bat fiche 35

FICHE N°35
Instrumentation
en zone à risque
d’explosion
MODES DE PROTECTION
a mesure et le contrôle de procédés en milieu industriel sont parfois soumis à des
contraintes liées au milieu industriel lui-même. On rencontre une telle contrainte
lorsqu’on veut par exemple utiliser du matériel électrique dans des zones explosibles
tout en respectant la sécurité du personnel et de l’environnement. Un peu de connaissances
et de rigueur rendent pratiquement tout possible en zone à risque d’explosion, sans réduction des performances mais en préservant la sécurité.
Les sources de risque d’explosion sont multiples.
Etincelle. La cause la plus évidente est l’étincelle provoquée par les courants de rupture des circuits capacitifs et inductifs (brusque décharge de condensateurs, bobines de
relais, etc.), courts-circuits des lignes d’alimentation (alimentation secteur, etc.).
Echauffement. Il ne faut pas oublier l’action de la température, l’échauffement des boîtiers, des moteurs, des lampes d’éclairage, qui peut entraîner une explosion.
Electricité statique. L’une des causes les plus souvent négligées est le risque électrostatique (charge électrostatique d’une enveloppe plastique, etc.). Il conviendra donc
d’être très prudent lors de l’utilisation et de la mise en œuvre de boîtiers de raccordement
ou d’enveloppes contenant du matériel.
L
Il faut d’abord définir l’environnement
Il va de soi que, dans des zones explosibles, le matériel électrique ainsi que son utilisation sont régis par des normes et des réglementations. La norme européenne EN 50014,
FICHE 35 - 1
Instrumentation en zone à risque d'explosion
CHOIX D'UN MATERIEL EN FONCTION DE SA DESTINATION
Lieu d'utilisation
GROUPE II
Lieux autres que les mines
grisouteuses
GROUPE I
mines grisouteuses
RISQUE
Conditions particulières
Permanent
– de tenue mécanique (choc)
– d'étanchéité (IP54min)
– de nature du boîtier
– pour les alliages légers
tenue en AI, Mg, Ti
ZONE 0
Potentiel
Accidentel
ZONE 1
ZONE 2
Choix du mode de protection
ia/ib
i
d
e
m
o
p
q
II A, II B, II C
Subdivisions définissant les
caractéristiques de l'atmosphère
explosible
T1 à T6
Classification en fonction de la température
maximale de surface (tous modes)
Ce synoptique, guide de choix d’un matériel en fonction de sa destination, montre comment est
construit le sigle “EEx...”
avec sa correspondance française NF C 23514, définit les règles générales d’utilisation.
Avant tout, voyons quelques-unes des définitions :
Matériel électrique. Un matériel électrique est un ensemble d’objets qui servent en
tout ou partie à la mise en jeu de l’énergie électrique. En font partie, entre autres, les objets
destinés à la production, au transport, à la distribution, à l’accumulation, à la mesure, à
la régulation, à la transformation et à la consommation de l’énergie électrique, y compris
pour les télécommunications.
Le matériel électrique pour atmosphères explosives est divisé en deux groupes :
– Groupe I : matériel électrique destiné aux mines grisouteuses,
– Groupe II : matériel électrique destiné à des lieux en atmosphère explosible autres que
les mines grisouteuses.
Atmosphère explosible ou explosive. Une atmosphère explosible est une atmosphère susceptible de devenir explosive (le danger existe à l’état potentiel). Une atmosphère explosive est un mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, de sub-
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Instrumentation en zone à risque d'explosion
stances inflammables sous forme de gaz, vapeurs, brouillards ou brumes, dans des proportions telles qu’une température excessive ou des arcs ou des étincelles produisent une
explosion (le danger existe réellement).
Zone dangereuse, zone non dangereuse. Ne parlons plus de “zone antidéflagrante” :
cela ne signifie rien ! Préférons la terminologie exacte : un espace présente des risques
d’explosion et c’est une Zone Dangereuse (ZD), ou n’en présente pas, et c’est une Zone
Non Dangereuse (ZND).
Il est évident qu’une zone dangereuse peut présenter différents niveaux de risques.
Ceux-ci ont été classés dans la publication 7910 de la CEI (Commission Electrotechnique
Internationale).
Les emplacements dangereux sont classés en zones d’après la fréquence et la durée de
la présence d’une atmosphère explosive gazeuse :
– Zone 0 : emplacement dans lequel une atmosphère explosive gazeuse est présente en
permanence ou pendant de longues périodes.
– Zone 1 : emplacement dans lequel une atmosphère explosive gazeuse est susceptible
de se former en fonctionnement normal.
– Zone 2 : emplacement dans lequel une atmosphère explosive gazeuse n’est pas susceptible de se former en fonctionnement normal et où une telle formation, si elle se produit, ne peut subsister que pendant une courte période ;
La notion de fonctionnement normal mérite d’être précisée : c’est la situation présente
lorsque l’installation fonctionne suivant ses paramètres de conception. De faibles dégagements de matières inflammables peuvent faire partie du fonctionnement normal. Par
exemple, des fuites de garnitures d’étanchéité lubrifiées par le liquide pompé sont condidérées comme de faibles dégagements.
Des défaillances (telles que la rupture de garniture d’étanchéité de pompe, de joints de
raccordements à brides ou des écoulements accidentels) qui entraînent une réparation
ou un arrêt ne sont pas considérées comme faisant partie du fonctionnement normal.
Responsabilité. Pour compléter la définition des zones, le ministère de l’environnement et du cadre de vie ajoute une précision (arrêté du 31 mars 1980, J.O. du 30 avril
1980) : “L’exploitant d’un établissement (...) définit sous sa responsabilité les zones dans
lesquelles peuvent apparaître des atmosphères explosives...” Il est donc clair que l’exploitant d’un établissement est seul responsable de la détermination géographique et de la
classification (0, 1 ou 2) des zones de son site.
Il est bon de rappeler que cette situation n’est pas immuable dans le temps mais doit
être ré-examinée à chaque modification d’installation (implantation d’une nouvelle cuve
de stockage, par exemple).
Ces dispositions laissent libre cours aux interprétations et aux polémiques...
Des niveaux de danger différents
C’est une chose que de classer les zones en fonction des risques liés à la fréquence et
à la durée de la présence d’une atmosphère explosive gazeuse. Mais il faut savoir que
l’atmosphère explosive gazeuse est plus ou moins dangereuse selon les gaz en présence.
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Instrumentation en zone à risque d'explosion
SOUS-DIVISION DU GROUPE II
Le groupe II est divisé en IIA, IIB et IIC
Cette subdivision est obtenue en étudiant la
propagation d'une explosion à travers un joint
de 25 mm de longueur. Les atmosphères sont
classées suivant l'interstice maximum par
lequel une explosion ne se propage pas
(Interstice maximum de sécurité IEMS)
IEMS
25 mm
IEMS
IIA
IIB
IIC
> 0,9 mm
0,5 à 0,9 mm
< 0,5 mm
Température
d'inflammation
Groupe
d'inflammation
Méthane (CH4)
Ammoniac (NH3)
Propane (C3 H8)
Butane (C4 H10)
Pentane (C5 H12)
Benzène (C6 H6)
535 °C
650 °C
465 °C
405 °C
275 °C
500 °C
II A
II A
II A
II A
II A
II A
Ethylène (C2 H4)
Oxyde d'éthylène (CH2 CH2O)
485 °C
425 °C
II B
II B
Hydrogène (H2)
Sulfure de carbone (CS2)
Acétylène (C2 H2)
560 °C
100 °C
305 °C
II C
II C
IIC
Atmosphère
Il existe des mélanges explosifs types, utilisés pour les essais de matériels électriques.
Ils sont classés en quatre familles suivant le mélange de référence : Groupe I (mélange
de référence à base de méthane), Groupe II A (à base de propane), Groupe II B (à base
d’éthylène), Groupe II C (à base d’hydrogène). Les subdivisions A, B, C ne s’appliquent
qu’aux modes de protection antidéflagrant et sécurité intrinsèque.
Tous les modes de protection doivent être classés en température (T1 à T6) en fonction
de leur température maximale de surface. La classification la plus sévère est T6, car c’est
FICHE 35 - 4
Instrumentation en zone à risque d'explosion
MATERIELS ELECTRIQUES POUR ZONES EXPLOSIVES
Mode de protection
Norme européenne
Immersion dans l'huile
Surpression interne
Remplissage pulvérulent
Enveloppe antidéflagrante
Sécurité augmentée
Sécurité intrinsèque
Encapsulage
“o”
“p”
“q”
“d”
“e”
“i”
“m”
EN 50015
EN 50016
EN 50017
EN 50018
EN 50019
EN 50020
EN 50028
elle qui impose la plus faible température de surface (pour que le risque d’échauffement
de l’atmosphère explosive environnante soit le moindre).
Un matériel ne doit jamais être utilisé dans une atmosphère susceptible de s’enflammer à la température portée sur l’enveloppe (T1 à T6). Il est bien entendu que la température maximale de surface est fonction de la température ambiante. Cette classification n’a de sens que si elle est associée à une température ambiante maximale qui sera
indiquée sur le matériel électrique utilisable en zone à risque d’explosion. Si cette température n’est pas indiquée, elle est de 40 °C.
Etanchéité des boîtiers ? Concernant l’étanchéité des boîtiers, il faut dire qu’un
degré de protection IPxx définit une étanchéité aux particules solides et liquides (voir
fiche 31) ; en aucun cas, cet indice ne s’applique aux gaz. Or, le risque d’explosion provient d’un mélange gazeux : en clair, un degré de protection d’étanchéité IP même poussé, utilisé seul, n’élimine pas le risque d’explosion.
Plusieurs modes de protection
La norme européenne EN 50014, qui fixe les régles générales concernant les matériels
électriques pour atmosphères explosibles, est complétée ou modifiée par une norme
européenne spécifique à chacun des modes de protection normalisés.
Chacun de ces modes de protection est désigné par une lettre minuscule : o, p, q, d, e,
i, m. Trois séries de modes de protection sont répertoriées.
Première série : l’atmosphère explosive n’est pas en contact avec les circuits électriques.
Immersion dans l’huile “o” (EN 50015 - norme française NF C 23515). Le matériel électrique ou des parties de matériel électrique sont immergées 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 s’enflammer. Ce mode de protection est peu applicable pour
l’instrumentation.
Surpression interne “p” (EN 50016 - NF C 23516). La pénétration d’une atmosphère environnante (à l’intérieur de l’enveloppe du matériel électrique) est empêchée par le maintien, à l’intérieur de l’enveloppe, d’un gaz de protection à une pression supérieure à celle de l’atmosphère environnante. Ce mode de protection est souvent utilisé pour les
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Instrumentation en zone à risque d'explosion
TEMPERATURE DE SURFACE
T1
T2
T3
T4
T5
T6
450 °C
300 °C
200 °C
135 °C
100 °C
85 °C
La température de la surface de l'enveloppe en contact avec l'atmosphère exploisible doit être
inférieure à la température d'inflammation de l'atmosphère considérée. T1 à T6 indique les valeurs
maximales de la température de surface pour une température ambiante de 40 °C.
volumes importants tels que les armoires électriques ou les salles de contrôle.
La surpression interne de quelques hectopascals (pour mémoire, 1 hectopascal = 1 millibar) doit être contrôlée en permanence et une défaillance de cette surpression met en
œuvre un circuit de sécurité dont le rôle est de couper l’alimentation électrique de l’enveloppe concernée.
Encapsulage “m” (EN 50028 - NF C 23528). Les pièces qui pourraient enflammer une
atmosphère explosive par des étincelles ou par des échauffements sont enfermées dans
un “compound” de telle manière que cette atmosphère explosive ne puisse être enflammée.
Dernier né des modes de protection, l’encapsulage se prête mal à l’instrumentation du
fait de son manque de souplesse, car tout câble ou raccordement doit être moulé et le “compound” empêche naturellement toute visualisation ou lecture.
Deuxième série : la source d’inflammation est supprimée.
Sécurité augmentée “e” (EN 50019 - NF C 23519). Des dispositions sont appliquées afin
d’éviter, avec un cœfficient 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 n’en produit pas en service normal).
En aucun cas, ce mode de protection ne peut être utilisé pour des circuits électriques
actifs (pas d’électronique en boîtier “e”). Ce mode de protection est très utilisé pour les
boîtes de jonction ou boîtiers de raccordement qui doivent être livrés avec les borniers
spécifiques ayant fait l’objet de la certification. Il s’utilise également associé à d’autres
modes de protection (interrupteur antidéflagrant “d” dans un boîtier “e”, par exemple).
Sécurité intrinsèque “ia” ou“ib”(EN 50020 - NF C 23520). Dans le circuit, aucune étincelle ni aucun effet thermique, produit dans les conditions d’épreuves prescrites par la
norme, n’est capable de provoquer l’inflammation d’une atmosphère explosive donnée
(les conditions d’épreuves couvrent le fonctionnement normal et les conditions spécifiées
de défaut). C’est naturellement le mode de protection optimum s’appliquant particulièrement bien à l’électronique de mesure.
La définition du mode de protection “sécurité intrinsèque” fait mention de fonctionnement
normal et de fonctionnement en cas de défaut. Les lettres “b” et “a” concernent justement les possibilités de défaut des composants assurant la sécurité du matériel.
La lettre “b” signifie que le matériel peut avoir une défaillance de ses composants de
FICHE 35 - 6
Instrumentation en zone à risque d'explosion
EEx
d
I
Enveloppe antidéflagrante pour mine grisouteuse.
EEx
de
I/IIB
T3
Partie de matériel électrique à enveloppe antidéflagrante, et de
sécurité augmentée, pour mines grisouteuses et autres zones à
risque d’explosion avec des gaz de la subdivision B ;
température d’inflamation supérieure à 200 °C.
EEx
d
II
(NH3)
Matériel électrique à enveloppe antidéflagrante, pour
atmosphère explosive (autre que mines grisouteuses) à base de
gaz amoniac uniquement.
EEx d I, EEx de I/IIB T3, EEx d II (NH3)... Ce tableau vous donne quelques exemples de sigles
permettant d’identifer le degré de sécurité. Comme on le voit, il sont liés aux conditions
d’utilisation.
sécurité. Ceci signifie (en clair pour l’utilisateur) que pour un matériel de catégorie
“ib”, les composants assurant la sécurité sont doublés, car il faut que, même avec une
défaillance, la sécurité soit toujours assurée.
La lettre “a” signifie que le matériel peut avoir deux défaillances de ses composants de
sécurité. Et donc, pour un matériel de catégorie “ia”, les composants assurant la sécurité sont triplés.
Troisième série : l’inflammation qui se produit à l’intérieur du matériel ne peut pas
se propager à l’extérieur.
Remplissage pulvérulent “q” (EN 50017 - NF C 23517). L’enveloppe du matériel électrique est remplie d’un matériau à l’état pulvérulent de telle manière que, dans les conditions prévues à la construction, un arc se produisant à l’intérieur de l’enveloppe ne puisse provoquer l’inflammation de l’atmosphère environnante. Il ne doit y avoir inflammation
ni par propagation de la flamme, ni par échauffement excessif des parois de l’enveloppe. Ce mode de protection est difficile à mettre en œuvre pour des appareils de mesure.
Enveloppe antidéflagrante “d” (EN 50018 - NF C 23518). Les pièces qui peuvent enflammer une atmosphère explosive 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. Ce mode de protection est très utilisé et incontournable dès qu’il y a notion de puissance (moteur électrique, éclairage...).
L’enveloppe antidéflagrante est en général volumineuse et d’une mise en œuvre coûteuse.
De plus, les contraintes liées à l’exploitation et à l’utilisation d’un matériel antidéflagrant
(ADF) entraînent souvent un non respect des règles de sécurité. Un matériel antidéflagrant ne doit pas être ouvert sous tension : les réglages d’un appareil de mesure deviennent alors longs et fastidieux, puisqu’à chaque intervention il faut refermer le boîtier,
remettre sous tension, vérifier, couper à nouveau, rouvrir, procéder aux nouveaux réglages
hors tension et ainsi de suite...
FICHE 35 - 7
Instrumentation en zone à risque d'explosion
L’enveloppe antidéflagrante : un cas particulier
Lorsqu’une enveloppe antidéflagrante a été spécifiée, on peut se poser la question de
savoir quels types de matériels électriques il est possible d’y intégrer. En fait, il n’y a pas
de réponse générale. La plupart du temps, cependant, ce ne pourra pas être un matériel
standard (malgré les idées trop souvent reçues).
En effet, lorsqu’une enveloppe antidéflagrante a reçu un certificat d’agrément, c’est
pour certaines conditions d’emploi : exécutions mécaniques particulières (nombre de
perçages de presse étoupes, vérine, etc.) ou contenus spécifiés, entre autres.
Si on veut installer un appareil dans une telle enveloppe, il faut examiner plusieurs
points :
– L’échauffement de l’appareil et son temps de refroidissement avant ouverture de l’enveloppe doivent rester compatibles avec la classe de température précisée sur le certificat, pré-établi pour l’enveloppe.
– Le temps de décharge des différents éléments capacitifs internes qui pourraient provoquer une étincelle en se déchargeant brutalement doit être pris en compte (par
exemple lors d’un court-circuit accidentel à l’ouverture du boîtier). Il est donc nécessaire d’étudier, et éventuellement de modifier le circuit électrique, ou de le caractériser de façon qu’un marquage clair en face avant de l’enveloppe donne les paramètres
de sécurité : “Ne pas ouvrir sous tension. Attendre 4 minutes avant ouverture,” par
exemple.
– Le taux de remplissage de l’enveloppe est important. Il est évident qu’un boîtier rempli à 10 ou 90 % n’a pas le même comportement lors d’une explosion interne.
– Le comportement des éléments assurant la sécurité lors d’une explosion interne inter
vient également. C’est par exemple le cas d’une barrière Zener placée en boîtier ADF
et sortant sur un circuit de sécurité intrinsèque qui pourrait voir ses paramètres de sortie complètement changés à la suite de la destruction des composants de sécurité.
Une même enveloppe ADF peut contenir un thermostat (pas de condensateur, pas de
température de surface élevée) ou une carte électronique utilisant un condensateur de
4700 µF sous 24 V (forte énergie stockée et éventuellement une température de surface
élevée). Un tel boîtier ne présentera pas les mêmes risques lors de son ouverture... et devra
être étiqueté en conséquence en indiquant clairement le délai d’attente nécessaire à la
décharge des condensateurs de façon que, d’une part, l’énergie résiduelle soit inférieure ou égale à une limite fixée par la norme (200 µJ pour les groupes I et II A, 60 µJ pour
le groupe II B, 20 µJ pour le groupe II C), et que, d’autre part, la température maximale
de surface soit inférieure à la classe de température du matériel électrique concerné.
En résumé, il est indispensable qu’une enveloppe antidéflagrante, même déjà certifiée, fasse l’objet d’une nouvelle certification avec son contenu.
Des associations de modes ?
Attention aux associations de modes de protection ! Une lecture vigilante des certificats
est absolument nécessaire. Pourtant, les exemples contradictoires ne manquent pas !
FICHE 35 - 8
Instrumentation en zone à risque d'explosion
Ainsi, nous avons vu précédemment qu’il n’était pas possible de monter un circuit électrique ou électronique dans un boîtier “e”. Mais considérons par exemple une sonde de
température “d e”. Elle associe le mode de protection antidéflagrant “d” pour la canne
de température (elle-même contenant l’élément sensible), et le mode de protection sécurité augmentée “e” pour la tête contenant le bornier de raccordement. Il n’est pas rare de
trouver ce type de sonde dont le bornier a été remplacé par un transmetteur de température tout à fait standard installé en zone dangereuse ! Ceci est naturellement tout à fait
incompatible avec les règles de sécurité stipulées dans les normes.
Autre exemple rencontré : un transmetteur de pression “d i”. Dans ce cas, c’est une partie interne de l’électronique qui a été traitée en sécurité intrinsèque “i”, le reste de la platine électronique étant tout à fait standard, le tout ayant fait l’objet d’une certification
antidéflagrante “d”. L’ensemble de la boucle 4-20 mA doit dans ce cas être considéré en
antidéflagrant “d” et non sécurité intrinsèque “i”.
Réglementation. Un arrêté ministériel précise entre autre que “... dans les zones où
une telle atmosphère explosive gazeuse est présente en permanence ou pendant de
longues périodes, les installations électriques doivent être entièrement réalisées en sécurité intrinsèque de catégorie i a...”
FICHE 35 - 9
FICHE N°36
Instrumentation
en zone à risque
d’explosion
SECURITE INTRINSEQUE
a normalisation européenne EN 50020 - NFC 23520 définit très précisément ce qu’est
la sécurité intrinsèque : dans un circuit de sécurité intrinsèque (“i”), aucune étincelle, ni aucun effet thermique, produit dans les conditions d’épreuves prescrites par la
norme, ne doit être capable de provoquer l’inflammation d’une atmosphère explosive
donnée (il faut noter que les conditions d’épreuve couvrent le fonctionnement normal et
les conditions spécifiées de défaut).
C’est le seul mode de protection où le comportement de certains composants internes
doit être considéré, même en cas de défaut. Ceci offre une garantie encore plus grande
aux utilisateurs.
La sécurité intrinsèque, c’est le plus performant, le plus sécurisant et le plus souple des
modes de protection possibles pour tout matériel électrique raccordé ou utilisé dans une
zone dangereuse (zone où un risque d’explosion existe à l’état potentiel ou permanent).
L
Deux types de matériels
Il faut savoir qu’il existe deux types de matériels de sécurité intrinsèque, correspondant
à deux types d’utilisation possibles :
– Il y a d’une part les matériels installés dans la zone dangereuse (ZD). Des transmetteurs de température, des transmetteurs de pression, des indicateurs numériques, etc.
font, entre autres, partie de ce type de matériels.
FICHE 36 - 1
Instrumentation en zone à risque d'explosion
– Il y a, d’autre part, les matériels installés dans une zone non-dangereuse (ZND).
Il s’agit là de matériels qui, bien qu’installés en zone non dangereuse, sont raccordés
en entrée ou en sortie, à une zone dangereuse. En exemple, citons un convertisseur de
température (sur barreau DIN, en salle de contrôle) dont le capteur à sonde Pt100 est
situé en zone dangereuse. Autre exemple, l’alimentation (installée en zone non-dangereuse) de la boucle d’un transmetteur 4-20 mA installé en zone dangereuse.
Les matériels de ce deuxième type constituent ce qui est officiellement appelé “matériels
électriques associés”.
Des matériels aux systèmes de sécurité intrinsèque
Il est facilement concevable qu’une installation de sécurité intrinsèque fasse appel à des
matériels des deux types précédemment cités. L’association de ces éléments constitue
un système de sécurité intrinsèque. Dans ce système, les éléments doivent tous être de
sécurité intrinsèque, et l’association doit être compatible du point de vue de la sécurité
intrinsèque.
L’ensemble peut même faire l’objet d’une “certification système”. Il apparaît d’ores et
déjà que la connaissance des paramètres relatifs à la sécurité de chacun des maillons de
la chaîne est nécessaire pour contrôler et calculer la compatibilité d’une association.
Ces paramètres ne sont apparents que dans les certificats d’agrément délivrés par les
laboratoires officiels. D’où la nécessité évidente pour un utilisateur ou un concepteur de
posséder l’intégralité des documents.
Il faut connaître et analyser le risque
Si vous devez être utilisateur (ou a fortiori concepteur) d’un matériel destiné à être utilisé en zone à risque, sachez qu’il vous faudra apprendre à analyser le risque dans la zone
dangereuse. De cette analyse dépendra le choix du matériel.
Cette analyse s’appuiera sur un certain nombre de questions (voir la Fiche 35 pour plus
de détails sur l’objet de chaque question et sur chaque réponse apportée).
– Le matériel doit-il être installé ou utilisé dans une mine grisouteuse ?
Si la réponse est “Oui”, le matériel devra être du groupe I ; si c’est “Non”, il devra être
du groupe II.
– Quelle est la nature du gaz en présence ? Sur quelle subdivision faut-il cibler ?
Pour les matériels définis comme étant du groupe I, le gaz de référence du mélange est
le méthane, tandis que pour un matériel du groupe II, on choisira la subdivision A si le
gaz de référence du mélange est le propane, la subdivision B si ce gaz de référence est
l’éthylène, et la subdivision C si c’est l’hydrogène (la norme EN 50 014 à EN 50 020 donne la liste détaillée des mélanges gazeux utilisés en référence).
– Quelle est la température maximale admissible en surface du matériel (s’il dégage
de la chaleur) ?
Rappelons que, pour répondre à cette question, il faut se référer à la classification en
température de T1 à T6 (T6 étant la classe la plus sévère). Rappelons aussi qu’il faut
FICHE 36 - 2
Instrumentation en zone à risque d'explosion
tenir compte de la possibilité de refroidissement du matériel (par convection) dans
milieu ambiant auquel il est destiné (cette possibilité de refroidissement dépend
v
i
demment de la température ambiante de cet environnement).
Zone à risque. L’analyse du risque conduira forcément à la définition de la zone suivant
la fréquence et la durée du risque : il s’agit d’une zone 1 si le risque est potentiel, et d’une
zone 0 si le risque est permanent.
La zone 1 permet l’utilisation de matériels faisant appel à l’un des modes de protection
présentés dans la Fiche 35 (on sait qu’une carte électronique ne peut pas être montée dans
une enveloppe de sécurité augmentée “e”).
La zone 0 demande des précautions supplémentaires. L’arrêté du 19 décembre 1988
applicable au 1 er janvier 1989 précise que “dans les zones où une telle atmosphère explosive gazeuse est présente en permanence ou pendant de longues périodes, les installations électriques doivent être entièrement réalisées en sécurité intrinsèque de catégorie ia ; les matériels et systèmes doivent avoir reçu le certificat de conformité correspondant
défini par le décret...”
le
é
Les catégories “ib” et “ia”
Le “i” signifie “sécurité intrinsèque”. Nous avons vu précédemment que la définition du
mode de protection “sécurité intrinsèque” faisait mention de fonctionnement normal et
de fonctionnement en cas de défaut. Les lettres “b” et “a” concernent justement les possibilités de défaut des composants assurant la sécurité du matériel.
La lettre “b” signifie que le matériel peut avoir une défaillance de ses composants de
sécurité. Ceci signifie (en clair pour l’utilisateur) que pour un matériel de catégorie
“ib”, les composants assurant la sécurité sont doublés, car il faut que, même avec une
défaillance, la sécurité soit toujours assurée.
La lettre “a” signifie que le matériel peut avoir deux défaillances de ses composants de
sécurité. Et donc, pour un matériel de catégorie “ia”, les composants assurant la sécurité sont triplés.
Ceci explique pourquoi l’arrêté du 19 décembre 1988 impose la catégorie “ia” dans la
zone 0. Les textes font ainsi apparaître que la sécurité intrinsèque est le mode de protection
optimum.
FICHE 36 - 3