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Généralités ATEXGénéralités ATEX
Généralités ATEXGénéralités ATEX
Qu’est-ce qu’une ATEX ?
Quand peut-on être en présence d’une ATEX ?
Comment une ATEX peut-elle exploser ?
Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ?
Qu’est-ce qu’une ATEX ?Qu’est-ce qu’une ATEX ?
Une atmosphère explosive (ATEX) est un mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs ou poussières dans lequel, après inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé.
Quand peut-on être en présence d’une ATEX ?Quand peut-on être en présence d’une ATEX ?
Condition 1 : Il faut la présence d’un comburant et d’un combustible
• Dans un mélange formant une ATEX, l’oxygène de l’air (O2) est le comburant,
• les substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs ou de poussières sont le combustible.
Substances inflammablesSubstances inflammables
Voici quelques exemples de substances inflammables pouvant former une ATEX dans un mélange avec l’air :
Quand peut-on être en présence d’une ATEX ?Quand peut-on être en présence d’une ATEX ?
Condition 2 : Le mélange doit être explosif
Pour être explosif, le mélange ne doit être ni trop pauvre, ni trop riche en combustible :
LSE = Limite Supérieure d’Explosivité d’un gaz ou d’une vapeur dans l’air
LIE = Limite Inférieure d’Explosivité d’une substance inflammable
LIE < concentration de la substance inflammable < LSE
LIE < concentration substance inflammable < LIE < concentration substance inflammable < LSELSESelon les produits :• la LIE est plus moins petite• la LSE est plus ou moins grande• la zone d ’explosivité est plus ou moins importante
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %
Zone explosivité
LIE LSE
Quelques limites d'explosivité (gaz et vapeurs)Quelques limites d'explosivité (gaz et vapeurs)
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
Quelques limites d'explosivité (poussières)Quelques limites d'explosivité (poussières)
Concentration minimale d'explosion - nuage de poussières (g/m3)
toner 60 aluminium en poudre 40 résine époxydique 20 charbon de bois 140 amidon de blé 25 sucre 45 vitamine C 70 cacao 75
Cas particulier des liquides inflammablesCas particulier des liquides inflammables
Dans le cas des liquides, la température du liquide inflammable doit être suffisante pour émettre assez de vapeurs :
• Point éclair d’un liquide inflammable = Température à laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec l’air un mélange inflammable.
• Pour être dans son domaine d’explosivité, le mélange avec l’air doit remplir la condition suivante :
T liquide > Point éclair
Quelques valeurs de points éclair (vapeurs)Quelques valeurs de points éclair (vapeurs)
oxyde d'éthylène - 57°C éther éthylique - 45°C essence (io 100) - 37°C sulfure de carbone - 30°C acétone - 17°C éthanol à 100% 12°C gas-oil 55°C
Comment une ATEX peut-elle exploser ?Comment une ATEX peut-elle exploser ?
Par l’apport d’une source d’inflammation…
O2 + GAZ ou VAPEUR ou POUSSIERES INFLAMMABLES +
=
Comment une ATEX peut-elle exploser ?Comment une ATEX peut-elle exploser ?
L’inflammation d’une ATEX peut être entraînée par l’apport d’une source d’inflammation :
EXPLOSIONEXPLOSION
comburant
Source d ’inflammatio
n
combustible
Par l’apport d’une source d’inflammation…Par l’apport d’une source d’inflammation…
…suffisante
Une source d’inflammation pouvant engendrer une explosion peut être une source d’énergie suffisamment importante ou une température suffisamment élevée.
EMI, TAI ...
Par l’apport d’une source d’inflammation…Par l’apport d’une source d’inflammation…
…suffisante
EMI : Énergie Minimale d’Inflammation Énergie minimale qui doit être fournie au mélange, sous
forme d’une flamme ou d’une étincelle, pour provoquer l’inflammation.
Énergie fournie par la source > EMI
OU
TAI : Température d’Auto Inflammation Température à laquelle le mélange avec l’air s’enflamme
spontanément.
T mélange > TAI
Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs)Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs)
• méthane 300 µJ I• butane 250 µJ IIA• éthanol 140 µJ IIA• éthylène 70 µJ IIB• oxyde d'éthylène 60 µJ IIB • hydrogène 17 µJ IIC• sulfure de carbone 15 µJ IIC
L'énergie dans l'étincelle d'une bougie automobile est d'environ 1J 1 ampoule de 40 W allumée pendant 1 minute consomme 2400 J
Quelques valeurs d'EMI (poussières)Quelques valeurs d'EMI (poussières)
toner <10 mJ aluminium en poudre 15 mJ résine époxydique 15 mJ charbon de bois 20 mJ amidon de blé 25 mJ sucre 30 mJ vitamine C 60 mJ cacao 100 mJ
0,01 mJ 0,1 mJ 1 mJ 10 mJ 100 mJ 1J
10 J
EMIHydrogène
EMIEthanol
Décharge d'électricité statiqueChoc juste ressenti
Décharge d'électricité statique
Choc grave
Masse de 1 kg tombant de 0,5 m
Choc électriquemortel
Charge électrostatique acquise en marchantsur de la moquette
EMIOxyde
d'éthylène
Quelques exemples de valeurs d’énergiesQuelques exemples de valeurs d’énergies
Quelques valeurs de TAI (gaz et vapeurs)Quelques valeurs de TAI (gaz et vapeurs)
hydrogène 560°C acétone 465°C essence (io 100) 460°C oxyde d'éthylène 430°C éthanol 363°C butane 287°C éther éthylique 160°C sulfure de carbone 102°C
Quelques valeurs de TAI (poussières)Quelques valeurs de TAI (poussières)
MATIERE Températures d'inflammationnuage couche
Aluminium 520 410 Amidon 350 345 Céréales 520 300 Charbon 600 250 Farine de bois 490 340 Lait en poudre 610 340 Poudre époxy 510 Fusion polyéthylène 440 Fusion Sucre 490 490
Exemples de sources d’inflammationExemples de sources d’inflammation
Étincelles d’origine électrique Étincelles d’origine mécanique
Surfaces chaudes
Décharges électrostatiques Flammes nues Foudre etc.…
Électricité statiqueÉlectricité statique
LES EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ STATIQUE :
contact de deux corps : les charges électriques se produisent à la séparation
accumulation de charges électriques sur une partie isolée : étincelle de décharge entre la partie chargée et la terre
Comment une ATEX peut-elle exploser ?Comment une ATEX peut-elle exploser ?
Triangle de l’explosion :
EXPLOSIONEXPLOSION
atmosphère explosive
propagationsource
d'inflammation
Déflagration propagation de l'inflammation par conductibilité
thermique vitesses de propagation l'ordre de 0,5 à 10 m/s surpression : quelques bars
Détonation propagation de l'inflammation par onde de choc vitesses de propagation supérieures à 1000 m/s surpression : quelques dizaines de bars
PropagationsPropagations
Quelles sont les substances inflammables les Quelles sont les substances inflammables les plus dangereuses ?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.
Deux classements différents (gaz et vapeurs) :
– Groupes de gaz (ou subdivisions)– Classes de température
1er classement : Groupe de gaz1er classement : Groupe de gaz
EMI : Énergie Minimale d’Inflammation • Énergie minimale qui doit être fournie au mélange,
sous forme d’une flamme ou d’une étincelle, pour provoquer l’inflammation.
IEMS : L’Interstice Expérimental Maximal de Sécurité• C’est l’épaisseur maximale de la couche d’air entre 2
parties d’une chambre interne d’un appareil d’essai qui, lorsque le mélange interne est enflammé empêche l’inflammation du même mélange gazeux externe à travers un épaulement de 25 mm de longueur.
Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs)Quelques valeurs d'EMI (gaz et vapeurs)
• méthane 300 µJ I• butane 250 µJ IIA• éthanol 140 µJ IIA• éthylène 70 µJ IIB• oxyde d'éthylène 60 µJ IIB • hydrogène 17 µJ IIC• sulfure de carbone 15 µJ IIC
IEMSIEMS : : IInterstice nterstice EExpérimental xpérimental MMaximal de aximal de SSécuritéécurité
Appareil pour la détermination de l'IEMS :
Quelques valeurs d’IEMSQuelques valeurs d’IEMS
acétone 1,01 mm IIA méthane 1,14 mm I / IIA propane 0,92 mm IIA éthanol 0,91 mm IIA éther éthylique 0,87 mm IIB oxyde de propylène 0,70 mm IIB éthylène 0,65 mm IIB oxyde d'éthylène 0,59 mm IIB hydrogène 0,29 mm IIC acétylène 0,37 mm IIC sulfure de carbone 0,20 mm IIC
1er classement : Groupe de gaz1er classement : Groupe de gaz
EMI et IEMS varient dans le même sens :
sens croissant du
risque
1er classement : Groupe de gaz1er classement : Groupe de gaz
En conséquence, les matériels destinés à être utilisés dans une atmosphère explosive portent un groupe ou subdivision :
I, II, IIA, IIB ou IIC
2ème classement : Classes de température2ème classement : Classes de température
Les diverses substances peuvent s’enflammer à des températures différentes. Plus la température d’inflammation est faible, plus la substance est dangereuse.
méthane 595°C hydrogène 560°C acétone 465°C propane 470°C oxyde d'éthylène 430°C butane 287°C sulfure de carbone 102°C
sens croissant du
risque
2ème classement : Classes de température2ème classement : Classes de température
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 :
Par exemple, un appareil dont la température maximale de surface est de 105 °C sera classé T4. Il appartient à l’utilisateur de vérifier que T4 (135°C) <TAI ATEX
2ème classement : Classes de température2ème classement : Classes de température
Classe de température
ATEX poussièresATEX poussières
Une atmosphère explosive poussiéreuse réagit différemment d'une atmosphère explosive gazeuse.
• C ’est le nuage de poussière qui explose• La ventilation n'a pas le même effet• Le risque dépend également :
de la granulométrie du taux d'humidité
• La détection d'une atmosphère explosive poussiéreuse n'est pas facile
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