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1 Normes au feu des applications électrotechniques et électroniques : Conséquences sur les mécanismes d ignifugation retenus Innov Days : Les plastiques ignifugés 7 Novembre 2013, Lyon Jean-Marie MALDJIAN Technology & Strategy Innovation Efficiency

2 sommaire Introduction : marché électrique Normes en présence IEC en priorité L essai au fil incandescent GWFI Evolution et conséquences Plus de sévérité sur les temps d extinction Développer des compounds adaptés au nouvelles exigences possibles Une solution d ignifugation doit être adaptée à l essai concerné 2 stratégies pour le fil incandescent: Protection: on fabrique une structure barrière thermique et oxydative Fuite: on fait un trou = la lame d air isole Besoin de solutions adaptées Différentes des besoins du cône calorimètre Structure barrière, mais isolante La futur Conclusion 2

3 Exigences feu du marché électrique IEC Appareillage: interrupteurs, prises, disjoncteurs Accessoires pour câbles: tubes, goulottes Fil incandescent GWFI flamme 50 w et 1 kw 3

4 Le fil incandescent : utilité et origine Risque feu majeur auto-échauffement venant des connections: Mauvais serrage, ou desserrage au cours de la vie du produit Mauvais montage (diamètre fil non adapté, ou mal positionné) Mauvaise résistance de contact Le fil incandescent est censé reproduire ces causes La température du fil peut varier de 550 à 960 C On mesure l aptitude du produit à ne pas bruler complètement après application du fil Essai sans application de flamme 4

5 Essai: support de prise de courant support prise de courant Fil Incandescent 850 C Temps extinction < 30 secondes EME Lab Grenoble extinction immédiate 5

6 La normalisation internationale IEC evolution L IEC rédige et maintient les normes d essai 3 concernent le fil incandescent ( IEC , 11, 13) Un comité technique TC 89 en a la charge L IEC, sous la pression des compagnies d assurance, incite le TC 89 à Monter les exigences feu sur les sous ensembles (contacteurs, relais ) Afin de réduire les risques d incendie dans les produits complexes (Machines à laver, à café, ) 6

7 La normalisation internationale IEC conséquences «Petit» produit enflammé (contacteur) Risque inflammation d une pièce proche plus importante et non ignifugée Propagation flamme et incendie exemple Contacteur machine à laver enflammé suite à mauvais montage Inflammation cuve en PP non ignifugé (loin des parties actives) Propagation flamme et incendie Pression pour mettre des exigences FEU très sévères sur le contacteur 7

8 La normalisation internationale IEC conséquences Proposition IEC en cours de discussion: Temps d extinction < 5 s, même pendant application du fil Difficile, voire impossible avec les technologies d ignifugation actuelles La position de Schneider Electric est de conserver la norme dans l état actuel Temps d extinction < 30 s Optimiser l architecture du produit final pour éviter l inflammation globale Écran entre contacteur et cuve par exemple Ecran protection 8

9 Les besoins Normatifs inflammation et diélectrique post dégradation sont basés sur 3 tests principaux test d inflammation UL94 fil incandescent IEC résistance au cheminement (CTI) IEC Relation très forte entre: Les besoins normatifs La solution d ignifugation retenue Une solution FR retenue pour un type de test peut ne pas être adaptée à un test différent. Comprendre les tests pour adapter la stratégie. Différentes stratégies d ignifugation 9

10 UL94 exemple d adaptation Test vertical d inflammation 2 stratégies pour le cas du Polyamide protection du matériau -intumescence -Charges hydratées évacuation de l énergie de combustion -cyanurate de mélamine 1 er cas: PA + CM -fusion/dégradation/inflammation -goutte enflammée -extinction de la goutte durant sa chute 2 nd cas: PA + CM + 2% MMT -fusion/dégradation/inflammation -goutte enflammée -extinction de la goutte La zone de dégradation reste sur l éprouvette Propriété clé: viscosité de la zone dégradée 10

11 Le fil incandescent IEC stratégies protection du matériau -Intumescence éloignement de la source de chaleur -HBCDD dans le HIPS Conditions: T du fil: 650, 750, 850 ou 960 C Contact avec l échantillon: 30s (1N) Critère de réussite: combustion < 30s Matériau barrière thermique Propriétés thermiques & mécaniques Lame d air barrière thermique Viscosité de la zone dégradée=f(t) Inflammabilité des gaz Réglages subtils 11

12 Le CTI Comportement diélectrique sous arc Critère de réussite: Intensité < 0,5A (2s) et pas d inflammation + Diélectrique post-coupure 50 Stratégie Éviter la formation d une structure conductrice lors de la dégradation des matériaux. V 12

13 Cône calorimètre Un très bon moyen de caractérisation scientifique pour comprendre, mais ne prend pas en compte tous les aspects relatifs aux tests normatifs -Viscosité de la zone dégradée -Comportement mécanique de la zone dégradée sous contrainte -Les aspects dynamiques des tests Ne pas oublier ces aspects dans le développement de nouvelles solutions l approche chimique est essentielle mais pas suffisante. 13

14 Et dans le futur Pressions environnementales disparition de solutions Evolution des normes Nouvelles normes Adaptation Nouvelles solutions Nouvelles stratégies 14

15 Du «100 % halogen free «aux bio sourcés: Rève ou réalité? Les exigences environnementales actuelles concernent avant tout les halogènes (Cl, Br,) Certains polymères sont quasi impossibles à ignifuger sans halogènes (HIPS) Nous ne disposons pas à l heure actuelle d ignifugeants bio sourcés permettant d atteindre le niveau de nos normes IEC 15

16 Conclusion Nos besoins Matériaux respectueux de l homme / environnement Nouvelles stratégies adaptées -protection thermique non conductrice électrique après dégradation -protection en surface - Compréhension Vision long terme & stabilité 16

17 Questions? 17

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