Comment les normes et zones ATEX contribuent-elles à la prévention du risque d’explosion ?

LES DEFINITIONS DE BASE LIEES A L’ATEX

QU’EST-CE QUE LE SIGLE ATEX ?

Signification légèrement différente selon le document lu :

ATEX = ATmosphère EXplosive et ATEX = ATmosphère Explosible = ATmosphère potentiellement EXplosive

Cet acronyme, issu de directives européennes, concerne l’atmosphère d’une zone de travail comportant un risque d’explosion, et nécessitant des normes de protection particulières pour la sécurité au travail. Une ATEX se forme partout : intérieurs de machines ou citernes, poste de travail, entrepôt, etc.

Qu’est-ce que l’atmosphère explosive ?

« Le mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, 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. »

Qu’est-ce que l’atmosphère explosible ?

« Une atmosphère susceptible de devenir explosive par suite des conditions locales et opérationnelles ». L’atmosphère, même constituée de substances inflammables, ne remplit pas les conditions la situant dans sa plage d’explosibilité.

pictogramme atex 4

Quelle est la différence entre directive ATEX ou norme ATEX ?

Les directives européennes ATEX encadrent la responsabilité légale des entreprises. Elles imposent des normes de sécurité dans les zones à risque d’atmosphère explosive. Les annexes des directives européennes ATEX listent des mesures générales de protection associées aux ATEX. Les normes ATEX européennes spécifient ces mesures de protection et de sécurité

Les directives européennes et normes ATEX visent la sécurité des personnes, appareils, et systèmes de protection, situés en zone d’atmosphère explosive. Directives et normes ATEX engagent à la fois l’employeur, le fabricant, l’installateur etc. Bref, toute entreprise contribuant à la présence de personnels ou d’appareils dans une zone à atmosphère explosible. Elles obligent à des mesures de prévention et de protection du travailleur dans les zones à risque d’explosion (zones ATEX). Directives et normes ATEX définissent la catégorie des équipements, installations, systèmes de protection, vêtements de protection… selon la zone à risque ATEX. Elles encadrent la conformité d’une catégorie de matériel au niveau exigé de protection.

Une catégorie de matériel répond au niveau de risque existant dans une catégorie de zone à atmosphère explosive. Les normes distinguent des niveaux de procédures d’évaluation de conformité ATEX selon les catégories de matériels, selon la nature électrique, ou non-électrique. En fonction du niveau d’exigences défini par les directives ATEX, un organisme certificateur notifié ATEX, ou le fabricant, est habilité à procéder à l’évaluation de la conformité du matériel ATEX. Enfin les directives ATEX obligent l’employeur à établir un Document Relatif à la Protection Contre les Explosions (DRPCE). Ce document formalise les mesures prises sur le lieu de travail contre le risque d’explosion.

Quelle est la différence entre un zonage ATEX et des zones ATEX ?

Le zonage ATEX subdivise, en 3 catégories de zones à risque ATEX (zone ATEX), les emplacements où des atmosphères explosives se présenteraient.

La catégorie de zone à risque ATEX résulte de l’évaluation du niveau de présence d’une atmosphère explosive pour chaque emplacement. A une catégorie de zone ATEX correspond un niveau de fréquence du risque ATEX. La catégorie de zone ATEX affecte la nature des mesures organisationnelles et techniques à adopter en présence d’ATEX. Les normes ATEX cadrent les mesures applicables, selon la catégorie de zone ATEX, à la sécurité du matériel et à la protection du travailleur. Notamment ces normes ATEX incitent : à supprimer l’atmosphère explosive dans ces zones, sinon à en réduire le risque d’explosion, finalement à protéger hommes et matériels au cas où le risque d’explosion se concrétiserait dans une zone. Le zonage ATEX indique la catégorie d’appareils ATEX et systèmes de protection ATEX autorisés dans une catégorie de zone ATEX. Le marquage ATEX signale que l’évaluation de l’appareil a été faite, qu’il détient le niveau de protection en conformité avec le risque d’explosion identifié dans la zone ATEX.

Catégories de zones ATEX

Atmosphère explosive composée d’un mélange :
Risque d’explosion ATEXair -gaz /vapeur ou brouillard inflammablesair - poussières combustibles
PermanentZone ATEX 0Zone ATEX 20
OccasionnelZone ATEX 1Zone ATEX 21
PotentielZone ATEX 2Zone ATEX 22


Zone ATEX où des poussières inflammables composent l’atmosphère explosive

Fonctionnement matériel ATEXPrésence d’ATEX

Lieu d’ATEXCatégorie de zone ATEX
normalpermanente

longue durée

fréquente

Intérieur d’installations, équipements (dépoussiéreurs, filtres, collecteurs de poussières…)
Zone ATEX 20
normaloccasionnelleProximité immédiate de zone ATEX 20
Points de remplissage / vidange (produits pulvérulents)
Zone ATEX 21
anormalaccidentelleVoisinage d’appareils, systèmes de protection contenant de la poussière pouvant s’échapper accidentellement en nuage de poussières
Couches, dépôts, tas de poussières combustibles susceptibles de former une atmosphère explosive (surfaces impossibles à aspirer…)
Zone ATEX 22

Zone ATEX où des gaz, des vapeurs ou des brouillard inflammables composent l’atmosphère explosive

Fonctionnement matériel ATEXPrésence d’ATEXLieu d’ATEXCatégorie de zone à risque ATEX
normalpermanente

de longue durée

fréquente
Intérieur conteneurs de gaz inflammables, liquides inflammables/combustibles.
canalisations,
réservoirs,
récipients
Zone ATEX 20
normaloccasionnelleProximité immédiate zone 0
Proximité immédiate des ouvertures du matériel :
ouvertures d’alimentation, évents, vannes de prise d’échantillons /de purge, ouvertures de remplissage /vidange
Points bas des installations : fosses de rétention, caniveaux
Zone ATEX 21
anormalaccidentelleEmplacements autour des zones 0 et 1,
Brides, connexions, vannes et raccords (tuyauterie)
Cuvettes de rétention
Proximité immédiate des tubes de niveau en verre, appareils en matériaux fragiles, tout appareil ou élément susceptible de fuites
Zone ATEX 22

DES CAUSES DE FORMATION D’UNE ATEX AUX CONSEQUENCES D’UNE EXPLOSION

Quelles sont les conditions de formation d’une ATEX ?

La présence de combustibles (gaz, vapeurs, poussières), se mélangeant à l’atmosphère de la zone, constitue les prémices du risque d’explosion. Le mélange air ambiant/produit combustible se transforme en ATEX s’il remplit les normes physico-chimiques associées au risque d’explosion. Plus le mélange air/produit est homogène plus l’atmosphère est explosive. Ces conditions accroissent le risque d’explosion, sans pour autant causer d’explosion dans la zone d’ATEX.

ATEX : matière inflammable:Condition minimale de formation d’ATEX
gazConcentration du gaz dans l’air suffisante pour que le risque d’explosion du mélange se concrétise si une source d’inflammation apparait
vapeur émise par un liquideTempérature du liquide suscitant un dégagement de vapeurs suffisant pour que la concentration de vapeurs dans l’air atteigne la plage d’explosibilité
poussière en nuageNiveau de concentration des poussières en suspension dans l’air suffisant pour provoquer sous conditions une explosion

Quelles sources d’inflammation d’une ATEX ?

La source d’inflammation apporte dans la zone ATEX l’énergie déclenchant la réaction de combustion entre air ambiant et combustible. Cette condition, nécessaire à l’inflammation de l’ATEX, augmente le risque explosif de la zone, mais ne suffit seule à produire l’explosion. Exemple : l’allumette provoque l’inflammation sans explosion du mélange inflammable air/butane d’une gazinière.

Origine des sources d’inflammationNature des sources d’inflammation ATEX
Electriqueétincelle (arc électrique, courant électrique vagabond, …
Électrostatiqueétincelle (décharge électrostatique), foudre, …
Mécaniqueétincelle (particules incandescentes), échauffement par friction, …
Thermiquesurfaces chaudes, flammes nues, travaux par points chauds, cigarettes, rayonnement solaire…
Chimiqueréactions exothermiques (auto-échauffement, échauffement par fermentation …)
Autresrayonnement ionisant, ondes électromagnétiques, ultrasons, …

Une zone s’équipe d’une variété de matériel générant des sources d’inflammation d’ATEX.  Pour la validation de conformité ATEX, selon la catégorie de zone ATEX à équiper, la réglementation ATEX européenne distingue 2 catégories de matériel (appareils électriques, appareils non-électriques).

Quelles sont les conditions de l’explosion dans une zone ATEX ?

L’explosion d’ATEX se déclenche quand 6 conditions apparaissent simultanément.

3 éléments en quantité suffisante pour produire l’inflammation de l’ATEX

  1. Produit combustible (gaz, vapeur, poussières) présent dans l’atmosphère de la zone
  2. Comburant (oxygène de l’atmosphère) stimulant la combustion du combustible présent dans l’atmosphère de la zone
  3. Source d’inflammation (ex : étincelle électrique) fournissant une énergie suffisante pour activer l’inflammation de l’atmosphère explosive

3 accélérateurs de combustion transformant l’inflammation en explosion

  1. Mélange homogène en oxygène – produit combustible (gaz/vapeur/poussières) dans l’atmosphère explosive
  2. Dans l’ATEX la concentration du produit combustible est dans sa plage d’explosivité
  3. Confinement suffisant pour obtenir la pression adéquate d’accélération de la combustion
conditions dexplosition atex

Quel est le mécanisme de l’explosion d’ATEX

Une ATEX croise une source d’inflammation. L’explosion se déclenche : combustion instantanée des produits combustibles de l’ATEX, libérant une énergie intense. L’explosion se manifeste par l’augmentation fulgurante en volume, pression, température des gaz de l’ATEX. Ceci produit une onde de surpression se propageant à une vitesse de 2 à 10km/s (effet de souffle), des flammes, un dégagement de chaleur. Une partie de l’énergie de l’onde d’explosion brise la surface de contact, ou l’enceinte dans laquelle l’atmosphère explosive était confinée, puis projette les fragments du matériel brisé.

Ensuite l’onde d’explosion se déplace en zones concentriques à une vitesse supersonique ; puis diminue progressivement en 2 temps : un temps de surpression (1 à 5 millisecondes), et un temps de dépression (succion) jusqu’à revenir à la pression normal de l’atmosphère (5 à 25 ms). L’onde d’explosion diminue avec la distance et le niveau de confinement de l’atmosphère dans la zone de travail. La diminution est : très faible quand l’onde d’explosion se propage sur un seul axe (gaine de raccordement entre équipements…), plus rapide en propagation à 2 dimensions (locaux…), très rapide en milieu ouvert (équipement à l’extérieur des locaux…). Les systèmes de protection limitent l’explosion de façon variée : évent, système de découplage, …

Quels sont les risques associés à l’explosion d’ATEX ?

Risques de l’explosion ATEX sur la sécurité du travailleur.

Les risques des travailleurs en cas d’explosion ATEX fondent la réglementation sur leur protection et leur sécurité. Les risques de lésions varient suivant la zone d’exposition du travailleur au risque d’explosion.

Risques de lésions associés au souffle de l’explosion :

  • risques dues à l’onde de l’explosion impactant les parties du corps creuses ou remplies de gaz
  • risques liés à l’impact des projections des fragments de l’installation ou de l’équipement explosé,
  • risque de projection du travailleur par l’onde de l’explosion

Risques de lésions liés à l’impact de l’explosion de l’ATEX sur les installations, équipements, matériels … :

  • risques de brûlure, écrasement, inhalation toxique ; conséquences des destructions et inflammations causées par l’explosion
  • risques sur le système immunitaire et nerveux par absorption de toxiques

Risques de l’explosion ATEX sur le matériel.

L’onde d’explosion, l’inflammation de l’atmosphère génèrent des effets sur le matériel. L’explosion peut provoquer la fragmentation de l’appareil source, la présence d’un cratère au niveau de l’épicentre de l’explosion, la projection des fragments de matériel criblant les équipements ou l’infrastructure, la projection de matières enflammées sources de nouvelles inflammations ou explosions (effet domino) etc.

Après l’évaluation des risques associés à l’explosion ATEX l’employeur construit la sécurité et la protection du travailleur et du matériel par diverses mesures : DRPCE, systèmes et vêtement de protection, appareils ATEX etc.

Thibaut Samsel

À propos de l'auteur : Thibaut Samsel

Avec plus de 25 ans d'expérience dans le milieu du traitement de l’air, Thibaut Samsel a fondé OberA en 2017 en Alsace, se spécialisant dans les solutions de purification et de rafraîchissement d'air pour les environnements industriels. Âgé de 50 ans, il ne cesse d’avoir de nouvelles idées au quotidien et d’emmener ses collaborateurs avec lui pour relever tous les nouveaux challenges.

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