SPÉCIFICATION TECHNIQUE TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION CEN/TS 13763-27 Juillet 2003 ICS 71.100.30 Version Française Explosifs à usage civil Détonateurs et relais Partie 27: Définitions, méthodes et exigences relatives aux systèmes d amorçage électronique Explosivstoffe für zivile Zwecke Zünder und Verzögerungselemente Teil 27: Definitionen, Verfahren und Anforderungen an elektronische Zündsysteme Explosivstoffe für zivile Zwecke Zünder und Verzögerungselemente Teil 27: Definitionen, Verfahren und Anforderungen an elektronische Zündsysteme La présente Spécification Technique (CEN/TS) a été adoptée par le CEN le 19 Décembre 2002 pour application provisoire. La période de validité de cette CEN/TS est limitée initialement à trois ans. Après deux ans, les membres du CEN seront invités à soumettre leurs commentaires, en particulier sur l'éventualité de la conversion de la CEN/TS en Norme européenne. Il est demandé aux membres du CEN d'annoncer l'existence de cette CEN/TS de la même façon que pour une EN et de rendre cette CEN/TS disponible. Il est admis de maintenir (en parallèle avec la CEN/TS) des normes nationales en contradiction avec la CEN/TS en application jusqu'à la décision finale de conversion possible de la CEN/TS en EN. Les membres du CEN sont les organismes nationaux de normalisation des pays suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République Tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie, Suède et Suisse. COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION Centre de Gestion: rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles 2003 CEN Tous droits d'exploitation sous quelque forme et de quelque manière que ce soit réservés dans le monde entier aux membres nationaux du CEN. Réf. n CEN/TS 13763-27:2003 F
Sommaire Page Avant-propos...3 0 Introduction...5 1 Domaine d application...9 2 Références normatives...9 3 Termes et définitions... 11 4 Mode opératoire... 13 5 Rapport d essai... 39 6 Exigences.... 40 Annex A (informative) Exemples de phénomènes dangereux et de pannes... 41 Annex B (informative) Informations relatives aux techniques d évaluation... 47 Annex C (informative) Propositions pour la tête d allumage de détonateur remplacée (détonateurs fictifs)... 50 Annex D (informative) Détermination de la résistance à la pression dynamique... 52 Bibliographie... 53 2
Avant-propos Le présent document (CEN/TS 13763-27:2003) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 321 «Explosifs à usage civil», dont le secrétariat est tenu par AENOR. Le présent document comprend une bibliographie. Les Annexes A, B, C et D sont informatives. La présente Spécification technique fait partie d une série de normes relatives aux Explosifs à usage civil Détonateurs et relais. Les autres parties de la série sont les suivantes : pren 13763-1 EN 13763-2 EN 13763-3 Partie 1 : Exigences Partie 2 : Détermination de la stabilité thermique Partie 3 : Détermination de la sensibilité au choc pren 13763-4 Partie 4 : Détermination de la résistance à l abrasion des fils d amorce et des tubes à transmission d ondes de choc pren 13763-5 Partie 5 : Détermination de la résistance du fil d amorce et du tube à transmission d ondes de choc aux dommages par coupes pren 13763-6 Partie 6 : Détermination de la résistance à la fissuration des fils d amorce à basses températures pren 13763-7 pren 13763-8 pren 13763-9 Partie 7 : Détermination de la force mécanique des fils d amorce, tubes à transmission d ondes de choc, liaisons, sertissages et fermetures Partie 8 : Détermination de la résistance à la vibration des détonateurs pyrotechniques Partie 9 : Détermination de la résistance à la flexion des détonateurs pren 13763-10 Partie 10 : Méthode de détermination de la résistance à la torsion des bouchons d étanchement pren 13763-11 Partie 11 : Détermination de la résistance des détonateurs et relais à la chute pren 13763-12 Partie 12 : Détermination de la résistance à la pression hydrostatique pren 13763-13 Partie 13 : Détermination de la résistance à la décharge électrostatique des détonateurs électriques pren 13763-14 Partie 14 : Détermination de la résistance des détonateurs électriques à l influence de l émission de rayonnements radioélectriques pren 13763-15 Partie 15 : Détermination de la capacité d amorçage équivalente pren 13763-16 Partie 16 : Détermination de la précision du retard pren 13763-17 Partie 17 : Détermination du courant maximal de non-amorçage des détonateurs électriques pren 13763-18 Partie 18 : Détermination du courant d allumage de détonateurs électriques en série 3
pren 13763-19 Partie 19 : Détermination de l impulsion d allumage des détonateurs électriques pren 13763-20 Partie 20 : Détermination de la résistance globale des détonateurs électriques pren 13763-21 Partie 21 : Détermination de la tension de claquage des détonateurs électriques pren 13763-22 Partie 22 : Détermination de la capacité électrique, de la résistance d isolation et de la rupture d isolation des fils d amorce EN 13763-23 EN 13763-24 Partie 23 : Détermination de la vitesse d ondes de choc du tube conducteur d ondes de choc Partie 24 : Détermination de la non-conductivité électrique du tube à transmission d ondes de choc pren 13763-25 Partie 25 : Détermination de la capacité de transmission des relais et des manchons d accouplement pren 13763-26 Partie 26 : Définitions, méthodes et exigences relatives aux dispositifs et accessoires pour la fiabilité et la sécurité de fonctionnement des détonateurs et relais Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont tenus d annoncer ce Spécification technique : Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède et Suisse. 4
0 Introduction 0.1 Contexte et principes de base Les systèmes d amorçage électroniques ont été mis au point en vue d une utilisation dans les travaux de tir civil. Les détonateurs dans ces systèmes ont normalement des temps de retard beaucoup plus précis que ceux des détonateurs conventionnels avec retard pyrotechnique et ils sont réputés faciliter l obtention de meilleurs résultats de tir, par exemple en termes de meilleure fragmentation, de vibrations du sol réduites, de moindre endommagement de la roche restante, etc. Du point de vue de la sécurité et de la fiabilité, les systèmes d amorçage électroniques sont plus complexes que les systèmes de détonateurs électriques et non électriques conventionnels, ce qui donne lieu à de nouveaux facteurs de risque. Le but de la présente Spécification technique est de parvenir à des risques négligeables, tout au moins au même niveau de sécurité et de fiabilité appliqué dans les normes correspondantes relatives aux détonateurs électriques conventionnels. Il convient de considérer cet énoncé comme un objectif général de la Spécification technique à un niveau système et non comme un guide détaillé pour juger du niveau d acceptabilité pour des demandes individuelles spécifiques. Cependant, dans certains cas, les normes relatives aux détonateurs électriques conventionnels auxquelles il est fait référence dans la présente Spécification technique sont applicables à diverses nuances. Dans ces cas, le niveau d exigence pour les détonateurs électriques a été adopté, moyennant éventuellement un certain nombre d amendements s il y a lieu. La présente Spécification technique spécifie une méthode d analyse du risque destinée à étudier la sécurité et la fiabilité des systèmes d amorçage électroniques en identifiant les phénomènes dangereux et en estimant les risques associés au système. L étape dans la méthode d analyse du risque, qui se réfère à l acceptabilité des risques, comporte des références à la fois aux méthodes d essai et aux méthodes d évaluation, qui s appliquent au système spécifique lorsque cela est approprié. La Spécification technique stipule aussi les niveaux d acceptabilité. Cette structure qui consiste à combiner la méthode générale d analyse du risque à des exigences spécifiques concernant les essais et l évaluation ainsi qu à des lignes directrices pour l évaluation spécifiées dans des annexes informatives a été choisie pour les raisons suivantes : l utilisation de systèmes d amorçage électroniques est fortement liée à la sécurité de la vie et de la santé humaine ainsi qu aux biens matériels. La sécurité et la fiabilité des systèmes d amorçage électroniques dépendent d un certain nombre de facteurs interagissants, ce qui complique l évaluation de ces systèmes dans ces aspects. Dans la présente Spécification technique, des facteurs de risque pertinents ont été attribués aux risques d amorçage intempestif, de raté d allumage et de fonctionnement incorrect ; la nécessité de prendre en considération la sécurité et la fiabilité des composants individuels du système, c est-à-dire les détonateurs, les unités d amorçage/essais/programmation, ainsi que les aspects globaux du système incluant la connexion et les limites d installation et la communication entre les différents composants ; la nécessité d une évaluation des matériels électroniques et de logiciels critiques pour la sécurité tant dans les détonateurs que dans les unités d amorçage/essais/programmation ; les fabricants de systèmes d amorçage électroniques ont utilisé des solutions considérablement différentes pour les systèmes et la conception afin de satisfaire à des critères acceptables de sécurité et de fiabilité. Le développement de produits dans ce domaine est rapide. Par conséquent, la Spécification technique vise à être valide pour les différentes solutions de systèmes. Un effort considérable a été exercé pour se référer dans toute la mesure du possible aux autres parties du pren 13763 pour les détonateurs conventionnels, en spécifiant l applicabilité de ces essais ainsi que les possibles amendements afin d éviter les redondances et les incohérences. 5
La possibilité de réaliser des essais non destructifs utilisant des détonateurs fictifs sans contenu explosif a été envisagée dans toute la mesure du possible en raison des coûts élevés des détonateurs électroniques. 0.2 Vue d ensemble d un système d amorçage électronique Les systèmes de détonateurs électroniques peuvent être inscrits en deux catégories : les détonateurs électroniques non programmables (ou détonateurs à retard fixe) et les détonateurs à retard programmable. Les détonateurs programmables peuvent être programmés en utilisant une communication unidirectionnelle ou une communication bidirectionnelle. Ces catégories sont développées ci-dessous : Détonateurs non programmables Ce type de détonateur ne nécessite pas de communication de données pour s allumer. La connexion au détonateur peut être électrique ou non électrique. Ces détonateurs sont normalement numérotés de telle façon que l utilisateur reconnaisse leur temps de retard prévu. Détonateurs programmables Le temps de retard de ces détonateurs est programmé avant le tir, soit par l unité d essais, soit par l unité d allumage. Ce type de détonateurs nécessite habituellement des connexions électriques pour faciliter : la communication unidirectionnelle : Cela implique que la communication n a lieu qu en direction du détonateur. Aucune information n est reçue du détonateur. Dans ces systèmes, il est vital que les communications vers le détonateur soient robustes ; la communication bidirectionnelle : La communication a lieu dans les deux sens. Un retour d informations étant reçu du détonateur, il est possible d établir l état du détonateur. Des informations utiles peuvent être notamment l intégrité des communications à destination du détonateur, l intégrité de l élément d amorçage, la tension du condensateur de mise à feu, les résultats d un auto-test, etc. 0.3 Schéma fonctionnel d un détonateur électronique programmable générique à deux fils Les composants montrés ci-dessous ne sont pas tous indispensables dans un détonateur électronique, en même temps, certains composants peuvent être omis. Le but du schéma est de familiariser le lecteur du présent document avec certains des composants et fonctions d un détonateur électronique, si bien que les exigences et les implications pour des fonctionnements en toute sécurité peuvent être mieux comprises. 6