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Atmosphères Explosives

Le risque d’explosion est un des sujets les plus préoccupants dans un milieu industriel. Les effets d’une explosion peuvent être dévastateurs, tant sur le plan humain que matériel. Le risque d’explosion est d’autant plus problématique que son phénomène est instantané et irréversible. C’est donc un sujet très sensible que tout industriel doit avoir en tête. Ainsi, il est du devoir d’un employeur et plus particulièrement dans le milieu industriel de :

La réglementation des Atmosphères Explosives

Pour prévenir les risques liés à la présence d’atmosphères explosives (ATEX) sur les lieux de travail, le Code du Travail définit la réglementation ATEX issue initialement de deux directives européennes :
  • La directive 1999/92/CE du 16 décembre 1999 pour la sécurité des travailleurs et ;
  • La directive 2014/34/UE du 26 février 2014 pour les équipements destinés à être utilisés en zones explosives, ont été mise en place.
  • La directive 1999/92/CE impose à l’employeur de :
  • Evaluer les risques d’explosion d’une ATEX dans son site,
  • Classer en zones les emplacements dangereux,
  • Prendre des mesures techniques et organisationnelles de protection contre les explosions,
  • S’assurer de la conformité de l'installation d'un nouvel équipement dans son environnement industriel selon la directive 2014/34/UE,
  • Coordonner les différents intervenants travaillants sur son site
  • Tenir un Document Relatif à la Protection Contre les Explosions (DRPCE).
La directive 2014/34/UE impose aux constructeurs de ne mettre sur le marché que des appareils ou équipements conformes aux exigences de cette même directive s’ils sont destinés à être utilisés dans des atmosphères explosives (ATEX). Les exigences essentielles de sécurité de cette directive sont d’utiliser la sécurité intégrée contre les explosions dès la conception, d’apposer un marquage CE sur le produit, d’établir une déclaration CE de conformité écrite et de réaliser une notice d’instruction.

Le zonage ATEX

Méthodologie générale

Comme évoqué précédemment, la réglementation impose à l’employeur d’identifier les zones du lieu de travail où peuvent se former des atmosphères explosives (ATEX). Celles-ci résultent d’un mélange dans l’air de substance combustible sous forme de gaz/vapeurs ou poussières dont l’inflammation propage instantanément la combustion à l’ensemble du mélange inflammable non brûlé. Pour cela, il est nécessaire que les conditions de l’hexagone d’explosion soient réunies.

En effet, pour qu’une explosion ait lieu il faut réunir six conditions simultanément, les trois premières étant celles du triangle du feu :

  • Produits combustibles
  • Comburant
  • Source d’inflammation
  • Produits en suspension
  • Domaine d’explosivité
  • Confinement

La méthodologie de classement des zones ATEX est décrite dans les normes EN 60079-10-1 pour les ATEX gazeuses et EN 60079-10-2 pour les ATEX poussiéreuses. La méthodologie générale consiste à décrire les activités et locaux présentant un risque ATEX en identifiant les produits à l’origine d’une zone ATEX; les sources potentielles de fuites (brides, vannes, soupapes…), les conditions de fuites (peu fréquente, fréquente, en permanence…), les conditions de dispersions (fuite en milieu ouvert ou fermé, ventilation naturelle ou forcée, système de ventilation fiable ou pas…), puis à caractériser la zone générée (type et étendue de la zone). A cette étape, un tableau des sources ATEX doit être réalisé contenant l’ensemble des informations permettant de définir et caractériser l’ensemble des zones ATEX.

Caractérisation d’une zone ATEX

Il existe trois types de zones ATEX :

  • Zone 0 (gaz/vapeurs) ou zone 20 (poussières) : Atmosphère explosive présente en permanence ou pendant de longues périodes, en fonctionnement normal = danger permanent, de longue durée ou fréquent,
  • Zone 1 (gaz/vapeurs) ou zone 21 (poussières) : Atmosphère explosive présente occasionnellement, en fonctionnement normal = danger occasionnel,
  • Zone 2 (gaz/vapeurs) ou zone 22 (poussières) : Atmosphère explosive présente accidentellement, en cas de dysfonctionnement ou pendant de courtes durées = danger rare ou de courte durée.

En fonction du produit incriminé, la zone ATEX doit également être caractérisée par la classe de température et le groupe de gaz (pour les gaz).
La classe de température est dépendante de la température d’auto inflammation du produit à l’origine du zonage ATEX. Les classes de températures sont définies comme suit :

 

Classe de températureTempérature (°C)
T1450
T2300
T3200
T4135
T5100
T685

 

Le groupe de gaz est défini comme suit :

A noter que la caractérisation de la zone aura un impact direct sur le type de matériel à mettre en place (cf chapitre suivant)

L’étendue d’une zone peut être définie selon 2 façons :

  • Méthode qualitative
  • Méthode quantitative

La méthode qualitative consiste à se baser sur des étendues de zone déjà connues ou définies dans des guides ou des standards.

La méthode quantitative consiste à se baser sur des étendues de zone calculées selon la méthode décrite notamment dans la norme EN 60079-10-1 pour les ATEX gazeuses.

Plan de zonage ATEX et identification des zones sur site

Une fois les sources de zonage ATEX identifiées et les zones ATEX caractérisées, il convient de les identifier sur le site. Tout d’abord il convient de les représenter sur un plan du site. En fonction de l’ampleur du site, plusieurs plans pourront être réalisés. L’idée étant d’avoir une vue précise de toutes les zones.

Puis, dans le but d’identifier les zones à risques d’explosion dites zone ATEX sur site, il est nécessaire de les délimiter par un signalement (au sol par exemple) accompagné du pictogramme suivant :

Etude des sources d’inflammation

Après avoir défini les zones ATEX, il convient d’identifier les sources d’inflammation potentiellement présentes dans ces zones. En effet, une explosion sera amorcée en cas de présence d’une source d’inflammation ( élévation de la température engendrant une oxydation de l’ATEX responsable de la combustion). Les principales sources d’inflammation observées en milieu industriel sont :

  • Électricité statique
  • les courants transitoires, la protection cathodique
  • Installation électrique
  • Les étincelles produites mécaniquement
  • Flamme
  • Surface chaude
  • Travaux par point chaud
  • Foudre

Il en existe 13 et sont listées dans la norme NF EN 1127-1. Une fois ces sources d’inflammation identifiées, une des principale mesure de prévention des explosions est de les éliminer quand cela est possible : déplacements des sources, interdiction des travaux par « points chauds » , mise en place de matériels électriques adaptés….

Mesure techniques et organisationnelles

Lorsque l’analyse fait apparaître un risque d’explosion de poussières ou de vapeurs, il convient, pour protéger les personnes et les biens :

  • De minimiser ce risque en limitant autant que possible les volumes explosibles potentiels
  • De pallier ce risque en empêchant l’explosion de se produire en supprimant les causes d’inflammation de mélanges dangereux
  • De limiter les conséquences d’une explosion par des moyens technologiques et/ ou de protections

Dans ce cadre, la mise en place de mesures techniques et organisationnelles de protection est nécessaire. On citera par exemple :

  • L’installation de matériels électriques adaptés à la zone dans laquelle ils se situent
  • L’installation de matériels non-électriques satisfaisants les normes EN 1127-1 pour les surfaces chaudes, EN 13463-1 pour les charges électrostatiques, EN14986 pour les ventilateurs d’extraction d’air
  • Remplacement des produits par des produits non inflammables
  • Mise à la terre des équipements
  • EPI et règles de travail
  • Procédures et consignes (nettoyage, permis de feu, interdiction de fumer…)
  • Signalisation des emplacements dangereux
  • Formation et information des travailleurs

Document Relatif à la Protection contre les Explosions (DRPE)

L’ensemble de la démarche (évaluation et prévention du risque d’explosion) doit être formalisée dans un document dénommé « document relatif à la protection contre les explosions » (DRPCE ou DRPE). Son contenu est donné à l’Article R.4227-52 du Code du travail. Il est intégré au document unique et doit être régulièrement tenu à jour. Il est actualisé annuellement et notamment :

  • lors de changements importants dans les produits, les procédés ou l’organisation du travail
  • lorsqu’une information concernant l’évaluation du risque dans une unité de travail est recueillie, par exemple à la suite d’une veille technologique

Il est recommandé d’associer à la rédaction de ce document l’ensemble des compétences internes, voire externes. Le DRPCE est finalisé sous la responsabilité de l’employeur et soumis pour avis aux instances représentatives du personnel (CHSCT, DP…).

L’adéquation du matériel en zone ATEX

Le marquage des matériels ATEX indiquant la conformité d’un équipement a été introduit avec la directive 94/9/CE et a évolué avec la directive 2014/34/UE qui impose aux constructeurs de ne mettre sur le marché que des appareils ou équipements conformes aux exigences de la directive, s’ils sont destinés à être utilisés dans des atmosphères explosives (ATEX) dues à des gaz, des vapeurs ou des poussières.

Les appareils relevant du champ d'application de la directive européenne et répondant aux exigences essentielles pour la sécurité et la santé sont identifiés par une plaque de marquage.

Celui-ci se décompose en plusieurs parties :

  • Le logo CE de conformité
  • Le numéro de l’organisme notifié
  • La marque spécifique de protection contre les explosions (directive ATEX)
  • Le lieu d’utilisation : I pour les mines, II pour les industries de surface telles la chimie et la pétrochimie
  • La zone ATEX concernée : 1 pour les zones 0 et 20, 2 pour les zones 1 et 21, 3 pour les zones 2 et 22
  • Le type de zone : G pour les zones gaz ou vapeur, D pour les zones poussières
  • La norme à laquelle répond l’équipement : E pour CENELEC, Ex pour CEI (international)
  • Le type de sécurité : d pour antidéflagrant, e pour sécurité augmentée, ia ou ib pour sécurité intrinsèque
  • Le gaz de référence (pour les zones gaz) : I pour méthane, IIA pour propane, IIB pour éthylène, IIC pour hydrogène et acétylène
  • La température maximale de surface : T1 = 450 °C, T2 = 300 °C, T3 = 200 °C, T4 = 135 °C, T5 = 100 °C, T6 = 85 °C

Figure 1 - Illustration du marquage ATEX

La gestion du risque ATEX nécessite donc des compétences spécifiques afin de répondre à la réglementation et assurer la protection optimale des travailleurs et des équipements.

Que le site soit en phase de conception ou en exploitation, SAFENGY met son expertise technique et toute son expérience au service des industriels pour leur offrir une solution complète et les accompagner dans toutes leurs démarches d’analyse des risques ATEX, notamment sur les points suivants :

  • Analyse des équipements et des modes de fonctionnement
  • Définition des sources de zonage ATEX
  • Caractérisation des étendues des zones ATEX
  • Calcul des zones à risques ATEX
  • Réalisation des plans de zonage ATEX
  • Vérification de l’adéquation du matériel
  • Définition de mesures techniques et opérationnelles
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