Coffrets électriques ATEX en zone à risque

Dans une raffinerie, une usine chimique, un silo à grains ou une cabine de peinture, une armoire de commande ordinaire peut devenir l'étincelle qui déclenche une explosion. C'est pourquoi existent les coffrets électriques ATEX : des enveloppes et des équipements certifiés pour être installés en zone à risque sans devenir une source d'inflammation. Ce guide explique comment ces zones sont classées, ce que signifient le marquage Ex et les modes de protection, et comment un coffret pour atmosphère explosive se conçoit et se certifie.

1 Qu'est-ce qu'ATEX et qu'est-ce qu'une atmosphère explosive

ATEX vient de ATmosphères EXplosibles et désigne le cadre européen qui réglemente les équipements et les lieux de travail où peut se former une atmosphère explosive : un mélange d'air et de substances inflammables —gaz, vapeurs, brouillards ou poussières combustibles— qui, une fois enflammé, propage la combustion à tout le mélange.

Pour qu'une explosion se produise, trois facteurs doivent coïncider —le « triangle du feu » appliqué au risque d'explosion : un combustible (gaz ou poussière inflammable), un comburant (l'oxygène de l'air) et une source d'inflammation (une étincelle, un arc électrique ou une surface chaude). Le coffret électrique est, potentiellement, ce troisième élément. L'objectif d'ATEX est de l'éliminer : aucun équipement électrique installé dans la zone ne doit pouvoir générer assez d'énergie pour enflammer le mélange.

2 Classification des zones ATEX : gaz et poussière

Avant de choisir un équipement, il faut classer la zone : définir où, à quelle fréquence et pendant combien de temps une atmosphère explosive peut être présente. Cette classification incombe à l'exploitant et se consigne dans le Document Relatif à la Protection contre les Explosions (DRPCE). Il existe deux familles —gaz et poussières— et, dans chacune, trois zones selon la probabilité de présence.

La logique est directe : plus l'atmosphère explosive est probable, plus l'exigence sur l'équipement est élevée. La Zone 0 (intérieur d'une cuve de solvant) et la Zone 20 (intérieur d'un silo de farine ou de sucre) sont les plus critiques et exigent des équipements de catégorie 1, à double protection. Les Zones 1/21 sont courantes autour des vannes, pompes ou points de chargement ; les Zones 2/22 sont à risque faible et occasionnel. Un coffret prévu pour la Zone 2 n'est pas valable pour la Zone 1, encore moins pour la Zone 0.

3 Marquage Ex : comment lire l'étiquette d'un équipement ATEX

Tout équipement certifié porte le marquage Ex : le « Ex » dans un hexagone à côté du marquage CE et une suite de codes qui indique pour quelle zone il convient. Savoir le lire évite l'erreur la plus coûteuse : installer un équipement valable mais de catégorie insuffisante pour la zone.

Un marquage type, comme ❳Ex❴ II 2 G Ex db IIB T4 Gb, se décompose ainsi :

• Groupe d'appareil : I pour les mines (grisou) · II pour l'industrie de surface.
• Catégorie : 1, 2 ou 3, liée à la zone (1 → Zone 0/20, 2 → Zone 1/21, 3 → Zone 2/22).
• Type d'atmosphère : G (gaz) ou D (poussière, dust).
• Mode de protection : db, eb, px, ia… (voir section 4).
• Groupe de gaz (IIA / IIB / IIC) et classe de température (T1 à T6, T6 ≤ 85 °C étant la plus restrictive).

4 Modes de protection Ex : comment un coffret est « blindé »

Il n'existe pas une seule façon de rendre sûr un équipement électrique en zone à risque. Il y a plusieurs modes de protection Ex, définis par la série de normes EN/IEC 60079, et un coffret ATEX en combine généralement deux ou trois. Voici les plus utilisés dans les coffrets et enveloppes :

En pratique, une armoire de commande pour la Zone 1 peut être résolue avec une enveloppe antidéflagrante Ex d hébergeant un appareillage classique, ou avec un coffret à sécurité augmentée Ex e qui n'admet que des composants certifiés. Lorsque le coffret est grand ou dissipe beaucoup de chaleur, la surpression Ex p est souvent l'option la plus pratique, car elle permet d'utiliser un appareillage standard dans une enveloppe surveillée par un système de contrôle de pression. L'instrumentation et les signaux de terrain sont presque toujours protégés par sécurité intrinsèque Ex i.

5 Le cadre réglementaire : 2014/34/UE et ATEX lieux de travail

ATEX n'est pas une norme unique, mais deux directives européennes complémentaires à ne pas confondre, car elles répartissent les responsabilités entre le fabricant de l'équipement et l'exploitant de l'installation :

Pour les équipements, la base technique est la série EN/IEC 60079 (exigences générales, antidéflagrant 60079-1, sécurité augmentée 60079-7, surpression 60079-2, sécurité intrinsèque 60079-11, poussière 60079-31…). Respecter ces normes harmonisées donne une présomption de conformité à la directive. Vous pouvez consulter le cadre officiel sur le portail ATEX de la Commission européenne.

6 Comment un coffret pour zone à risque se conçoit et se certifie

Fabriquer un coffret ATEX, ce n'est pas monter un coffret standard et le « faire homologuer » ensuite. La conformité se construit dès le premier plan. Le processus, en résumé :

Il convient de distinguer deux plans : celui de l'enveloppe et des composants (livrés déjà certifiés par le fabricant) et celui de l'ensemble final, où l'intégrateur est responsable de ce que le montage, les entrées de câble, les distances et la dissipation respectent les conditions du certificat. Se tromper ici est l'erreur la plus fréquente.

7 Erreurs courantes lors de la spécification d'un coffret ATEX

La plupart des incidents ne viennent pas d'équipements défectueux, mais de décisions de spécification prises à la légère. Les plus fréquentes :

• Mal classer la zone ou ne pas la classer : on choisit un équipement de catégorie 3 (Zone 2) pour une Zone 1 réelle.
• Ignorer la classe de température : le mode de protection est correct, mais la surface chaude dépasse l'auto-inflammation de la poussière présente.
• Mélanger gaz et poussière : un équipement valable pour le gaz (G) ne protège pas contre la poussière combustible (D), qui exige une étanchéité aux particules.
• Monter des composants non certifiés dans une enveloppe Ex e, ou utiliser des presse-étoupes inadaptés qui rompent le mode antidéflagrant.
• Oublier la maintenance Ex : les inspections périodiques (EN/IEC 60079-17) sont obligatoires ; un coffret ATEX négligé cesse d'en être un.

Questions fréquentes