Formation d’une atmosphère explosive
La définition réglementaire d’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.
Une ATEX est donc une atmosphère à risque d’explosion en présence d’une source d’inflammation. La formation d’une atmosphère explosive est conditionnée par la présence d’un comburant – en général l’oxygène de l’air – et d’un combustible, dans des proportions spécifiques.
Les combustibles
Dans le cas des ATEX, on distingue deux grandes familles de combustibles : les gaz, vapeurs et liquides d’une part et les poussières inflammables d’autre part.
En présence de produits gazeux ou de vapeurs de liquides inflammables, il existe un risque d’explosion lorsque leur concentration dans l’air est comprise entre la limite inférieure d’explosivité (LIE) et la limite supérieure d’explosivité (LSE).
Les poussières inflammables, quant à elles, proviennent de toute matière combustible. On parle d’atmosphère explosive quand ces poussières forment un nuage homogène dans un domaine de concentration spécifique. La taille des particules en suspension doit être inférieure à 0,5 mm de diamètre.
Ces paramètres qui conditionnent le danger sont déterminés expérimentalement et inscrits dans la fiche de données de sécurité. Tous les gaz, liquides et poudres commerciaux classés inflammables selon le règlement CLP [1] peuvent être à l’origine de la formation d’une atmosphère explosive. Certains produits ne sont cependant pas étiquetés comme substances inflammables alors qu’ils sont pourtant susceptibles de former de tels mélanges. Il est donc impératif de connaître les caractéristiques physico-chimiques des produits que vous manipulez.
Les sources d’inflammation
L’explosion sera déclenchée si la source d’inflammation fournit une énergie supérieure à l’énergie minimale d’inflammation de la substance inflammable. Différentes sources d’inflammation sont possibles ; le tableau qui suit relève les plus courantes.
| Source d’inflammation |
|---|
| Procédé et équipement |
| – Surface chaude – Réaction exothermique – Fermentation bactérienne – Flamme, gaz chauds et particules chaudes – Étincelle d’origine électrostatique (produit accumulant des charges) – Étincelle d’origine mécanique (choc, frottements) – Rayonnements ionisants – Ultrasons – Étincelle d’origine électrique – Maintenance insuffisante ou inappropriée, nettoyage, etc. |
| Lieu de travail |
| – Foudre – Décharges électrostatiques |
| Facteur humain |
| – Manque d’information sur le risque – Vêtements de travail inadaptés (électricité statique) – Erreur de manipulation – Téléphones portables |
Comment prévenir les ATEX ?
Prendre des mesures pour éviter la formation d’une atmosphère explosive est primordial mais ne suffit pas. Il s’agit également, dans l’éventualité où celle-ci se forme malgré tout, de proscrire toute source d’inflammation et de mettre en place des dispositifs propres à limiter les effets d’une possible explosion.
Éviter la formation des ATEX
L’évaluation des risques de formation des atmosphères explosives est réalisée en identifiant les produits susceptibles d’y contribuer afin de leur substituer, si possible, des produits moins inflammables. Toujours dans la mesure du possible, il est préférable d’avoir recours à des produits de granulométrie plus élevée et d’éviter l’accumulation de vapeurs (système de ventilation, capteurs et détecteurs de gaz). Il est aussi possible de remplacer l’oxygène de l’air des appareillages et des récipients par un gaz inerte (élimination du comburant par inertage).
Éviter l’inflammation des ATEX
Les appareils électriques ou non électriques, destinés à être utilisés en atmosphères explosibles, doivent satisfaire aux exigences essentielles de santé et de sécurité suivant la directive 2014/34/UE. Les moyens de prévention d’inflammation des ATEX sont nombreux et l’énumération qui suit n’est pas exhaustive :
– les éventuelles sources chaudes doivent avoir une température inférieure au point éclair des substances présentes ;
– afin de bannir le risque d’électricité statique, les équipements doivent être reliés à la terre ; les matériaux et les vêtements doivent avoir des propriétés antistatiques ;
– les bâtiments doivent être protégés de la foudre ;
– l’usage du téléphone portable doit être interdit ;
– pour se prémunir des étincelles d’origine mécanique, limitez au maximum les frottements et employez des outils anti-étincelants.
Bloc de sécurité pour balisage lumineux en atmosphère ATEX. Photo PRC – CNRS.
Limiter au maximum les effets d’une explosion
Outre la mise en place d’équipements limitant les conséquences d’une explosion tels que matériaux résistant, évents d’explosion ou soupapes, il est également nécessaire d’adopter des procédures organisationnelles d’alerte et d’évacuation.
Le personnel doit être formé au risque d’explosion et disposer de protections appropriées aux zones présentant un risque de formation d’atmosphère explosive. Les zones et les appareillages à risque doivent être recensés et balisés au moyen d’une signalisation optique ou acoustique.
Après évaluation de leur validité, les équipements utilisés en zone ATEX doivent faire l’objet d’une maintenance adaptée et bénéficier d’un contrôle périodique.
Les obligations de l’employeur
Les obligations de l’employeur relatives à la prévention des explosions sont inscrites dans le code de travail dans les articles R. 4227-42 à R. 4227-54. C’est dans ce cadre que le chef d’établissement établit et met à jour un document relatif à la protection contre les explosions (DRPCE), intégré en annexe du document unique. Le DRPCE doit comporter les informations appropriées relatives au respect des obligations définies aux articles R4227-44 et R4227-48 du code du travail, et en particulier celles portant sur : – l’évaluation des risques et la nature des mesures prises ;
– la classification en zone des emplacements dans lesquels des atmosphères explosives peuvent se présenter ;
– les dispositions relatives à la formation et à l’information du personnel ;
– les dispositions relatives à la maintenance des lieux et des équipements de travail ;
– les dispositions relatives à la coordination des mesures de sécurité.
En outre, lorsque des travailleurs de plusieurs entreprises sont présents sur un même lieu de travail, le chef de l’entreprise utilisatrice précise dans son DRPCE le but, les mesures et les modalités de mise en œuvre de la coordination générale des mesures de prévention qui lui incombe. Le document relatif à la protection contre les explosions est élaboré avant le commencement du travail et est révisé lorsque des modifications, des extensions ou des transformations notables sont apportées notamment aux lieux, aux équipements de travail ou à l’organisation du travail.
La détermination des zones à risque
Selon la directive 1999/92/CE, les emplacements dangereux sont classés en zones en fonction de la nature, de la fréquence ou de la durée de présence d’une atmosphère explosive. L’analyse des zones ATEX n’est effectuée qu’en fonctionnement normal. Seuls des dysfonctionnements raisonnablement prévisibles sont étudiés (fuite, renversement…). Le zonage permet de mettre en adéquation le matériel électrique et non électrique à utiliser et qui est définit dans la directive 2014/34/UE.
Il existe six types de zones, qui sont définies en fonction de la probabilité de présence d’une zone potentiellement explosible :
| Les six types de zones ATEX | |||
| Fréquence et durée de présence des zones ATEX | Types de zone | Codification des matériels autorisés* | |
| Gaz et vapeurs | Poussières | ||
| Emplacement où une atmosphère explosive est présente en permanence, pendant de longues périodes ou fréquemment. | Zone 0 | Zone 20 | CE  II 1Gou CE II 1D |
| Emplacement où une atmosphère explosive est susceptible de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal. | Zone 1 | Zone 21 | CE II 1G (ou 2G) ou CE II 1D (ou 2D) |
| Emplacement où une atmosphère explosive n’est pas susceptible de se présenter en fonctionnement normal ou, si elle se présente néanmoins, n’est que de courte durée. | Zone 2 | Zone 22 | CE II 1G (ou 2G ou 3G) ou CE II 1D (ou 2D ou 3D) |
* G : ATEX gazeuse ; D : ATEX poussières. Groupe I = mines et industrie extractives. Groupe II = industrie de surface.
Signalétique de zone ATEX. Photo Éric Menneteau PRC – CNRS
La législation européenne
Deux directives européennes, visant respectivement les constructeurs de matériels destinés à être utilisés en zone ATEX et les exploitants d’installations, réglementent les atmosphères explosives.
Pour les constructeurs, la directive 2014/34/UE abrogera au 20 avril 2016 la directive 94/9/CE concernant les exigences de sécurité des matériels électriques ou non et des systèmes de protection destinés à être utilisés en zone ATEX. Il n’y a pas d’évolution des exigences essentielles de sécurité et de santé définies à l’Annexe II ni dans les différentes procédures d’évaluation.
Les changements portent sur l’accréditation préalable de l’organisme notifié. De plus celui-ci n’émettra plus l’attestation d’examen CE (Communauté Européenne) mais une attestation d’examen UE (Union Européenne). De son côté, le fabricant ne rédigera plus la déclaration CE de conformité mais une déclaration UE de conformité.
La directive 2014/34/UE précise et renforce également les responsabilités des fabricants, importateurs et distributeurs liées à la mise sur le marché des produits de norme ATEX. Ils auront également l’obligation de mentionner leur nom et leurs coordonnées sur chaque produit. Elle est transposée en droit français aux articles R.557-1-1 à R.557-5-5 et R.557-7-7 à R.557-7-9 du code de l’environnement.
Pour les exploitants d’installations qui présentent des risques ATEX, la directive 1999/92/CE relative à la sécurité des travailleurs a été transposée dans le droit français par deux décrets et trois arrêtés :
– le décret no 2002-1553 du 24 décembre 2002. Ce décret, destiné au chef d’établissement, vise à améliorer la protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d’être exposés aux risques d’atmosphères explosives ;
– le décret no 2002-1554 du 24 décembre. Il vise à prévenir les risques d’explosion lors de la construction des lieux de travail ;
– deux arrêtés du 8 juillet 2003 relatifs à la signalisation de sécurité et de santé au travail pour l’un et à la protection des travailleurs susceptibles d’être exposés à une atmosphère explosive pour l’autre ;
– l’arrêté du 28 juillet 2003 relatif aux conditions d’installation des matériels électriques dans les emplacements où peuvent se présenter des atmosphères explosives. Cet arrêté est commenté par la circulaire DRT no 2003-11 du 6 août 2003.
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Bibliographie
- Guide de bonne pratique
- caractère non contraignant en vue de la mise en œuvre de la directive 1999/92/CE du Parlement européen et du Conseil, 2003.
- Explosion et lieu de travail, dossier Web, INRS, 2015.
- Mise en œuvre de la réglementation relative aux atmosphères explosives, guide méthodologique ED 945, INRS, 2011.
- Les mélanges explosifs. Gaz et vapeurs, ED 911, INRS, 2004.
- Les mélanges explosifs. 2. Poussières combustibles, ED 944, INRS, 2006.
- Vêtements de travail et équipements de protection individuelle. Propriétés antistatiques et critères d’acceptabilité en zone ATEX, ND 2358, INRS, 2012.
- Conditions de formation d’une atmosphère explosive lors de la mise en œuvre d’un liquide inflammable, ND 2313, INRS, 2009.
- CarAtex, base de données, INRS.
