Qu'est-ce qu'une chambre antidéflagrante ?

Sur ces pages, nous abordons régulièrement les risques encourus par les matériaux et les produits exposés aux conditions atmosphériques ordinaires. Ces risques incluent les effets de la température, de l'humidité, des précipitations et du rayonnement solaire.

Mais toutes les atmosphères ne sont pas ordinaires. Certaines sont explosives.

Les équipements destinés à fonctionner dans des atmosphères potentiellement explosives doivent réussir des tests rigoureux dans des chambres antidéflagrantes.

À quoi sert une chambre antidéflagrante ?

Commençons par les bases : qu’est-ce qu’une explosion ?

Nous le savons tous, mais pouvons-nous le définir précisément ?

La définition technique applicable à notre secteur se trouve dans la ISO 8421-1:1987 , qui couvre le vocabulaire des phénomènes liés au feu. Une explosion est définie comme «une réaction d'oxydation ou de décomposition soudaine accompagnée d'une augmentation simultanée de la température, de la pression, ou des deux ».

Il s'agit d'une réaction chimique qui nécessite trois éléments pour se produire : de l'oxygène (l'air), une matière inflammable et une source d'inflammation.

La chambre antidéflagrante effectue un test fondamental pour tous les produits destinés à fonctionner dans des environnements potentiellement explosifs, agissant comme source d'inflammation à l'intérieur du triangle. 

Voyons voir lesquels.

des tests
de résistance climatique

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Quels secteurs sont concernés par les essais en chambre antidéflagrante ? 

Les secteurs concernés par l'essai en chambre antidéflagrante doivent présenter des environnements potentiellement explosifs. 

Tous les environnements de travail présentant une atmosphère potentiellement explosive — c’est-à-dire contenant de l’oxygène, des matières inflammables et des sources d’inflammation — doivent être conformes aux directives ATEX pertinentes , qui incluent des essais en chambre antidéflagrante pour toutes les sources d’inflammation.

Nous aborderons prochainement les directives ATEX ; pour l’instant, nous indiquons les activités et les secteurs concernés :

• industrie chimique et métallurgique
• industrie de l'élimination des déchets
• production d'énergie
• Génie civil
• peinture
• agriculture

Tous ces secteurs présentent des atmosphères explosives et, surtout, des machines qui doivent être testées dans des chambres antidéflagrantes car elles constituent une source potentielle d'inflammation.

Quelles sont les normes antidéflagrantes ?

Comme nous l'avons mentionné, l'ensemble des directives de l'Union européenne réglementant les équipements destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives est appelé ATEX

La réglementation ATEX comporte deux classifications principales : l’une relative aux zones à risque d’explosion et l’autre aux machines et dispositifs pouvant constituer une source d’inflammation.

Les essais en chambre antidéflagrante sur ces derniers sont décrits dans UL 1203, IEC 60079-1:2014 et CSA C22.2 NO. 30.

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Chambre climatique antidéflagrante FDM

Quel les chambres climatiques et tout cela ?

En ce qui concerne les directives ATEX, les chambres climatiques sont concernées par deux aspects distincts.

D’une part, les chambres d’essais antidéflagrantes sont des chambres climatiques, souvent de type accessible à pied, destinées à tester des machines de grande taille.

Par ailleurs, toutes les enceintes climatiques constituent des environnements potentiellement explosifs et des sources potentielles d'inflammation. C'est pourquoi chaque enceinte climatique doit être certifiée ATEX comme enceinte antidéflagrante.

Toutes les chambres climatiques FDM sont certifiées ATEX et nous en avons discuté en détail ici.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• Directive ATEX 2014/34/UE — Matériel destiné à être utilisé en atmosphères potentiellement explosives. Référence européenne contraignante pour les fabricants et les utilisateurs.
• IEC 60079-1:2014 — Atmosphères explosives – Partie 1 : Protection des équipements par des enveloppes antidéflagrantes « d ». Norme pour les enveloppes antidéflagrantes Ex d.
• IEC 60079-0:2017 — Atmosphères explosives – Partie 0 : Équipements – Exigences générales, exigences générales sur tous les types Ex.
• IEC 60079-7:2017 — Protection des équipements par sécurité accrue « e », protection de sécurité accrue.
• IEC 60079-11:2011 — Protection des équipements par sécurité intrinsèque « i », sécurité intrinsèque pour les circuits basse énergie.
• UL 1203 — Équipement électrique antidéflagrant et résistant à l'inflammation des poussières destiné à être utilisé dans des emplacements dangereux (classés), référence nord-américaine.
• NFPA 70 (NEC) Article 500-506 — Code national de l'électricité pour la classification des emplacements dangereux aux États-Unis.

Sources faisant autorité

• IECEx – Système CEI de certification des équipements destinés à être utilisés en atmosphères explosives. Système international de certification des équipements Ex bénéficiant d'une reconnaissance mutuelle mondiale.
• Commission européenne – Lignes directrices ATEX. Direction du marché intérieur de l’UE, gestionnaire de la directive ATEX 2014/34/UE et des lignes directrices d’application.
• UL Solutions. Laboratoire de référence américain pour les certifications de classe I/div. 1-2 selon le NEC et UL 1203/913.
• PTB – Physikalisch-Technische Bundesanstalt. Institut allemand de métrologie, premier organisme notifié ATEX en Europe et référence scientifique.

Questions fréquentes sur les chambres antidéflagrantes

Comment se déroule l'essai de pression d'explosion Ex d ?

L'essai vérifie que l'enceinte antidéflagrante contient l'explosion interne sans se déformer, conformément à la norme IEC 60079-1, section 15.Procédure : (1) l'enceinte est remplie d' un mélange gazeux explosif dans les conditions les plus sévères du groupe (IIA propane, IIB éthylène, IIC hydrogène/acétylène) ; (2) allumage par une étincelle électrique calibrée ; (3) mesure de la pression de référence à l'aide d'un capteur piézoélectrique à réponse rapide (≥ 20 kHz). L'opération est répétée au moins 3 fois et la valeur maximale est retenue. La pression d'essai hydrostatique est de 1,5 fois la pression de référence mesurée (minimum 3,5 bar pour IIC), appliquée pendant 10 à 60 secondes sans rupture ni déformation permanente supérieure à 0,5 %. L' non-transmission de flamme vérifie que l'explosion interne ne se propage pas à l'atmosphère extérieure à travers les joints antidéflagrants : il est réalisé dans une chambre externe contenant le même mélange, l'espacement des joints étant réduit au minimum requis par la construction (tolérances les plus défavorables). Aucune source d'allumage externe n'est autorisée pendant 5 essais consécutifs.

Quels groupes de gaz et quelles classes de température faut-il prendre en compte ?

La norme IEC 60079-0 définit trois groupes pour les applications industrielles de surface (hors industrie minière) : IIA (gaz peu agressifs, propane, butane, essence), IIB (éthylène, H₂S_,éther diéthylique) et IIC (hydrogène, acétylène, sulfure de carbone, le plus dangereux en raison de son faible courant d’inflammation minimal (MIC) et de son écart maximal de sécurité expérimental (MESG)). La certification IIC couvre également les catégories IIA et IIB. Les classes de température limitent la température maximale de surface de l’appareil en dessous de la température d’auto-inflammation du gaz : T1 ≤ 450 °C (méthane, ammoniac), T2 ≤ 300 °C (acétylène, butane), T3 ≤ 200 °C (essence), T4 ≤ 135 °C (acétaldéhyde, éthers), T5 ≤ 100 °C et T6 ≤ 85 °C (sulfure de carbone). Le marquage complet est par exemple : « Ex d IIB T4 Gb », où Gb correspond au niveau de protection des équipements EPL pour la zone 1 (gaz). Concernant les poussières, la norme IEC 60079-31 définit les catégories suivantes : IIIA (fibres), IIIB (poussières non conductrices) et IIIC (poussières conductrices telles que l’aluminium et le magnésium).

Quels sont les tests climatiques inclus dans la certification ATEX ?

La norme IEC 60079-0 exige, en plus des essais Ex spécifiques, une série d' essais environnementaux : (1) endurance thermique à la chaleur, vieillissement pendant 7 jours à la température maximale de service (par exemple +80 °C) + 20 K de marge ; (2) endurance thermique au froid, 7 jours à la température minimale de service (-20, -40 ou -60 °C) + 5 K de marge ; (3) choc thermique, choc thermique de T_max à 0-5 °C avec de l'eau ; (4) essai de chute à T_min et T_max (IEC 60068-2-32) pour les boîtiers portables ; (5) essai IP selon la norme IEC 60529 avec un degré minimal IP54 (zone 1) ou IP66/IP67 pour les applications extérieures/poussière ; (6) vibration IEC 60068-2-6 pour les structures électromécaniques. Ces tests sont réalisés dans une chambre climatique à plage de température étendue (-60/+150 °C) équipée d'un vibrateur électrodynamique. La documentation complète comprend le dossier technique ATEX, le certificat d'examen UE de type délivré par un organisme notifié (par exemple IMQ, DEKRA, PTB, LCIE), la notification d'assurance qualité pour la production en série, le marquage CE et le symbole Ex avec la catégorie (1G, 2G, 3G pour les gaz ; 1D, 2D, 3D pour les poussières).

Comment construit-on une chambre d'essai d'explosion ?

La chambre d'essai d'explosion est une enceinte sous pression renforcée en acier inoxydable AISI 316L, d'une épaisseur de paroi de 15 à 40 mm, conçue conformément à la directive PED 2014/68/UE pour des pressions de pointe jusqu'à 20-30 bar. Son volume varie de 0,1 à 10 m³ selon la taille du dispositif testé. Elle est équipée de : (1) de dosage de gaz avec régulateur de débit massique pour mélanges étalonnés (précision ± 0,5 % vol.) ; (2) des électrodes d'allumage avec décharge étalonnée de 0,1 à 10 J ; (3) des capteurs de pression piézoélectriques à réponse rapide d'inertage à l'azote après essai un hublot à vitrage multicouche pour l'observation et l'enregistrement vidéo à haute vitesse (10 000 images/s). Pour les essais environnementaux combinés, un système de thermostatage à huile diathermique -40/+100 °C et une simulation d'humidité sont intégrés sistema di termostatazione a olio diatermico -40/+100 °C e simulazione umidità. Les dispositifs de sécurité comprennent des boutons d'arrêt d'urgence à sécurité intégrée, un écran anti-explosion, une ventilation forcée après essai et une supervision par automate programmable certifiée SIL2. L'installation nécessite un bunker dédié avec des murs en béton armé d'une épaisseur ≥ 300 mm.