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ATMOSPHERE EXPLOSIBLE: RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS



LES RISQUES D'EXPLOSIONS LIéS A LA PRESENCE DE GAZ OU LIQUIDES INFLAMMABLES

DEFINITIONS

     Point éclair = Température la plus basse d'un liquide à laquelle, dans certaines conditions normalisées, ce liquide libère des vapeurs en quantité telle qu'un mélange vapeur/air inflammable puisse se former. Quelques exemples:

                • oxyde d'éthylène = - 57ºC
                • éther éthylique = - 45ºC
                • essence (io 100) = - 37ºC
                • sulfure de carbone = - 30ºC
                • acétone = - 17ºC
                • éthanol à 100% = - 12ºC
                • gasoil = +55ºC

     Limite Inférieure d'Explosivité = Concentration dans l'air de gaz, vapeurs ou brouillard inflammables, au dessous de laquelle une atmosphère explosive gazeuse ne se forme pas.
     Limite Supérieure d'Explosivité = Concentration dans l'air de gaz, vapeurs ou brouillard inflammables, au dessus de laquelle une atmosphère explosive gazeuse ne se forme pas.
     L'inflammation d'une atmosphère explosive n'est donc possible que pour des valeurs de concentration dans l'air comprise entre ces deux limites. Quelques limites d'explosivité:

nature du carburant
LIE%
LSE%
acétone
2.6
13
butane
1.8
8.4
oxyde d'éthylène
3.5
100
oxyde de propylène
2.8
37
oxyde de carbone
2.5
74
éthanol
3.3
19
essence (io 100)
1.4
7.4
éther éthylique
1.9
36
hydrogène
4
75
méthane
5
15

     Température d'inflammation ou d'auto-inflammation = Température la plus basse d'une surface chaude à laquelle dans des conditions spécifiées, l'inflammation d'une substance inflammable sous la forme d'un mélange de gaz ou de vapeur avec l'air peut se produire. Quelques exemples:

                  • hydrogène = 560ºC
                  • acétone = 465ºC
                  • essence (io 100) = 460ºC
                  • oxyde d'éthylène = 430ºC
                  • éthanol = 363ºC
                  • butane = 287ºC
                  • éther éthylique = 160ºC
                  • sulfure de carbone = 102ºC

LES CLASSES DE TEMPERATURE:

     Le matériel électrique pour atmosphère explosive doit être choisi de façon que sa température maximale de surface soit toujours inférieure à la température d'inflammation de l'atmosphère explosive concernée.

     La température maximale de surface est la température la plus élevée atteinte en service dans les conditions les plus défavorables par toute partie et toute surface d'un matériel pouvant provoquer une inflammation de l'atmosphère environnante.

     La température maximale de surface classée de T1 à T6 est à choisir parmi les valeurs ci-dessous.

Classe de température
Température maximale de surface
T1
450º C
T2
300º C
T3
200º C
T4
135º C
T5
100º C
T6
85º C

     Par exemple le point d'inflammation de l'acétylène est de 305º C , on choisira la classe T3 (200º C) pour le matériel, et non T2
(300º C) qui est trop voisine de la température d'inflammation considérée.

LES MODES DE PROTECTION:

     Dans le domaine des matériels utilisables en atmosphère explosive gazeuse, il existe actuellement sept modes de protection reconnus et ayant fait l'objet de normes publiées par le CENELEC et l'UTE. Ces modes de protection sont résumés dans le tableau ci-dessous:

SYMBOLE
MODE DE PROTECTION
PRINCIPE
«p»
surpression interne
EN 50 016
Mode de protection du matériel électrique consistant à obtenir la sécurité au moyen d'un gaz de protection maintenu à une pression supérieure à celle de l'atmosphère environnante
«o»
immersion dans l'huile
EN 50 015
Mode de protection du matériel électrique dans lequel tout ou partie de celui-ci est immergé dans l'huile de telle sorte qu'une atmosphère explosive gazeuse se trouvant au-dessus du niveau de l'huile ou à l'extérieure de l'enveloppe ne puisse être enflammée par ce matériel
«m»
encapsulage
EN 50 028
Mode de protection dans lequel les pièces qui pourraient enflammer une atmosphère explosive par des étincelles ou par des échauffements, sont enfermées dans un compound de telle manière que cette atmosphère explosive ne puisse être enflammée
«e»
sécuritée augmentée
EN 50 019
Mode de protection consistant à appliquer des mesures afin de fournir une sécurité augmentée, contre la possibilité de températures excessives et l'apparition d'arcs ou d'étincelles à l'intérieur et sur les parties externes du matériel électrique qui ne produit pas d'arcs ou d'étincelles en service normal
«i»
sécurité intrinsèque
EN 50 020
Systèmes électriques de sécurité intrinsèque
EN 50 039
Circuit de sécurité intrinsèque dans lequel toute étincelle ou tout effet thermique se produisant, soit normalement, soit dans les conditions de défauts spécifiées, est incapable dans les conditions d'essais spécifiées de provoquer l'inflammation d'une vapeur ou d'un gaz donné. Cette solution met souvent en ouvre des barrières de sécurité utilisées entre un circuit de sécurité intrinsèque et un circuit qui ne l'est pas, afin de limiter la tension et le courant dans les circuits de sécurité intrinsèque à des niveaux qui ne puissent pas provoquer d'inflammation. Ce mode de protection, limité aux dispositifs de faible puissance, s'applique d'une façon générale, qu'aux circuits à courants faibles. Selon le nombre de défauts tolérés pour altérer la fonction sécurité on distingue 2 catégories : «ia» = 2 défauts admis «ib» = 1 défaut admis
«q»
remplissage pulvérulent EN 50 017
Mode de protection du matériel électrique dans lequel l'enveloppe est remplie d'un matériau à l'état pulvérulent de caractéristiques normalisées de manière telle que, dans les conditions prévues à la construction, un arc ou une température élevée se produisant à l'intérieur de l'enveloppe ne puisse provoquer l'inflammation de l'atmosphère gazeuse environnante.
«d»
enveloppe antidéflagrante EN 50 018
Mode de protection du matériel électrique dans lequel l'enveloppe est capable de supporter l'explosion interne d'un mélange inflammable ayant pénétré à l'intérieur sans subir d'avarie de structure et sans provoquer par ses joints ou autres communications, l'inflammation de l'atmosphère explosive extérieure composée de l'un ou l'autre des gaz ou vapeurs pour lesquels elle est conçue.


     Nota: D'autres modes de protections non normalisés existent, certains peuvent être à l'étude ou expérimentés avant d'être retenus par les organismes normalisateurs. A titre d'exemple il peut être cité : «s» , «n» , «h»


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