LES RISQUES ATEX Dans un monde ayant subi un boom industriel, il sied de remarquer que des accidents et incidents de types électriques, chimiques et manutentionnaires et bien d’autres se sont malheureusement produit depuis la révolution industrielle à aujourd’hui dans nos industries. Les accidents à caractère explosifs ont fortement marqué l’histoire à travers les catastrophes de TCHERNOBYL en Russie, d’ICMESA en Italie et celle de Fukushima au Japon liées à des explosions chimiques. Pour éviter des inflammations sur les lieux de travail dans des environnements ou la présence de gaz, vapeurs et poussières combustibles peuvent former des atmosphères explosives des mesures ont été mise en place. La présence de substances inflammables au sein des installations industrielles génère alors un risque d’atmosphères explosives (ATEX). Les industriels sont donc tenus par l’application des principes généraux de prévention de mettre en œuvre une évaluation des risques. Cette évaluation aboutit à la définition de mesures, de maîtrise des risques pour prévenir la formation d’ATEX et au classement en zones ATEX des locaux de travail, qui conditionne le choix des équipements électriques et non électriques en vue de prévenir l’inflammation d’une ATEX. Depuis la parution de la réglementation imposée aux exploitants industriels la plupart des industriels ont procédé à l’évaluation des risques et au classement de zones. Dans la suite de notre travail nous parlerons de la mise en œuvre de mesures matérielles et organisationnelles visant à éviter la présence ou l’activation de sources d’inflammation capables d'enflammer une ATEX. I- Qu’est-ce qu’un ATmosphère EXplosive Une atmosphère explosive est un 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. La formation d’une atmosphère explosive est conditionnée par : Condition 1 : La présence d’un comburant et d’un combustible Dans un mélange formant un ATEX, l’oxygène de l’air est le comburant, les substances inflammables sous forme de gaz, de vapeur ou de poussières sont le combustible. Voici quelques exemples de substances inflammables pouvant former une ATEX dans un mélange avec l’air : Condition 2 : Le mélange doit être explosif Pour être explosif, le mélange ne doit être ni trop pauvre ni trip riche en combustible : LSE = Limite supérieur d’explosivité d’un gaz ou d’une vapeur dans l’air (Concentration maximale dans le mélange au-dessus de laquelle il peut être enflammé). LIE = Limite inferieure d’explosivité d’une substance inflammable (Concentration minimale dans le mélange au-dessus de laquelle il peut être enflammé). Pour être dans son domaine d’explosivité, le mélange avec l’air doit remplir la condition suivante : LIE < concentration de la substance inflammable dans le mélange < LSE Dans le cas des vapeurs, la température du liquide inflammable doit être suffisante pour émettre assez de vapeur : Point éclair d’un liquide inflammable = Température à laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour avec l’air un mélange un mélange inflammable. Pour être dans son domaine d’explosivité, le mélange avec l’air doit remplir la condition suivante : 𝑇𝐿𝐼𝑄𝑈𝐼𝐷𝐸 > 𝑃𝑜𝑖𝑛𝑡 𝑒𝑐𝑙𝑎𝑖𝑟 Condition 3 : Source d’inflammation Une explosion est déclenchée si la source d’inflammation fournit une énergie supérieure à l’énergie minimale d’inflammation de la substance inflammable (EMI) ou si la température du mélange est supérieure à la température d’auto inflammation. Différentes sources d’inflammation sont possibles ; le tableau qui suit relève les plus courantes. Catégorie Procédé et équipement Lieu de travail Facteur humain Source d’inflammation Foudre Etincelles d’origine électrique Etincelles d’origine Mécanique Flamme, gaz chauds etc Surfaces chaudes Erreur de manipulation Téléphones portables En récapitulatif, une explosion survient lorsque les conditions du dessin ci-dessous sont remplies Ces atmosphères explosives se forment : En fonctionnement normal dans des locaux fermés ou peu ventilés où s’évaporent des solvants inflammables ou combustibles (postes de peinture, encollage, nettoyage des réservoirs…) ou au voisinage des orifices des réservoirs de stockage de ces liquides, à proximité des trémies où sont déversés des produits pulvérulents combustibles ; Accidentellement en raison de fuites de récipients, de fuites sur des canalisations de liquides, de gaz inflammables ou de poussières combustibles… II- Substances inflammable les plus dangereuses La dangerosité d’un mélange avec l’air dépend de sa concentration en substance inflammable mais également des caractéristiques propres à cette substance. Il est donc nécessaire de classer ces différents combustibles suivant leur niveau de dangerosité. On distingue deux classements différents : les groupes de gaz et la classe de température. 1- Groupe de gaz Les diverses substances peuvent s’enflammer suite à l’apport d’une énergie suffisante. Plus l’énergie suffisante est faible plus la substance est dangereuse. IEMS : l’interstice expérimental maximal sécurité C’est l’épaisseur maximale de la couche d’air entre deux parties d’une chambre interne d’un appareil d’essai qui, lorsque le mélange interne est enflammé, empêche l’inflammation du mélange gazeux externe à travers un épaulement de 25 mm de longueur. EMI : Énergie Minimale d’Inflammation C’est l’énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous forme d’une flamme ou d’une étincelle, pour provoquer l’inflammation. À partir de ces deux critères caractéristiques de chaque substance, quatre groupes de gaz ont été établis sur la base de cinq gaz représentatifs (ce sont ceux utilisés pour les essais). Pour le groupe II, la dangerosité croît de la subdivision II A (le moins dangereux) à la subdivision II C (le plus dangereux). 2- Classes de température Les diverses substances, gaz/vapeurs ou poussières, peuvent s’enflammer sous l’effet de la chaleur à une température dite température minimale d’inflammation (ou d’auto-inflammation) qui est caractéristique de chaque substance. Plus celle-ci est faible, plus la substance est dangereuse. En conséquence, les matériels destinés à être utilisés dans une atmosphère explosive sont classés de T1 à T6 en fonction de la température maximale de surface qu’ils génèrent : III- Détermination initiale des zones à risques Les emplacements dangereux sont classés en zones à risque, en fonction de la fréquence et de la durée de la présence d’une atmosphère explosive. Pour les gaz et vapeurs En général, une zone 0 sera présente à l’intérieur des réservoirs, des canalisations, des récipients… Une zone 1 pourra inclure, entre autres : – la proximité immédiate de la zone 0, – la proximité immédiate des ouvertures d’alimentation, des évents, des vannes de prise d’échantillons ou de purge, des ouvertures de remplissage et de vidange, – des points bas des installations (fosses de rétention, caniveaux…). Une zone 2 pourra inclure, entre autres, les emplacements entourant les zones 0 et 1, les brides, les connexions, les vannes et raccords de tuyauterie ainsi que la proximité immédiate des tubes de niveau en verre, des appareils en matériaux fragiles… Pour les poussières En général, une zone 20 sera présente à l’intérieur des silos, des canalisations… Une zone 21 pourra inclure, entre autres, des emplacements à proximité immédiate d’une zone 0 ou, par exemple, au niveau des points de remplissage ou de vidange de poudre et des emplacements dans lesquels les couches de poussières apparaissent et sont susceptibles, en fonctionnement normal, de conduire à la formation d’une concentration de poussières combustibles en mélange avec l’air appartenant au domaine d’explosivité. Une zone 22 pourra inclure, entre autres, des emplacements au voisinage d’appareils, systèmes de protection et composants contenant de la poussière, à partir desquels de la poussière peut s’échapper par suite de fuites et former des dépôts de poussières (par exemple, les ateliers de broyage dans lesquels la poussière peut s’échapper des broyeurs et ensuite se déposer sur les éléments de charpente). L’image ci-dessous illustre un exemple de zonage ATEX IV- Mesures de prévention des risques L’évaluation des risques constitue la première étape de la démarche de prévention. Les résultats de cette évaluation doivent être retranscrits dans le document relatif à la protection contre les explosions (DRPCE), intégré au document unique. Si les risques sont avérés, des mesures techniques et organisationnelles doivent être mises en place pour éviter la formation d’atmosphères explosives, supprimer les sources d’inflammation et réduire les conséquences des explosions. 1- Eviter le risque Parmi les différentes mesures que l’on peut adopter, des actions, entre autres, peuvent être retenues concernant : Le(s) combustible(s) : – remplacer le produit combustible par un autre incombustible ou moins combustible, – modifier la granulométrie (passer de la poudre à des granulés), – ajouter des solides inertes à des poussières combustibles, – maintenir la concentration du combustible hors de son domaine d’explosivité par : captage des vapeurs ou des poussières, dilution à l’air, nettoyage fréquent des dépôts de poussières, mise en place de détecteurs étalonnés… Le comburant Mettre à l’état inerte le comburant car l’introduction d’un gaz inerte (azote…) en proportion suffisante dans une atmosphère chargée de substance combustible entraîne son appauvrissement en oxygène et rend donc l’inflammation impossible. Attention toutefois au risque d’hypoxie (interruption de l’apport d’oxygène aux différents tissus de l’organisme) et de malaise consécutif en cas de pénétration d’un salarié dans la zone concernée. 2- Eviter les sources d’inflammation Cette action de prévention s’attachera, en premier lieu, à mettre hors zone ATEX le plus de matériel possible, puis elle visera à éliminer les flammes et feux nus, les surfaces chaudes, les étincelles d’origines mécanique, électrique ou électrostatique, les échauffements dus aux frottements mécaniques, aux matériels électriques ou aux moteurs thermiques. Différentes mesures peuvent être mises en œuvre, telles que des : Actions sur le procédé – refroidissement (réaction chimique, échauffement dû à la compression des gaz…), – captage d’éléments métalliques (séparateur magnétique) ou d’éléments de taille importante (séparateur gravitaire type boîte à cales) pouvant générer une source d’inflammation, Contrôles – détecteurs d’élévation de température, de pression…, – thermographie à infrarouge, – détecteur CO (monoxyde de carbone), – systèmes de contrôles de la vitesse de défilement et/ou de déport des bandes transporteuses, de bourrage, de rotation…, Procédures – mode opératoire d’exécution, – plan de prévention, – permis de feu, – autorisation de travail validée par une personne compétente désignée par l’employeur, – port de vêtements de travail appropriés faits de matériaux qui ne produisent pas de décharges électrostatiques, – organisation du nettoyage, – formation des intervenants avec vérification de la connaissance du balisage Actions sur le matériel – adéquation du matériel à la zone, – outillage anti-étincelant, – mise à la terre, liaison équipotentielle. Les matériels doivent être conformes à la réglementation relative à la conception des appareils et systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphère explosive. 3- Mesures organisationnelles Signalisation et signalétique Les emplacements où des atmosphères explosives peuvent se former seront signalés au niveau de leurs accès respectifs par le panneau d’avertissement. Formation du personnel – sensibilisation de l’ensemble du personnel au risque explosion, – formations spécifiques pour les travailleurs dans et autour des zones à risque, – formations spécifiques des équipes de maintenance interne, – prise en charge particulière des intérimaires (liste des postes à risque, formation renforcée à la sécurité), – organisation de l’évacuation du personnel, – mise en place d’équipes d’intervention Formalisation des interventions d’entreprises extérieures – accueil des entreprises extérieures, – plan de prévention, – autorisation de travail, – permis de feu Prise de contact avec le SDIS (Service départemental d’incendie et de secours) et/ou les sapeurs-pompiers locaux. Gestion des alarmes En agissant sur les seuils de déclenchement (par exemple, 10 % de la LIE et 25 % de la LIE pour les gaz et vapeurs). V- La protection 1- Mesures de protection Les mesures de protection visent à atténuer les effets des explosions, si on n’a pu empêcher la formation de l’atmosphère explosive. Il conviendra alors d’atténuer les effets néfastes d’une explosion pour préserver la santé et la sécurité des travailleurs. Les actions à entreprendre seront spécifiques à chaque cas ; nous donnons ci-dessous une liste indicative de mesures à envisager : Actions sur le confinement (évents d’explosion), Extincteurs déclenchés (suppresseurs d’explosion), Appareils résistant à la surpression d’explosion, Systèmes de découplage technique (système qui empêche une explosion primaire de se propager au reste de l’installation) : – Arrête-flammes, – Ecluses rotatives, – Vannes à fermeture rapide, – Extincteurs déclenchés, – déviateur d’explosion (cheminée de dégagement), Actions sur la configuration des locaux : – compartimentage, – résistance des matériaux (verre, toiture en matériaux fragiles…), – conception et construction des locaux, en choisissant des matériaux adaptés et résistants au feu, où la présence du personnel est permanente ou groupée (salle de contrôle, sanitaires…) de façon à ce que le personnel ne soit pas atteint par la chute d’éléments de structure (éloignement…) et que les locaux résistent à l’effondrement éventuel du reste de l’édifice. Les moyens techniques mis en œuvre pour satisfaire à ces actions, tels les évents ou les systèmes de découplage technique, sont des systèmes de protection doivent donc être reconnus et certifiés conformes. 2- Mode de protection a- Mode de protection pour les matériels électriques utilisés en atmosphère explosive gazeuse Les différents modes de protection pour le matériel électrique sont bien connus. Ils agissent sur l'une des 3 composantes présentées ci-dessous. b- Mode de protection pour les matériels non électriques (valables pour les atmosphères explosives gazeuses et poussières) c- Relation entre les catégories de matériel et les modes de protection (gaz/vapeurs) d- Relation entre les catégories de matériel et les modes de protection (poussières) VI- Le marquage 1- Le marquage règlementaire Tous les matériels, électriques et non-électriques, présents dans les zones à risques d’explosion, ainsi que les systèmes de protection, doivent être conformes aux prescriptions techniques liées aux types de zone. Trois catégories sont ainsi définies, correspondant aux niveaux de sécurité exigés pour les matériels. De plus, un marquage spécifique permet d’identifier ces matériels et leurs caractéristiques. G : gaz/vapeurs D : poussières 2- Marquage normatif Le marquage réglementaire doit généralement être complété par un marquage normatif, permettant de vérifier la comptabilité du matériel avec les caractéristiques physicochimiques des constituants de l’atmosphère explosive. Plusieurs critères sont à prendre en compte pour vérifier l’adéquation du matériel aux produits : Le(s) mode(s) de protection(s) utilisés pour garantir le niveau de sécurité du matériel. Il existe différents modes adaptés, selon les cas, aux gaz/vapeurs, aux poussières, aux matériels électriques ou non électriques. Les familles de gaz/vapeurs et de poussières Les gaz/vapeurs sont classés notamment en fonction de leur sensibilité à l’inflammation en trois familles, II C étant la famille la plus dangereuse, Les poussières sont classées, notamment en fonction de leur état de division (taille de particules) et de leur conductivité, en trois familles, La température de surface du matériel, à comparer avec les températures d’autoinflammation des produits. VII- Réglementation La réglementation ATEX a pour objectif l’amélioration de la santé et de la sécurité des travailleurs exposés aux risques des atmosphères explosives.
