe d’appareils II pouvant être monté dans la cloison entre la zone 0 et la zone 1.
Mode de protection « sécurité intrinsèque », niveau de protection ia (tolérance à deux défauts),
très faible énergie générée (également en cas de défaut), température maximale de surface
correspondant à la classe de température T6.
II 2 G Ex d IIC T4
Matériel du groupe d’appareils II pour la zone 1. Mode de protection « enveloppe
antidéflagrante », très faible énergie générée (également en cas de défaut), température maximale
de surface correspondant à la classe de température T4.
II 2 (1) G Ex d [ia] IIB T4
Matériel du groupe d’appareils II utilisable en zone 1, en mode de protection « enveloppe
antidéflagrante. Il contient en plus des circuits à sécurité intrinsèque qui peuvent être introduits
en zone 0. Energie générée (également en cas de défaut) correspondant au groupe d’explosion IIB,
température maximale de surface correspondant à la classe de température T4.
II 3 G Ex nA II T6
Matériel ne produisant pas d’étincelles du groupe d’appareils II utilisable en zone 2. Très faible
énergie générée (également en cas de défaut), température maximale de surface correspondant à
la classe de température T6.
17.2 Exemples de marquage de matériels protégés contre les explosions dues à la présence de poussières
II 2 D Ex tD A21 IP 65 T 80 °C
Matériel utilisable dans les zones avec poussières combustibles (jusqu’en zone 21). Mode de
protection « protection par boîtier ». Justification de l’étanchéité aux poussières par la méthode A
(degré de protection IP 6x). A température ambiante maximale, la température de la surface du
boîtier peut s’élever à 80 °C max.
II 1 D Ex iaD 20 T 96 °C
Matériel utilisable dans les zones avec poussières combustibles (jusqu’en zone 20). Mode de
protection « sécurité intrinsèque ». A température ambiante maximale, la température de la
surface du boîtier peut s’élever à 96 °C max.
II 2 D Ex t IIIC T225 °C Db IP65 Marquage selon CEI 60079-31 :
ou
Matériel utilisable dans les zones avec poussières combustibles (jusqu’en zone 21). Mode de
II 2 D Ex tbD IIIC T225 °C IP65 protection tD « protection par boîtier », niveau de protection d’appareil (EPL) tbD. Utilisable
pour les poussières du groupe de poussières IIIC (poussières conductrices). A température
ambiante maximale, la température de la surface du boîtier peut s’élever à 225 °C max. Degré de
protection du boîtier IP 65.
17.3 Exemples de marquage de matériels avec agrément combiné GD
II 1/2 GD T 55°C Ex ia IIC T6
Le matériel est utilisable pour les zones avec gaz combustible ou poussière combustible.
Possibilités pour capteur / boîtier : 1G/2G, 1D/2D, 1G/2D ou 1D/2G. A température ambiante
maximale, la température de la surface du boîtier peut s’élever à 55 °C max. Mode de protection
« sécurité intrinsèque », niveau de protection ia (tolérance à deux défauts). Très faible énergie
générée (également en cas de défaut), température maximale de surface correspondant à la classe
de température T6.
II (1) GD [Ex ia] IIC
Matériel électrique associé ne pouvant pas être utilisé en zone Ex. Seule une partie de l’appareil
satisfait aux exigences de catégorie et dispose de circuits à sécurité intrinsèque, qui peuvent être
introduits en zone 0 ou en zone 20.
30
17.4 Exemples de marquage de matériels non électriques
II 1 G c/k T4
Exemple d’un appareil non électrique du groupe II : l’appareil est approprié pour une utilisation
continue en atmosphère explosive due à la présence de gaz, parce qu’il possède deux modes
de protection indépendants, parmi lesquels un mode reste effectif même en cas de défauts
apparaissant rarement. Les deux modes de protection sont la sécurité constructive « c » avec une
température maximale de surface de 135 °C (T4) et la protection par immersion dans un liquide
« k ». Remarque : Il convient d’observer la barre oblique « / » entre les deux modes de protection
indépendants.
II 2 G c k T4
Exemple d’un appareil du groupe II, catégorie d’appareils 2 : cet appareil convient pour l’utilisation
en atmosphère explosive due à la présence de gaz et utilise deux modes de protection sur
différentes parties de l’appareil.
II 2 G d IIB T4
Exemple d’un appareil du groupe II, catégorie d’appareils 2 avec enveloppe antidéflagrante pour
zones explosives, pour les gaz du groupe IIB, avec une classe de température de surface maximale
T4.
II 3 G T4
Exemple d’un appareil du groupe II, catégorie d’appareils 3, pour atmosphères explosives dues à la
présence de gaz, avec une classe de température de surface maximale T4, sans mode de protection.
II 2 D c 110 °C
Exemple d’un appareil du groupe II, catégorie d’appareils 2 pour atmosphères explosibles dues à
la présence de poussières avec mode de protection « sécurité constructive » et une température de
surface maximale de 110 °C.
II 2 GD c 230 °C
Exemple de marquage d’atmosphères gazeuses et poussiéreuses
II 2 G d T3 / 1 G c T2
Exemple de marquage d’un appareil avec deux catégories pour par ex. différentes parties de
l’appareil
17.5 Marquage X
Le symbole « X » est utilisé comme
complément à la fin du numéro de
certificat, afin de signaler des conditions
d’installation particulières pour
l’application sûre de matériels protégés
contre les explosions. Exemple : PTB 98
ATEX 2215 X
Sélection de quelques critères pour l’attribution d’un indice « X » :
• La charge électrostatique de l’isolation doit être évitée (zone 0)
• La charge électrostatique du boîtier doit être évitée (zone 1)
• La résistance des joints en contact avec le produit doit être garantie
• La résistance des matériaux utilisés doit être garantie (par ex. matières plastiques)
• Éviter les étincelles à la suite de chocs et de frottements
• Respecter la gamme de température ambiante
Le manuel d’utilisation Ex doit dans ce cas
contenir suffisamment d’informations, afin
que l’utilisateur puisse évaluer l’aptitude
du matériel pour une application spéciale.
Remarque : Dans certaines normes
relatives à la protection contre les
explosions, un « X » est exigé à la fin
du numéro de certificat d’examen CE
de type pour des caractéristiques de
sécurité déterminées, bien que d’autres
caractéristiques de sécurité, pour
lesquelles aucun indice « X » n’est exigé,
ne sont pas moins importantes.
31
18 Exemples d’installation
La figure ci-dessous montre avec l’exemple « Stockage de liquides combustibles »
une répartition possible en zones et la sélection en résultant de matériels
électriques (ici en mode de protection « sécurité intrinsèque »).
Zone non Ex
Zone Ex
II 1/2 G Ex ia IIC T6
Zone 1
II 1/2 G Ex ia IIC T6
II (1) G [Ex ia] IIC
Matériel associé
(contient un circuit à
sécurité intrinsèque)
II 2 G Ex ia IIC T6
Zone 0
Stockage
de liquides
combustibles
II 1/2 G Ex ia IIC T6
Raccord
process en tant
qu’interface
1/2 G
Exemples d’installation de matériels électriques en « sécurité intrinsèque »
32
Zone 2
Exemples de répartition en zones
Zone 0
A la zone 0 appartiennent essentiellement
les zones au sein de récipients, conduites et
appareils fermés, dans lesquels se trouvent
des liquides combustibles. La zone
explosive se trouve au-dessus du niveau
de liquide, pas à l’intérieur du liquide. La
plupart des gaz de liquides combustibles
sont plus lourds que l’air et se propagent
de manière analogue aux liquides. Les
cavités telles que les fosses ou un puisard
d’aspiration peuvent abriter des gaz
explosifs sur une durée prolongée, si bien
qu’il faille ici aussi s’attendre à une zone 0.
Zone 1
En zone 1, des substances combustibles
ou explosives sont fabriquées, traitées ou
stockées. En font partie l’environnement
des trous d’alimentation et la zone proche
de dispositifs de remplissage et de vidange,
la zone proche autour d’appareils fragiles,
les conduites et autour des presse-étoupe
insuffisamment étanches sur les pompes
et les vannes. Il est vraisemblable qu’une
concentration combustible apparaisse
pendant le fonctionnement normal. Les
sources d’inflammation, qui apparaissent
en cas de fonctionnement normal, sans
défaut, et les sources d’inflammation, qui
apparaissent habituellement en cas de
dysfonctionnement, doivent être exécutées
de façon antidéflagrante.
Zone 2
A la zone 2 appartiennent d’autres zones
autour des zones 0 et 1, ainsi que des
zones autour des raccords par bride dans
le cas de conduites au sein de locaux
fermés. Par ailleurs entrent en ligne de
compte les zones dans lesquelles la limite
d’explosivité inférieure, par une ventilation
naturelle ou forcée, n’est atteinte que
dans des cas d’exception, tel que c’est le
cas dans l’environnement d’installations
à l’air libre. En zone 2, des substances
combustibles ou explosives sont fabriquées
ou stockées. La probabilité d’apparition
d’une concentration combustible est rare et
l’apparition est également de courte durée.
Zone 20
La zone 20 est généralement à définir
uniquement à l’intérieur de réservoirs,
conduites, appareils, etc. Des exemples
typiques sont les trémies de remplissage,
silos, cyclones (dépoussiéreurs centrifuges)
et filtres, systèmes de transport de
poussières, mélangeurs, moulins, sécheurs,
dispositifs d’ensachage.
Zone 22
En zone 22 peuvent, entre autres, être
classifiées des zones dans lesquelles se
trouvent des installations contenant
des poussières, lorsque de la poussière
peut s’échapper en raison de défauts
d’étanchéité et lorsque des dépôts de
poussières en quantité dangereuse peuvent
se former.
Zone 21
En zone 21 sont classifiées, entre
autres, les zones suivantes : zones
dans l’environnement immédiat de
stations de dépoussiérage et de stations
de remplissage, intérieur d’appareils
et d’installations inertisées, ainsi que
les zones dans lesquelles apparaissent
des dépôts de poussières et qui, en
fonctionnement normal, peuvent former
une concentration explosive de poussières
combustibles en mélange avec l’air.
33
19 Nouvelle normalisation CEI en matière de protection contre les
explosions et ses répercussions sur « l’environnement ATEX »
La réorganisation complète de la norme
de base relative à la protection contre les
explosions selon CEI 60079-0 est en cours.
Elle doit s’appliquer à l’avenir à l’ensemble
des matériels protégés contre les explosions
(protection contre les explosions de
gaz, protection contre les explosions
de poussière, exploitation des mines) et
contient l’harmonisation la plus poussée de
dispositions généralement valables (par ex.
exigences imposées au boîtier).
Le domaine d’application étendu
est déjà visible dans le titre de la
nouvelle édition de la norme. Dans
l’ancien titre : « Electrical Apparatus
for explosive atmospheres » (Appareils
électriques pour atmosphères explosives)
a disparu le mot « gaz », ce qui fait
allusion au domaine d’application général
qui comprend désormais également
la protection contre les explosions de
poussières. Avec cette édition de la norme,
le manque d’uniformité apparu au fil
des ans concernant le vocabulaire en
matière de protection contre les explosions
de matériels électriques doit ainsi être
éliminé.
Les descriptions des Equipment
Protection Levels (EPL) (niveaux
de protection des appareils) ont été
nouvellement incorporées dans les
définitions de termes. L’introduction
des « Equipment Protection Levels »
(en français : niveaux de protection
des appareils) se base sur les catégories
d’appareils 1, 2 et 3 définies dans les
directives ATEX, en tant que contrepartie
par rapport aux trois zones. On entend
par EPL le niveau de protection d’un
appareil, qui dépend du risque constaté
de formation de sources d’inflammation
et des différentes conditions au sein
d’atmosphères explosives dues à la
présence de gaz et de poussières, dans
les installations minières de surface et
souterraines.
Comparaison des catégories selon ATEX et EPL selon CEI 60079-0
Zone explosive
Groupe / catégorie d’appareils
selon la directive 94/9/CE
(ATEX 95)
Groupe d’appareils et EPL selon
CEI 60079-0
Zone 0
II 1 G
II Ga
Zone 1
II 2 G
II Gb
Zone 2
II 3 G
II Gc
Zone 20
II 1 D
III Da
Zone 21
II 2 D
III Db
Zone 22
II 3 D
III Dc
Exploitation des mines (très haute sécurité)
IM1
I Ma
Exploitation des mines (haute sécurité)
IM2
I Mb
34
Toutes les exigences généralement
valables, c’est-à-dire non spécifiques au
mode de protection, de la protection contre
les explosions de poussières issues de la
norme CEI 61241-0 ont été intégrées dans
la nouvelle édition de la norme CEI 600790. L’ancienne répartition en groupe I :
matériels électriques pour les excavations
souterraines à risque permanent de grisou
et en groupe II : matériels électriques
pour toutes les autres zones explosives à
l’exception des excavations souterraines
à risque permanent de grisou, a été
modifiée (groupe II exclusivement pour la
protection contre les explosions gazeuses)
et complétée (nouveau groupe III pour
la protection contre les explosions de
poussières).
Répartition en groupes selon CEI 60079-0
(groupe II modifié, groupe III nouveau)
• Groupe I : matériels électriques pour les zones susceptibles d’être mises en danger par le
grisou (méthane)
• Groupe II : matériels électriques pour les zones susceptibles d’être mises en danger par
les gaz
• Groupe III : Matériels électriques pour les zones susceptibles d’être mises en danger
par les poussières (IIIA : peluches, IIIB : poussière non conductrice, IIIC : poussière
conductrice)
D’autres changements importants concernent le marquage : le tableau suivant fait état de
quelques exemples de marquage pour les matériels protégés contre les explosions. Aussi
bien les exigences en terme de marquage selon la directive ATEX 94/9/CE qu’également
selon la norme CEI 60079 (Equipment Protection Levels – EPL) sont ici prises en compte.
Exemples de marquage ATEX + CEI
II 2 G Ex d [ib] IIC T4 Gb
Appareil pour zone 1 avec sortie Ex ib
II 2 (1) G Ex d [ia Ga] IIC T4 Gb
Appareil pour zone 1 avec sortie Ex ia
II (1) G [Ex ia Ga] IIC
Matériel associé
II 1 D Ex maD 20 IIIC T120°C Da
Appareil pour zone 20
II 1/2 G Ex ia/d IIC T6 Ga/Gb
Appareil pour zone 0 / zone 1
I M2 Ex e mb I Mb
Appareil pour l’exploitation des mines de charbon
35
20 Directives, ensembles de dispositions et bibliographie
en matière de protection contre les explosions
Directives 94/9/CE (ATEX 95) et 1999/92/CE (ATEX 137) :
• Directive 94/9/CE du Parlement Européen et du Conseil du 23 mars 1994
pour l’harmonisation des prescriptions juridiques des états membres relatives
aux appareils et systèmes de protection pour une utilisation conforme aux
prescriptions en zones explosibles
• Directive 1999/92/CE du Parlement Européen et du Conseil du 16 décembre
1999 sur les prescriptions minimales en vue de l’amélioration de la protection
de la santé et de la sécurité des employés qui peuvent être mis en danger par des
atmosphères explosives
Lignes directrices relatives à ATEX 95, guide relatif à ATEX 137 :
• Lignes directrices relatives à l’application de la directive 94/9/CE du Conseil
du 23 mars 1994 pour l’harmonisation des prescriptions juridiques des états
membres relatives aux appareils et systèmes de protection pour une utilisation
conforme aux prescriptions en zones explosibles
• Guide non contractuel pour des méthodes éprouvées concernant l’application de
la directive 1999/92/CE sur les prescriptions minimales en vue de l’amélioration
de la protection de la santé et de la sécurité des employés qui peuvent être mis
en danger par des atmosphères explosives
France métropolitaine
DOM-TOM & Export
Endress+Hauser SAS
3 rue du Rhin, BP 150
68331 Huningue Cedex
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