Les zones ATEX : définitions, zonage, solutions
Chaque année, 150 accidents de travail liés à une explosion sont enregistrés en France, en moyenne. Plus de 15% d’entre eux engendrent des dégâts humains et matériels importants. Sur les chantiers ou en milieu industriel, le risque d’explosion est d’autant plus important en présence de substances inflammables (gaz, vapeur, poussière…). Pour écarter tout danger, il est primordial de définir les zones ATEX d’un milieu de travail et d’engager toutes les démarches de sécurisation des périmètres concernés.
Qu'est ce qu'une zone ATEX ?
Sur les sites industriels et les chantiers, la sécurité du personnel et des équipements est une priorité. Des dispositifs précis sont mis en place pour prévenir des éventuels dangers. Parmi eux, l’indication ATEX.
ATEX est l’abréviation de l’expression « Atmosphère explosive ». Une ATEX est un environnement dans lequel le risque d’explosion est élevé en raison de la présence de combustibles, visibles ou non à l’œil nu. Selon la norme EN 1127-1, une explosion est « une réaction brutale d’oxydation ou de décomposition impliquant une élévation de température ou de pression ou des deux simultanément ». La propagation de la combustion est quasi immédiate, s’accompagnant de flammes et de vagues de chaleur. Une ATEX peut se former dans des conditions de fonctionnement normal ou accidentellement par la fuite d’un ou de plusieurs combustibles.
Dans une ATEX, l’air se mélange à des matières inflammables. L’explosion survient lorsque six conditions simultanées sont réunies :
- la présence d’un comburant (généralement l’oxygène de l’air)
- la présence d’un combustible (propane, hydrogène, charbon, farine de blé…)
- la présence d’une source d’inflammation (étincelle, électricité statique, chaleur…)
- l’état particulier du combustible (gaz, poussière, brouillard…)
- l’obtention d’un domaine d’explosivité : le mélange n’est ni trop pauvre, ni trop riche en combustible
- un espace confiné
Attention : Les sites industriels ne sont pas les seuls lieux où se forment les ATEX. Toute activité ou installation impliquant la manipulation et la manutention de substances inflammables peut aussi courir ce risque.
Définitions importantes concernant les zones dangereuses
Chaque zone ATEX est normalisée selon son degré de dangerosité. Conformément à la directive ATEX 99/92/CE, l’employeur est tenu d’évaluer les risques d’explosion sur leur site et de faire une classification des zones à risque.
Un zonage ATEX doit être effectué par un intervenant compétent, pour que le lieu de travail soit défini et par la suite sécurisé. L’identification des zones ATEX passe par un audit de l’ensemble de l’outil de production.
L’article 7 de la Directive ATEX 1999/92/CE précise ainsi cette obligation : « L’employeur subdivise en zones les emplacements où des atmosphères explosives peuvent se présenter, conformément à l’annexe I. »
Comment délimiter les zones ATEX ?
Le zonage consiste à définir les parties d’un site sur lequel des risques d’explosion peuvent se former. Ces emplacements sont qualifiés de zones dangereuses et délimités en fonction de leur degré de dangerosité.
La délimitation d'une zone ATEX est une étape importante pour la sécurité des travailleurs travaillant dans des zones où des atmosphères explosives peuvent se former. Les zones ATEX sont définies par la directive européenne 1999/92/CE et sont utilisées pour classer les zones de travail en fonction de leur niveau de risque d'explosion.
La délimitation d'une zone ATEX est basée sur une évaluation des risques qui détermine la probabilité qu'une atmosphère explosive se forme dans une zone donnée. Cette évaluation prend en compte plusieurs facteurs, tels que la fréquence et la durée de la présence de substances explosives, la ventilation et les sources d'ignition potentielles.
- Une fois que les zones à risque ont été identifiées, elles doivent être clairement délimitées. Les méthodes de délimitation peuvent varier selon les circonstances, mais voici quelques options courantes : Marquage au sol : les zones peuvent être délimitées par des marquages au sol de couleurs différentes pour chaque zone, ce qui permet de mieux identifier les limites.
- Signalisation : des panneaux et des étiquettes peuvent être utilisés pour indiquer la présence de zones ATEX et fournir des informations sur les risques spécifiques.
- Barrières physiques : des barrières physiques peuvent être utilisées pour séparer les zones à risque des zones où les risques d'explosion sont moindres.
- Utilisation d'équipements spécifiques : les équipements tels que les luminaires, les ventilateurs et les moteurs peuvent être conçus pour être utilisés spécifiquement dans les zones ATEX. Il est important de noter que la délimitation des zones ATEX doit être régulièrement réévaluée et mise à jour en fonction des changements dans les conditions de travail.
La réglementation
Une zone est dite ATEX dès lors qu’elle est utilisée pour stocker ou manipuler des matières inflammables. Le degré de dangerosité d’une zone ATEX est évalué en fonction de la quantité et de la nature de ces dernières. Plus le niveau est élevé, plus les risques sont importants et plus les réglementations sont strictes.
- la Directive 2014/34/UE (ATEX 95), relative aux équipements utilisés en zone ATEX ;
- et la Directive 1999/92/CE (ATEX 137), relative à la sécurité des travailleurs dans une zone ATEX.
Ces directives obligent les employeurs à maîtriser les risques d’explosion sur leur site, au même titre que les autres risques professionnels. Le but étant d’assurer la sécurité et d’améliorer la santé des personnes susceptibles d’être exposées à des risques d’ATEX.
- évaluer les risques d’explosion sur son site
- identifier, classer et délimiter les zones ATEX
- mettre en place des mesures techniques et organisationnelles de protection (prévention, formation, maintenance…)
- mettre à disposition les appareils et équipements spécifiques aux zones dangereuses
- rédiger un DRCPE (document relatif à la protection contre les explosions)
Depuis l’entrée en vigueur de la Directive 1999/92/CE en juillet 2003, l’évaluation des risques d’explosion est obligatoire. Le lieu de travail ainsi que les équipements doivent être mis en conformité, sous peine d’une amende pouvant aller jusqu’à 10 000 euros (article L. 4741-1 du Code du Travail).
Le zonage ATEX reprend les étapes suivantes :
- Collecte des données physico chimiques des produits combustibles sur le site
- Analyse fonctionnelle des installations mettant en oeuvre les produits inflammables
- Détermination des sources de dégagement et de la probabilité d’apparition d’une ATEX (Atmosphère Explosive)
- Caractérisation de la zone (dangerosité et étendue)
- Etude des sources d’inflammation
Classification des zones
Il existe trois types de zones définies par la CEI (1986), par le Ministère du Travail (1988) et par le Ministère de l’Industrie (1991).
Cette classification est affinée dans la directive ATEX, qui ne parle plus des zones mais de catégories d’appareils, en fonction de la probabilité de la formation d’un mélange explosif, et deux applications différentes en fonction de la nature du mélange (gaz ou poussière).
- RISQUE PERMANENT : Le mélange explosif est présent en permanence
- RISQUE FRÉQUENT : Un mélange explosif de gaz ou de vapeurs est susceptible de se former en service normal de l’installation
- RISQUE OCCASIONNEL : Un mélange explosif ne peut apparaître qu’en cas de fonctionnement anormal de l’installation
| ZONES | CATÉGORIE DE MATÉRIEL | |
|---|---|---|
| GAZ | 0 : Présence permanente 1 : Présence occasionnelle 2 : Présence rare | -> 1G -> 2G ou 1G -> 3G, 2G ou 1G |
| POUSSIÈRES | 20 : Présence permanente 21 : Présence occasionnelle 22 : Présence rare | -> 1G -> 2G ou 1G -> 3G, 2G ou 1G |
Ces risques ont permis de créer 3 catégories qui déterminent le niveau de protection des appareils
- CATÉGORIE 1 : TRÈS HAUT NIVEAU DE PROTECTION : le mélange explosif est présent constamment, ou pour une longue période, ou fréquemment
- CATÉGORIE 2 : HAUT NIVEAU DE PROTECTION : un mélange explosif se manifestera probablement
- CATÉGORIE 3 : NIVEAU NORMAL DE PROTECTION : un mélange explosif a une faible probabilité de se manifester, et ne subsistera que pour une courte période.
| CATÉGORIE D'APPAREIL | SUBSTANCE INFLAMMABLE | DEGRÉ DE PROTECTION | PROTECTION, VALEURS PAR DÉFAUT | |
|---|---|---|---|---|
| APPAREIL GROUP I (mines) | M1 | Méthane, poussiéres | Trés haut niveau | 2 voies de protection ou valeurs par défaut |
| M2 | Méthane, poussiéres | Haut niveau | 1 voies de protection Fonctionnement standard | |
| APPAREIL GROUP II (mines) | 1 | Gaz, vapeurs, brumes, poussiéres | Trés haut niveau | 2 voies de protection ou valeurs par défaut |
| 2 | Gaz, vapeurs, brumes, poussiéres | Haut niveau | 1 voie de protection Perturbation courante et fréquente | |
| 3 | Gaz, vapeurs, brumes, poussiéres | Standard | Niveau de protection requis |
Le marquage
Le marquage réglementaire ATEX désigne les exigences de marquage pour les équipements destinés à être utilisés dans des zones dangereuses (à risque d'explosion). Les équipements doivent être marqués avec le numéro de la directive ATEX, la catégorie de zone et les informations du fabricant.
Le marquage normatif ATEX désigne les normes spécifiques qui définissent les exigences pour les équipements utilisés dans des zones dangereuses. Les normes ATEX incluent des exigences pour la conception, la construction, la performance et le marquage des équipements pour garantir leur utilisation en toute sécurité dans des environnements potentiellement explosifs.
Le zonage permet d’identifier les emplacements sur lesquels une ATEX peut se former, mais aussi de déterminer le matériel adéquat à utiliser dans les zones à risques. Chaque appareil présent sur les lieux, électrique ou non, doit être conforme aux exigences techniques associées à chaque type de zone. Seuls les produits certifiés, disposant d’un marquage spécifique, peuvent être utilisés sur une zone ATEX.
Le marquage spécifique ATEX est une exigence de la Directive Européenne sur les ATEX. Il permet à l’employeur de s’assurer de la conformité, exigée par la Directive ATEX 2014/34/UE, de son équipement. Un marquage ATEX doit comprendre :
- Le symbole « CE » de la Commission européenne
- une suite de quatre chiffres correspondant à l’organisme notifié chargé du contrôle de conformité
- le logo ATEX (un hexagone dans lequel sont inscrites les lettres « E » et « x »)
- une série de chiffres et de lettres indiquant la nature et l’intensité du risque explosif
Il existe différentes zones ATEX qui déterminent le niveau de danger potentiel d'une zone donnée. Les zones sont définies comme suit :
Zone 0 : une zone dans laquelle une explosion de gaz, de vapeur ou de poussière peut se produire en permanence.
Zone 1 : une zone dans laquelle une explosion de gaz, de vapeur ou de poussière peut se produire occasionnellement.
Zone 2 : une zone dans laquelle une explosion de gaz, de vapeur ou de poussière est peu probable.
Les zones ATEX sont déterminées en fonction de la quantité, de la nature et de la durée de présence de gaz, de vapeur ou de poussières explosives dans l'environnement. Les équipements utilisés dans des zones ATEX doivent être conçus et marqués en conséquence pour garantir la sécurité dans des environnements potentiellement explosifs.
Ces zones doivent tenir compte des paramètres extérieurs (ventilation, ouvertures, chauffage …) qui peuvent modifier l’étendue des zones. L’illustration ci-dessous montre un exemple de classification des zones dangereuses pour la station de déchargement de liquides inflammables. Le principe est le même pour les poussières, seul le nom de zone change en 20, 21, 22. Au-delà de la zone 2 ou 22, il n’y a plus de probabilité d’occurrence d’un mélange explosif. Hors de la zone classée, il est donc possible d’utiliser la norme industrielle.
Remarques
- Les appareils certifiés pour la zone 0 peuvent également être utilisés dans les zones 1 et 2.
- Les appareils certifiés pour la zone 22 ne peuvent pas être utilisés dans la zone 20 ou 21.
- La zone 0 (dans une cuve) et la zone 20 (à l’intérieur d’un silo) sont des zones où il existe un équipement électrique fixe (à l’exception des capteurs).
- Les appareils certifiés pour la zone 21 ne peuvent pas être utilisés dans la zone 1.
- Les appareils certifiés «gaz» (y compris les dispositifs de sécurité élevés « e ») ATEX sont protégés dans leur coquille, ainsi que chaque composant interne.
Toutefois, le matériel certifié ATEX « poussière » est protégé par son enveloppe extérieure. Cependant, il existe de nombreux dispositifs ayant la double certification «gaz» et «poussière» qui peuvent être utilisés indifféremment dans les deux types d’environnement./p>
Classification des équipements pour utilisation en zone ATEX
| CLASSIFICATION DES ZONES DANGEREUSES | CLASSIFICATION EUROPÉENNE/CEI | |||
|---|---|---|---|---|
| Substances inflammables | Comportement temporaire des substances inflammabes dans les endroits dangereux | Zones types | Equipement requis pour linstallation | |
| Groupe déquipement | Niveau de protection du matériel | |||
| Gaz Vapeurs | est présent en permanence, pendant de longues périodes ou fréquemment | Zone 0 | II | Ga |
| est susceptible de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal | Zone 1 | II | Gb | |
| n'est pas susceptible de se présenter en fonctionnement normal, ou, s'il se présente néanmoins, n'est que de courte durée | Zone 2 | II | Gc | |
| Poussières | est présent en permanence, pendant de longues périodes ou fréquemment | Zone 20 | I | Da |
| est susceptible de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal | Zone 21 | I | Db | |
| n'est pas susceptible de se présenter en fonctionnement normal, ou, s'il se présente néanmoins, n'est que de courte durée | Zone 22 | I | Dc | |
| Poussières | - | Mines | III | Ma |
| - | Mines | III | Mb | |
| SUBDIVISION DES GAZ ET VAPEURS | ||||
|---|---|---|---|---|
| Equipement utilisable dans le groupe | Gaz ou vapeurs | |||
| ammoniaque méthane éthane propane | alcool éthylique cyclohexane n-butane | essence n-hexane | acétaldéhyde | |
| gaz de ville, acrylonitril | éthylène éthylène oxyde | éthylène glycol | éther éthylique | |
| hydrogène | éthine (acétylene) | sulfure de carbone | ||
Selon le même principe que pour les gaz et vapeurs, les poussières sont divisées en 3 groupes.
| POUSSIÈRES | |
|---|---|
| IIIA | Volatiles inflammables |
| IIIB | Poussière non conductrice |
| IIIC | Poussière non conductrice |
Chaque type de poussières a fait l’objet d’études détaillées pour connaître leurs caractéristiques d’inflammabilité (Brochures INRS/ Guide silos…). La particularité des poussières est que leurs températures d’auto-inflammation diffèrent suivant que les poussières sont en nuages ou en couches. Comme de nombreux autres paramètres peuvent modifier ces valeurs d’autoinflammation (granulométrie, humidité, température ambiante…), un calcul intégrant une marge de sécurité doit être effectué pour chaque cas.
| CONDITIONS SPÉCIFIQUES DE L'ÉQUIPEMENT | |
|---|---|
| Exigences | Marquage |
| Équipement sans condition spécifique | - |
| Équipement avec protection spéciale, peut être marqué | X |
| Composant Ex qui nécessite une certification supplémentaire avant toute utilisation en zone dangereuse | U |
