DIRECTIVES EUROPEENNES Atmosphères explosibles ATEX 94/9/CE

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1 DIRECTIVES EUROPEENNES tmosphères explosibles TEX 94/9/CE INTRODUCTION L'inflammation accidentelle d'une atmosphère contenant de grandes quantités de gaz, vapeurs, brouillards et/ou poussières peut entraîner une explosion. Des mesures ont été prises au niveau international pour éviter tous dégats matériels et pertes de vies humaines. Ces mesures concernent principalement les industries chimiques et pétrochimiques où de telles atmosphères dangereuses peuvent se former lors de la production, de la transformation, du transport ou du stockage des produits inflammables. Elles concernent également les installations où sont mises en œuvre des produits pulvérulents combustibles (broyage, tamissage), granuleux pour les poussières. QUELQUES DEFINITIONS Qu'est ce qu'une atmosphère à risque d'explosion? B Pour qu'une explosion se déclenche il faut que 3 éléments soient réunis : B C L'oxygène de l'air = Toujours présent Le combustible (gaz, vapeurs, brouillards ou poussières) Une source d'inflammation : Matériels / installations électriques ou toutes sources de chaleur Une étincelle ou une flamme vive n'est pas indispensable pour produire une explosion. Une élévation de température de surface d'un matériel peut provoquer une explosion si elle dépasse la valeur de température d'inflammation du gaz ou mélange ambiant. Qu'est ce qu'une atmosphère explosible? C Supprimer l'un des 3 facteurs : c'est éliminer tout risque C C'est une atmosphère susceptible de devenir explosive (le danger existe à l'état potentiel) par suite de dysfonctionnements d'une installation : fuites, ruptures de canalisations, variations thermiques, etc... Qu'est ce qu'une atmosphère explosive gazeuse ou poussièreuse? C'est une atmosphère constituée d'un mélange d'air, dans les conditions atmosphériques, et de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs, brouillards ou poussières, dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l'ensemble du mélange non brûlé. (Définition selon directive 1999/92/CE). Quelle différence fondamentale existe-t-il entre une atmosphère gazeuse et poussièreuse? 00015FR-2009/R01 C'est la masse volumique. En effet, celle des gaz et vapeurs est d'environ 1000 fois moindre que celle des poussières. Les gaz se dispersent dans l'air par convection et par diffusion en formant une atmosphère homogène. Les poussières sont beaucoup plus lourdes que l'air et ont tendance à se déposer plus ou moins rapidement. Quelles sont les particularités d'une atmosphère explosive poussièreuse? Il s'agit d'une atmosphère où quatre conditions sont réunies : - La poussière doit être inflammable (granulométrie généralement < 0,3 mm) - L'atmosphère doit contenir un comburant (Généralement oxygène même en très faible quantité) - La poussière doit être en suspension (L'explosion résulte d'une combustion très rapide des poussières dans l'oxygène de l'air). - La concentration de poussières doit être dans le domaine explosible (En règle général, la limite inférieure d'explosivité se situe autour de 50 g/m 3 ). V080-1

2 La directive TEX 94/9/CE - DIRECTIVES EUROPEENNES LES OBJECTIFS DE L DIRECTIVE TEX 94/9/CE (TEX = pour Tmosphères EXplosibles) Garantir la libre circulation des produits concernés sur tout le territoire de l Union Européenne. Eliminer les entraves aux échanges selon la nouvelle approche en imposant de définir des exigences essentielles concernant la sécurité et la santé pour garantir un niveau de protection élevé (annexe II de la directive 94/9/CE). Etablir une directive unique pour les mines et surface. Elargir la portée des réglementations nationales en prévoyant pour la première fois des exigences essentielles de sécurité et de santé pour : - les matériels non électriques en atmosphères explosibles (EN (2001)); - les matériels destinés à être utilisés en présence de poussières ainsi que les systèmes de protection; - les dispositifs destinés à être utilisés en dehors d atmosphères explosibles, nécessaires ou contribuant au fonctionnement sûr des matériels et des systèmes de protection. QUELLES OBLIGTIONS CETTE DIRECTIVE ENTRINE-T-ELLE POUR LE FBRICNT? Il est responsable en dernier ressort de la conformité de son produit aux directives applicables. Il doit s'assurer : - de la conformité du produit envers la directive (production d'une attestation de conformité), - de concevoir et de construire le produit conformément aux exigences essentielles de santé et de sécurité, - de respecter les procédures d'évaluation de la conformité. CLENDRIER D'PPLICTION Depuis le 1 er juillet 2003, tous les produits mis sur le marché dans l'union Européenne doivent être en conformité avec la directive 94/9/CE. Pour les matériels déjà installés, il n'y a pas de remplacement obligatoire par du matériel conforme à la directive TEX. QUE SE PSSE-T-IL POUR UN PRODUIT DEPUIS LE 30 JUIN 2003? Depuis le 30 juin 2003, il y a obligation d'être conforme à la directive pour pouvoir circuler dans l'union européenne, seule la nouvelle approche demeure en prenant désormais en compte : - Les zones à risques, - Marquage CE, - Les atmosphères poussiéreuses, - Les normes CENELEC pour le matériel électrique EN (EN 50014) et suivantes, - Les normes EN pour le matériel non électrique. QUE SE PSSE-T-IL POUR UN PRODUIT DEPUIS LE 1 er JUILLET 2006? Depuis le 1 juillet 2006, les normes EN sont progressivement remplacées par les normes EN dans la liste des normes harmonisées. Il en est de même pour la norme poussières EN qui est remplacée par la série des normes EN Si le matériel n est pas concerné par les modifications substantielles des nouvelles normes, le fabricant n a pas nécessité d obtenir un complément à son attestation d examen CE de type d origine. La liste ci-dessous donne un aperçu de l état de l harmonisation de ces normes à fin 2006: EN Remplacée par EN EN «d» Remplacée par EN EN «e» Remplacée par EN EN «i» Remplacée par EN EN «n» Remplacée par EN EN «m» Remplacée par EN EN Remplacée par les normes EN et EN QU EST-CE QUE L CERTIFICTION IECEx? La certification internationale IECEx n a pas de caractère obligatoire. Elle permet une certification de conformité aux séries de normes CEI 60079, et Cette certification facilite le commerce international des matériels électriques pour atmosphères explosibles et évite la multiplicité des certifications nationales en garantissant un niveau de sécurité approprié. La certification est délivré par un organisme reconnu par l IECEx, un ExCB (Ex Certification Body). - ccès direct aux marchés : ustralie, Nouvelle-Zélande,... - ccès facilité aux certifications locales : Russie, Chine, US,... - Réduit les temps et coûts de certification par une reconnaissance internationale - Tous les certificats délivrés présents dans une base de données mondiale sur IECEx.com «On Line Certificate» QU EST-CE QUE LES NIVEUX DE PROTECTION DU MTÉRIEL (EPL)? Le degré de danger est défini actuellement selon la probalité d apparition d atmosphères explosives. Les niveaux de protection du matériel (Equipment Protection Level s ou EPL s) permettent une approche alternative dans la sélection du matériel Ex en tenant compte des conséquences potentielles d une explosion et d autres facteurs tels que par exemple la toxicité des matières. Une approche d évaluation des risques a été introduit aux niveaux de protection du matériel pour indiquer clairement le risque d inflammation et ceci indépendamment du mode de protection utilisé. V FR-2010/R01

3 Organismes de normalisation - DIRECTIVES EUROPEENNES COOPERTION CEI / CENELEC La norme principale du CENELEC EN (Règles générales) pour le matériel électrique placé en atmosphères explosibles a été publiée, à l'origine, en Elle était extraite des Publications 79 du CEI. Depuis, ces deux organismes n'ont cessé d'amplifier leur collaboration. insi les nouvelles normes de la «série 6» ( ,...), qui remplacent progressivement les anciennes normes, sont-elles un exemple du rapprochement des normes européennes et internationales. QUI SONT CES DEUX ORGNISMES? CEI La Commission Electrotechnique Internationale (CEI), créée en 1906, a son bureau central à Genève; 55 comités nationaux et 19 pays membres affiliés composent actuellement cette commission. Celle-ci a pour objet "de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation, et toutes questions s'y rapportant, telles que la certification dans les domaines de l'électricité et de l'électronique, et ainsi, de promouvoir les échanges internationaux". La CEI collabore, entre autres, avec l'organisation Internationale de Normalisation (ISO) depuis CENELEC Le Comité Européen de Normalisation Electrotechnique (CENELEC) est une organisation technique basée à Bruxelles qui est composée des Comités Electrotechniques nationaux de 33 pays d'europe et de 12 pays affiliés. Il a pour rôle principal d'harmoniser les normes au sein de ces pays en créant une Norme Européenne "EN". C'est en 1958, que commencèrent ces activités de normalisation, et, le nom CENELEC fut adopté en 1973 lors de l'élargissement du Marché Commun. u sein du CENELEC, le Comité Technique 31 est chargé de la préparation des normes du matériel électrique pour atmosphères explosibles. Les Comités nationaux sont tenus à mettre en application ces normes. Commission des communautés Européennes CEI CENELEC Comités Nationaux NORMES ELECTROTECHNIQUES pour l'europe ssociation Européenne de Libre Echange Participation de toutes les parties intéressées QU'EST-CE QUE LE CEN? Une étroite coopération existe entre le CEN (Comité Européen de Normalisation) et le CENELEC. Le CEN constitue un "forum européen" dans le domaine de la normalisation non-électrotechnique, en facilitant et organisant les rapports entre gouvernements, organismes d'état, producteurs, utilisateurs, consommateurs, syndicats, etc. Cette réalisation peut être effectuée notamment par les moyens suivants : - Harmonisation des normes nationales publiées, promotion des normes ISO, - Préparation de normes EN nouvelles, mise au point de procédures pour la reconnaissance mutuelle des résultats d'essais, etc. Exemple : Normes pour les matériels non électriques EN à 8. DERNIERES EVOLUTIONS U NIVEU NORMTIF POUR LES TMOSPHERES EXPLOSIBLES 00015FR-2012/R01 Le CENELEC et le CEN ont été mandatés pour préparer la mise en place des nouvelles directives qui visent à un rapprochement des législations des états membres de la Communauté Européenne. Rappel des dates clefs à retenir : - 23 mars 1994 : Création de la directive 94/9/CE (Encore nommée TEX ou TEX 100) qui se substitue aux directives 76/117/CEE, 79/196/CEE, 82/130/CEE. Cette directive devient la base de la réglementation actuelle concernant les matériels électriques et non électriques pour atmosphères explosibles. - partir de 1996, transposition de cette directive dans les états membres de l'union Européenne. Démarrage de la période transitoire permettant l'adaptation progressive de la fabrication des produits aux exigences de la directive juin 2003, fin de la période transitoire : Tous les produits vendus à partir du 1er juillet 2003, dans l'union Européenne, doivent être conformes aux exigences de sécurité et de santé de la directive 94/9/CE : pplication progressive des nouvelles normes harmonisées «série 6» (EN ). Les normes «série 5» (EN ) ne seront plus applicables en fonction des modifications substantielles demandées par certaines normes de la série «6» : CEI , cinquième édition, principales modifications : - Exigences relatives aux atmosphères de poussières explosives ont été transférées de la CEI Le marquage du groupe II considéré isolément a été remplacé par II, IIB ou IIC - Les groupes pour les poussières sont définis comme groupes III, IIIB et IIIC - Des limites sont introduites pour les rayonnements ultrasoniques et les rayonnements électromagnétiques - Un rappel des exigences relatives aux phénomènes électrostatiques a été transféré de la CEI Le niveau de protection du matériel (EPL) a été introduit V080-3

4 Principaux modes - DIRECTIVES EUROPEENNES Quels modes de protection selon EN (EN 50014) pour SCO? Définitions ENVELOPPE NTIDEFLGRNTE C'est le mode de protection le plus utilisé. Il permet l'emploi d'un matériel quasi standard que l'on enferme dans une enveloppe robuste et de construction bien définie. Principales caractéristiques CONSTRUCTION La norme EN CEI reprend les éléments de l ancienne norme EN en définissant 2 caractéristiques principales pour la construction de l'enveloppe "d" afin de rendre impossible la propagation d'une inflammation interne vers l'extérieur : - la longueur du joint antidéflagrant "L" (en mm) ; - L'Interstice Maximal de Sécurité "i" (en mm). joint plat 1 joint cylindrique 2 joint à emboîtement c 3 i d L L L = c + d "d" Particularités - Contient une explosion interne sans déformation permanente ; - Garantit que l'inflammation ne peut se transmettre à l'atmosphère environnante ; - Présente en tout point extérieur une température inférieure à la température d'inflammation des gaz ou vapeurs, poussières, environnants. La valeur de ces caractéristiques dépend du joint et du volume de l'enveloppe ainsi que des groupes de gaz. Exemple de valeur de l'interstice "i" pour une longueur minimale du joint L = 12,5 mm et un volume 100 cm 3. I : 0,5 mm avec joints 1 / 2 IIB : 0,2 mm avec joints 1 / 2 II : 0,3 mm avec joints 1 / 2 IIC : 0,15 mm avec joints 3 EN : Les chemins de flamme non fileté doivent être équivalent à 1,5 fois l interstice maximal (Si l interstice maximal pour un joint plan est de 0,1 mm, l essai du produit sera pour 0,15 mm). TENSION D UTILISTION, TEMPERTURE EN : - Equipement devant être testé à ±10 % de la tension d utilisation; - Si la température ambiante est inférieure à -20 C, un test de détermination de la pression de référence pourra être réalisée sauf fourniture d une déclaration attestant de la non affectation de l enveloppe (fragilisation) par ces basses températures. RCCORDEMENT (par presse-étoupe certifié TEX) La norme EN spécifie qu un marquage du type de raccordement (3/4 NPT, 1/2 NPT ou M20) doit être indiqué sur le produit ou l étiquette ou dans les instructions de mise en service. Les presses étoupes devront être certifiés d après cette nouvelle norme et devront être appropriés à une utilisation dans la plage de température ambiante pour laquelle le produit est certifié. "m" V080-4 ENCPSULGE Mode de protection d'une mise oeuvre aisée. il est adaptable sur de nombreux produits. Particularités - Enferme dans un compound les pièces susceptibles d'enflammer l'atmosphère environnante; - Garantit que l'atmosphère explosible ne puisse être enflammée. CONSTRUCTION La norme EN (ancienne EN 50028) définit que ce mode de protection doit toujours être maintenu même en présence de surtension ou de surintensité consécutive à des défauts électriques tels que : - court-circuit de tout composant; - blocage électrovanne en circuit ouvert. La présence d'un fusible, en alternatif, est nécessaire. La température maximale de surface ne doit pas dépasser la classe de température certifiée. La bobine et les composants électriques doivent être encapsulés dans du compound (exemple : résine époxy). EN : ma pour zone 0 et mb pour zone 1 RCCORDEMENT Par câble de 3 conducteurs, noyés dans le compound et assurant une parfaite étanchéité à la pénétration d'une atmosphère explosible FR-2011/R01

5 Principaux modes - DIRECTIVES EUROPEENNES Définitions SECURITE INTRINSEQUE Protection basée sur le fait que l'inflammation d'une ambiance explosible n'est possible qu'à partir d'une énergie minimale. Tout le circuit intrinsèque est conçu pour que cette énergie ne soit jamais disponible, ni en fonctionnement normal, ni en présence de certains défauts déterminés. Comment? - Par limitation du courant maximal et de la tension à vide; - Par limitation des accumulations d'énergie thermique ou électrique. Contrairement aux autres modes de protection applicables à des composants unitaires, ici, c'est l'ensemble du circuit qui est concerné. Exemple de circuit de sécurité intrinsèque : Zone non dangereuse Zone explosible Principales caractéristiques SUR QUOI EST BSÉE EN ? (ancienne norme EN 50020) EN : quoi de neuf? - Niveau de protection «ic» introduit pour la catégorie 3 (zone 2). Ce mode remplacera prochainement le mode de protection «nl» issu de EN Réduction des distances de séparation avec d autres circuits - Température de fonctionnement des matériaux élastomères selon EN Pour les poussières : iad, ibd et icd Groupes d'explosion : Identique au mode "d", II-IIB-IIC. ccumulateurs d'énergie : Les inductances ou les capacitances peuvent lors d'une ouverture/fermeture du circuit libérer une partie de cette énergie qui s'ajoute à la puissance d'inflammation déjà disponible. Un coefficient de sécurité est alors à appliquer. Et les composants? On distingue, ceux dont toutes les parties sont de sécurité intrinsèque, du matériel dit «associé» comprenant à la fois des parties intrinsèques et non intrinsèques. DISPOSITIFS D'LIMENTTION ELECTRIQUE mpli Régulat. D1 D2 Rv EEx i Récept. ou capteur Barrière Elle consiste à limiter la puissance électrique disponible dans un circuit à des valeurs bien définies. La tension est limitée par des diodes Zener; Tandis que l'intensité est limitée par des résistances (barrières standard) ou par des systèmes électroniques (barrières particulières). "i" Elle assure la séparation entre circuit de sécurité intrinsèque et non intrinsèque, sans séparation galvanique. Pour que la barrière fonctionne correctement il faut qu'elle soit reliée à un potentiel de référence nul (terre équipotentielle); ce qui représente un avantage par rapport aux interfaces (voir ci-dessous), pour lesquels il est nécessaire d'avoir une masse commune FR-2012/R03 Et les zones? On admet que certains composants puissent présenter des défauts (fiabilité). Les composants de sécurité intrinsèque sont répartis en «ia», «ib» et «ic» selon le nombre de défauts admis et le placement dans les zones dangereuses correspondantes : "ia" (zones 0, 1 et 2) : 2 défauts = sécurité assurée "ib" (zones 1 et 2) : 1 défaut = sécurité assurée U fusible 2 3 diodes zener potentiel zéro (terre équipotentielle ou terre maillée) Séparation galvanique (interface) Il existe d'autres appareils de sécurité intrinsèque à séparation galvanique et convenant pour diverses applications : - limentation-transmetteurs pour convertisseurs 2 fils; - Transmetteurs; - Convertisseurs : de température, électropneumatiques I/P ou P/I; - Relais amplificateurs; - Blocs d'alimentation à séparation galvanique. La tension U 2 à appliquer à l'entrée d'une interface est inférieure à celle U 1 de la barrière (U 2 < U 1 ) U redresseur 2 filtrage 3 logique de commande 4 isolement galvanique (transformateur) 5 réglage de la tension de sortie 6 isolement galvanique (opto-coupleur) V080-5

6 "e" Définitions SECURITE UGMENTEE Rendre impossible toute apparition d'une source d'inflammation accidentelle : étincelle ou arcs. Les composants à l origine d étincelles sont exclus de cette méthode de protection. Comment? - par des matériaux isolants de qualité; - par un degré de protection minimal de IP54 pour réduire les risque de pénétration d impuretés ou d humidité; - par une fermeture spéciale de l'enveloppe sans risque d'autodesserrage; - par le respect des classes de température; - par un marquage et une entrée de câble conforme. Principales caractéristiques SUR QUOI EST BSEE EN (EN 50019)? Groupe d'explosion : I ou II ; le groupe II comprend les subdivisions II-IIB-IIC. Classe de température : La température à prendre en compte est celle du point le plus chaud de l'appareil complet et non la température extérieure comme dans le cas de la protection par enveloppe antidéflagrante. Le classement de température demeure identique au mode de protection "d". RCCORDEMENT Par presse-étoupe à ancrage certifié toujours livré monté sur les produits FR-2012/R01 V080-6