La réglementation ATEX Exigences de la directive et illustration par des cas pratiques

1. APOG - Journée Techniques du 19/03/2004 La réglementation ATEX Exigences de la directive et illustration par des cas pratiques A. JANES / L. PERRETTE agnes.janes@ineris.fr lionel.perrette@ineris.fr

2. Protection des travailleurs : cadre général* • garantir la santé et la sécurité des travailleurs : • évaluation des risques • application des principes généraux de prévention des risques professionnels *loi de 91 sur la sécurité au travail et arrêté du 5 novembre 2001 (code du travail, art. L.230-2 et suiv.)

3. Explosion d’ATEX • Au niveau européen: 2 directives • directive 1994/9/CE : appareils et systèmes de protection destinés à être utilisés en ATEX • directive 1999/92/CE : amélioration de la santé et de la sécurité des travailleurs exposés aux risques des ATEX

4. Explosion d’ATEX • Au niveau français : 3 décrets • décret du 96-1010 (ministère chargé de l ’industrie) : appareils et systèmes de protection destinés à être utilisés en ATEX • décrets 2002-1553 et 2002-1554 (code du travail, art. R232-12-23) et 3 arrêtés (8 et du 28 juillet 2003) : protection des travailleurs

5. Objectif : Protection des travailleurs Assurer la prévention des explosions et la protection contre celles-ci (art. R232-12-25) en prenant des mesures pour :  éviter la formation des ATEX, éviter l’inflammation des ATEX, atténuer les effets néfastes des explosions

6. Transposition de la directive 1999/92/CE • décret 2002-1554 du 24/12/02 • Maître d’ouvrage: personne physique ou morale pour le compte de laquelle un ouvrage est réalisé. • conception et la construction des lieux de travail de telle façon que les prescriptions de la directive puissent être appliquées lors de leur utilisation

7. Transposition de la directive 1999/92/CE • décret 2002-1553 du 24/12/02 • chef d ’établissement • reprend le corps de la directive

8. Obligations du chef d ’établissement Évaluation des risques d’explosion Prévention des explosions et protection contre leurs effets Classification des emplacements où des ATEX peuvent se présenter (Zonage) Document relatif à la protection contre les explosions Mesures techniques et organisationnelles Dispositions particulières pour les équipements

9. Évaluation des risques d’explosion • Il faut tenir compte (art. R232-12-26) : • de la probabilité de formation des ATEX (classement de zone) • de la probabilité d’inflammation des ATEX • de la nature des procédés mis en œuvre et des installations exploitées et des propriétés des produits mis en œuvre, • de l’étendue des conséquences prévisibles • Aucune méthode d’évaluation n’est imposée

10. Classement en zones ATEX (arrêté du 8 juillet 2003) • définition des zones selon la fréquence et la durée de présence des ATEX • le classement doit aussi tenir compte de l’intensité des effets attendus d ’une explosion

11. Classement en zones ATEX (arrêté du 8 juillet 2003) • six zones sont définies : • emplacements dangereux : • zones 0, 1 et 2 pour les ATEX gazeuses, • zones 20, 21 et 22 pour les ATEX poussiéreuses, • une définition des emplacements non dangereux était donnée dans la directive ATEX 1999/92/CE

12. Zones 0 et 20 emplacements où une ATEX est présente en permanenceou pendant de longues périodesou fréquemment

13. Zones 1 et 21 emplacements où une ATEX est susceptible de se présenter occasionnellement en fonctionnement normal « fonctionnement normal » signifie que les installations sont utilisées conformément à leurs paramètres de conception

14. Zones 2 et 22 emplacements où une ATEX n'est pas susceptiblede se présenter en fonctionnement normal ou, si elle se présente néanmoins, n'est que de courte durée

15. EX Classement en zones ATEX (arrêté du 8 juillet 2003) • critère de sélection des appareils électriques et non- électriques installés dans les zones (catégories 1, 2 et 3) • signalisation des emplacements, conformément à l ’arrêté du 4 novembre 1993

16. Mesures organisationnelles (arrêté du 8 juillet 2003) • formation des travailleurs exposés aux risques d ’explosion, • instructions écrites et autorisation d’exécuter certains travaux (procédures, permis de feu ...).

17. Mesures de protection contre les explosions (arrêté du 8 juillet 2003) • contrôle de  l’atmosphère des locaux de travail (par la ventilation et l’aspiration à la source) • maîtrise des sources d ’inflammation, • protection contre les effets des explosions, • utilisation d’alarmes.

18. Document relatif à la protection contre les explosions • doit faire apparaître, entre autres (art. R232-12-29) : • que les risques d ’explosion ont été déterminés et évalués • que des mesures adéquates seront prises pour atteindre les objectifs de protection • quels sont les emplacements classés en zones • doit être révisé régulièrement

19. Mise à jour périodique de l’ensemble de l’étude de sécurité et des documents associés En cas de modification significative : • du procédé • du mode opératoire • du produit mis en œuvre Pas de périodicité définie

20. Aspect méthodologique de l ’évaluation des risques

21. Méthode d’évaluation des risques • Une évaluation des risques conforme à la réglementation ATEX passe par les étapes suivantes : • évaluer la probabilité de formation d ’une ATEX, • préciser l ’emplacement et le volume des ATEX formées, • recenser toutes les sources d ’inflammation possibles des ATEX formées, • évaluer la probabilité d ’ inflammation des ATEX formées, • évaluer les effets résultant d ’une inflammation de ces ATEX • évaluer, parmi ces effets, ceux qui sont néfastes pour les travailleurs

22. Méthode d’évaluation des risques • Dans chacune des étapes précédentes, il faut prendre en compte : • les produits combustibles susceptibles de former des ATEX (gaz, vapeur, poussière) • les conditions de formation des ATEX (fonctionnement normal ou anormal des installations) • les phénomènes physiques à l’origine de la formation des ATEX  

23. Conditions de formation des ATEX à considérer • en matière de dysfonctionnement, les situations à prendre en compte ne correspondent pas a priori aux scénarios majorants de l ’étude des dangers (exemple d ’une fuite de gaz ou de liquide résultant de la rupture guillotine du plus gros piquage) • ces situations doivent au contraire être plausibles et tenir compte du vécu de l ’exploitant • il est utile de prendre en compte l’accidentologie relative à l ’installation considérée ou, à défaut, à des installations comparables

24. Exemples de formation d’une ATEX • une ATEX peut être présente normalement dans le ciel d’un récipient sous air contenant un liquide inflammable dont le point d’éclair est inférieur à la température ambiante (zone 0) • une ATEX se forme occasionnellement, en fonctionnement normal, à chaque ouverture de ce récipient (a priori zone 1) • lors du remplissage d ’un silo (zone 0 ou 1)

25. Exemples de formation d’une ATEX • une ATEX se forme dans l ’air ambiant, à proximité d ’une flaque d ’un liquide à point d ’éclair inférieur à l ’ambiante qui serait répandu accidentellement (zone 2) • une ATEX se forme dans l ’air ambiant à proximité d ’une canalisation sous pression d ’un gaz inflammable qui présente une fuite (dysfonctionnement créant une zone 2)

26. Probabilité d ’inflammation des ATEX formées • La probabilité d ’inflammation d ’une ATEX est liée à la probabilité de présence d ’une source d ’inflammation active dans cette ATEX • Les sources d ’inflammation susceptibles d ’être actives sont de nature variée : • Surfaces chaudes, • Flammes nues, • Étincelles électriques, électrostatiques ou mécaniques.

27. Probabilité d ’inflammation des ATEX formées • La probabilité d ’occurrence d ’une source d ’inflammation active s ’évalue selon les caractéristiques du produit • Une flamme nue (briquet, chalumeau, brûleur), de même qu ’une étincelle électrique produite par un matériel non protégé (contacteur, moteur…) sont toujours des sources d ’inflammation actives d ’une ATEX gaz ou poussière

28. Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX • Les effets de l ’explosion d ’une ATEX sont de deux natures distinctes : • des effets thermiques liés à la production de gaz chauds • des effets mécaniques qui sont liés à l ’expansion des gaz de combustion et qui dépendent du degré de confinement de l ’ATEX

29. Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX • Compléments sur les effets mécaniques • En milieu confiné, la pression augmente jusqu ’à 10 bar au plus ou jusqu ’à la rupture du confinement (avec projection éventuelle de débris) • Les effets mécaniques sont négligeables si l ’ATEX, est de volume limité et se trouve à l ’air libre • En milieu encombré ou partiellement confiné, l ’explosion produit une onde de pression aérienne qui peut elle-même induire la projection de débris

30. Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX • Effets thermiques et mécaniques des explosions sur les personnes : • une personne qui se trouverait dans le volume occupé par les gaz de combustion (10 fois le volume de l ’ATEX initial) serait gravement brûlée mais serait indemne en-dehors de ce volume • une personne exposée aux effets mécaniques d ’une explosion pourrait être renversée (si l ’onde aérienne a une pression de crête supérieure à 100 mbar ou blessée par la projection de débris)

31. Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX • Pour évaluer les effets de l ’explosion d ’une ATEX sur les travailleurs, il faut évaluer • l ’emplacement de l ’ATEX (relativement aux travailleurs) • le volume de l ’ATEX (les effets de son explosion sont d ’autant plus importants que ce volume est grand)

32. Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX • L ’évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX peut démontrer la nécessité de prendre telle ou telle mesure de prévention/protection • Une nouvelle démarche d ’évaluation des risques doit alors être effectuée en supposant que cette mesure est appliquée • Cette nouvelle démarche peut conduire à revoir le classement de zone initial

33. Exemples d ’application • Cas d ’un filtre à manches • Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Cas d ’un bac contenant un liquide inflammable

34. Exemples d ’application Cas d ’un filtre à manches

35. Cas d ’un filtre à manches Air dépoussiéré Côté air dépoussiéré Ventilateur d’aspiration Manches Réseau de canalisation véhiculant l’air empoussiéré jusqu’au filtre Côté air empoussiéré trémie Vanne écluse

36. Cas d ’un filtre à manches • Possibilités de formation d ’une ATEX • selon l ’empoussièrement, l ’air empoussiéré peut constituer une ATEX • une ATEX se forme dans le filtre lors du décolmatage • si une manche est détériorée ou démanchée, une ATEX peut se former côté air dépoussiéré (dysfonctionnement)

37. Cas d ’un filtre à manches • Classement en zones • le côté air empoussiéré est à classer en zone 20 ou 21, au moins dans le filtre • l ’intérieur du réseau de canalisation véhiculant l ’air empoussiéré jusqu ’au filtre peut-être également à classer en zone 20 ou 21 • le côté air dépoussiéré est à classer en zone 22

38. Cas d ’un filtre à manches • Possibilités d ’inflammation des ATEX formées : • il existe plusieurs causes possibles d ’inflammation des ATEX présentes dans les différentes parties source d ’origine électrostatique (charge électrostatique portée par le filtre conducteur isolé), ventilateur d ’aspiration, particule incandescente, corps étranger, ...

39. Cas d ’un filtre à manches • Effets prévisibles de l ’explosion d ’une ATEX : • en cas d ’inflammation d ’une ATEX présente dans le filtre, il se produira une explosion en milieu confiné qui développera une surpression suffisante pour détruire le caisson du filtre • un travailleur présent à proximité peut être blessé par les effets, mécaniques ou thermiques, de l ’explosion • il est donc indispensable de prendre des mesures de prévention ou de protection

40. Cas d ’un filtre à manches • Mesures de prévention • il n ’est pas possible de prévenir la présence d ’une ATEX dans le filtre • il n ’est pas non plus possible de garantir l ’absence d ’une source d ’inflammation de l ’ATEX formée dans le filtre • les mesures de prévention d ’une explosion ne sont donc pas suffisantes

41. Cas d ’un filtre à manches • Mesures de protection • le filtre peut être protégé à l ’aide d ’un évent d ’explosion, • si la canalisation d ’aspiration véhicule une ATEX, il faut également empêcher l ’explosion de s ’y propager, en installant un système d ’isolement (vanne à fermeture rapide,…) en amont du filtre : cette isolement peut être asservi à l ’ouverture de l ’évent ou encore à une détection UV par exemple.

42. Exemples d ’application Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur

43. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Présentation du cas • dans bien des industries, la préparation de produits est couramment effectuée par mélange de constituants liquides et solides dans un mélangeur • il arrive couramment que les liquides mis en œuvre soient des solvants inflammables et que certains solides soient combustibles et introduits à l ’état de pulvérulent

44. Moteur d’agitation Pulvérulent en sac trémie Mélangeur Liquide agité Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur

45. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Possibilités de formation d ’une ATEX • si le solvant mis en œuvre a un point d ’éclair inférieur à l ’ambiante et si le mélangeur est sous air, son atmosphère constitue une ATEX • la suppression de cette ATEX peut être obtenue par inertage du ciel du mélangeur • même si le ciel du mélangeur est inerté, une ATEX est présente à proximité de la trappe par laquelle l ’opérateur introduit les pulvérulents inflammables

46. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Classement de zones • si le réacteur n ’est pas inerté, l ’intérieur est une zone 0 et une zone 1 est présente à proximité de la trappe • si le réacteur est inerté, l ’intérieur est une zone 2 et une zone 1 est présente à proximité de la trappe

47. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Retour d ’expérience d ’accidents (inflammation des ATEX identifiées et effets) • il arrive que l ’ATEX présente dans la totalité du mélangeur soit enflammée et que l ’opérateur soit gravement brûlé • même si le mélangeur est inerté, il arrive également que l ’ATEX présente à proximité de la trappe soit enflammée et que l ’opérateur soit brûlé

48. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Mesures de prévention/protection • il est indispensable de mettre en œuvre des mesures de prévention ou de protection propres à limiter les risques d ’explosion • il n ’existe pas de mesure fiable de prévention de l ’inflammation de l ’ATEX présente à proximité de la trappe d ’introduction

49. Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur • Mesures de prévention/protection • la seule mesure possible est une mesure de protection • elle consiste à modifier • l ’installation (sas rotatif ou vis d ’archimède) • le poste de travail

50. Exemples d ’application Cas d ’un bac contenant un liquide inflammable