Classification de la zone ATEX : ce que c’est, comment elle est déterminée et comment elle est représentée

Les substances inflammables, telles que les gaz, les liquides ou les poussières combustibles, sont manipulées dans de nombreuses installations industrielles, qui peuvent former des atmosphères explosives lorsqu’elles sont mélangées à l’air. Ces situations représentent un risque important pour la sécurité des personnes, des équipements et des installations elles-mêmes.
Pour contrôler ce risque, il est essentiel d’identifier les zones où il existe un risque potentiel de ces atmosphères dangereuses . La classification des zones ATEX permet de diviser l’installation en zones selon la probabilité et la durée de la présence d’une atmosphère explosive, ce qui facilite l’adoption de mesures préventives spécifiques dans chaque cas.
Cette analyse est généralement capturée dans une carte de zone ATEX, une représentation graphique de l’usine qui indique clairement les zones à risque d’explosion. Cette carte est un outil clé pour la gestion de la sécurité, car elle établit les critères pour la sélection d’équipements adaptés, la conception des installations et la mise en œuvre de procédures de travail sûres.

Qu’est-ce qu’une zone ATEX ?

Une zone ATEX est une zone située dans une installation industrielle où il existe un risque de formation d’une atmosphère explosive en raison de la présence de substances inflammables. Ces atmosphères peuvent être principalement générées par la suspension ou l’accumulation de :

• Gaz inflammables.
• Vapeurs liquides inflammables.
• Poussière combustible.

Lorsque ces substances se mélangent à l’oxygène de l’air en proportions spécifiques, toute source d’allumage (comme une étincelle électrique, une surface chaude ou une flamme ouverte) peut déclencher une explosion.

Cadre réglementaire et normes de classification

Conformément à la directive européenne 1999/92/CE (sur la protection des travailleurs exposés aux risques liés aux atmosphères explosives), les employeurs et les utilisateurs ont l’obligation légale d’évaluer ces risques et de procéder à la classification correspondante des zones de leurs installations.
Pour mener cette délimitation technique de manière rigoureuse, différentes normes internationales et guides sectoriels de prestige reconnu sont utilisés :

• Norme internationale / européenne : * UNE-EN / IEC 60079-10-1 : Pour la classification des zones présentant des gaz inflammables et des vapeurs.
  • UNE-EN / IEC 60079-10-2 : Pour la classification des zones présentant de la présence de poussière combustible.
• Norme américaine : * NFPA 497 : Pratique recommandée pour la classification des emplacements de procédés chimiques pour les gaz et vapeurs inflammables.
• Lignes directrices et pratiques de l’industrie : * EI 15 (anciennement IP15) : Code de bonnes pratiques de l’Institut de l’énergie largement utilisé dans le secteur pétrolier et gazier.
  • API RP 505 : Pratique recommandée par l’American Petroleum Institute pour la classification des emplacements dans les installations pétrolières.

Importance de la classification

Ce processus d’identification et de délimitation selon la fréquence et la durée de l’atmosphère explosive constitue une partie fondamentale de l’analyse des risques dans les installations industrielles. Son application correcte permet :

• Évaluez avec précision le niveau de risque d’explosion dans chaque zone.
• Sélectionnez des équipements et des systèmes de protection appropriés (avec certification ATEX ou marquage spécifique) pour fonctionner en toute sécurité.
• Mettre en place des mesures organisationnelles et de prévention spécifiques (permis de travail, ventilation, contrôle des sources d’allumage).

Pourquoi il est essentiel de connaître et de classer correctement les zones ATEX

La classification correcte des zones ATEX est essentielle pour gérer efficacement le risque d’explosion dans les installations industrielles. Ce processus permet d’identifier avec précision les zones où des atmosphères dangereuses peuvent se générer et d’agir en conséquence. En pratique, la classification des zones permet de :

• identifier les zones à risque d’explosion à l’intérieur de l’installation
• Sélectionnez des équipements certifiés et adaptés à chaque type de zone
• Concevoir et mettre en œuvre des mesures de sécurité efficaces, telles que la ventilation, le contrôle de la source d’allumage ou des procédures de travail sûres
• Respecter la réglementation actuelle en matière de sécurité industrielle

De plus, cette classification constitue la base fondamentale de la préparation du Document de Protection contre les Explosions (BCD). L’obligation de préparer et de maintenir ce document à jour est exigée au niveau européen par la directive ATEX 1999/92/CE, qui est transposée dans la législation espagnole par le décret royal 681/2003, sur la protection de la santé et de la sécurité des travailleurs exposés aux risques liés aux atmosphères explosives sur le lieu de travail.

Quels facteurs déterminent une zone ATEX

La classification des zones ATEX n’est pas un processus arbitraire, mais repose sur l’analyse détaillée de différents facteurs techniques spécifiques à chaque installation. Ces éléments permettent d’évaluer la probabilité de formation d’une atmosphère explosive et, par conséquent, de définir le niveau de risque dans chaque zone.
Parmi les facteurs les plus pertinents figurent :

Type de substance inflammable

Le comportement de risque varie selon la nature de la substance présente :

• Gaz ou vapeurs inflammables
• Poussière combustible

Chacun présente des caractéristiques différentes en termes de dispersion, d’allumage et de dangerosité.

Fréquence de sortie

Il analyse la fréquence à laquelle la substance inflammable peut être libérée pendant le processus de production, que ce soit de façon continue, occasionnelle ou accidentelle. Cet aspect est essentiel pour déterminer le type de zone.

Ventilation de la zone

La qualité de la ventilation a une influence directe sur l’accumulation de substances inflammables. Cependant, son impact varie selon le type de substance :

• Dans les gaz et vapeurs inflammables : Une ventilation adéquate est essentielle, car elle génère une dilution, disperse les substances et réduit significativement à la fois la probabilité de formation d’atmosphères explosives et l’extension de la zone classée.
• Poudre combustible : Une ventilation inadéquate ou mal conçue peut être contre-productive, car le mouvement de l’air peut entraîner la dispersion de poussière accumulée, générant des nuages inflammables et augmentant le risque d’explosion.

Mise en place du processus

La conception et le fonctionnement de l’installation sont également décisifs, notamment :

• L’équipement utilisé
• Points de chargement et de déchargement
• Zones de stockage de matériaux

Tous ces facteurs sont étudiés ensemble lors du processus de classification de la zone ATEX, dans le but d’établir des mesures de sécurité proportionnelles au niveau de risque identifié.

Classification de la zone ATEX : Gaz et vapeurs

Dans les installations où des gaz ou des vapeurs inflammables sont présents, la classification des zones ATEX est divisée en trois catégories selon la probabilité et la durée de la présence d’une atmosphère explosive.

Zone 0

C’est la zone où l’atmosphère explosive est présente de façon continue ou prolongée. C’est le niveau de risque le plus élevé, il nécessite donc des mesures de sécurité maximales.
Exemples courants :

• À l’intérieur des réservoirs

Zone 1

Cela correspond aux zones où une atmosphère explosive peut apparaître occasionnellement lors du fonctionnement normal de l’installation. Le risque est important, bien que pas constant.
Exemples courants :

• Zones proches des vannes ou des connexions
• Points de chargement ou de déchargement

Zone 2

Elle inclut des zones où la formation d’une atmosphère explosive n’est pas probable dans des conditions normales de fonctionnement, mais peut se produire de manière ponctuelle et pour de courtes périodes. Dans ce cas, le niveau de risque est plus faible, bien que des mesures préventives restent nécessaires.

Exemple de zone 1 et 2 :

Vapeur provenant d’une vanne de respiration extérieure, d’un récipient de procédé

Caractéristiques de localisation :

• Emplacement intérieur : Emplacement dégagé
• Pression ambiante, PA : 101 325 Pa
• Température ambiante, T : 20ºC (293K)
• Vitesse du ventilateur, Uw : 1,0 m/s
• Disponibilité de la ventilation : Bonne (vitesse de l’air par temps calme)

Effets des échappements :

• Degré de dilution : Milieu
• Type(s) de zone : Zone 1 + Zone 2
• Groupe de matériaux et classe de température : IIA T1

Classification du site dangereux :

En tenant compte des paramètres correspondants, les sites dangereux suivants sont spécifiques à la valve respiratoire étudiée (voir Figure 1).

Classification de la zone ATEX pour la poussière combustible

Dans les installations où des poussières combustibles sont manipulées, la classification des zones ATEX est également divisée en trois catégories, adaptées au comportement spécifique de ce type de substance.

Zone 20

C’est la zone où il y a une présence continue ou fréquente d’un nuage de poussière combustible en suspension. C’est le niveau de risque le plus élevé dans ce type d’environnement.
Exemples courants :

• Intérieur des silos
• Filtres à sac à l’intérieur

Zone 21

Cela correspond aux zones où un nuage de poussière combustible peut se former lors du fonctionnement normal de l’installation. Le risque est important, bien que non permanent, et nécessite des mesures de contrôle appropriées.
Exemples de sites pouvant donner naissance à la zone 21 :

• Les emplacements adjacents aux conteneurs de poussière et à proximité des portes d’accès sont souvent supprimés ou ouverts en raison de la nécessité de l’opération lorsqu’une atmosphère de poussière explosive est présente à l’intérieur.
• emplacements à l’extérieur des conteneurs de poussière à proximité des points de remplissage et de vidange, des postes d’alimentation par bande, des points d’échantillonnage, des stations de déchargement des camions, des points de déversement sur tapis roulants, etc., lorsque des mesures ne sont pas utilisées pour empêcher la formation d’atmosphères explosives de poussière.
• Des emplacements à l’extérieur des conteneurs de poussière où la poussière s’accumule et où, en raison des opérations de procédé, la couche de poussière est susceptible de se disperser et de former des atmosphères explosives.

Zone 22

Elle inclut des zones où la formation d’un nuage de poussière combustible est peu probable dans des conditions normales, mais peut apparaître occasionnellement et pendant de courtes périodes. Bien que le risque soit moindre, des mesures préventives restent nécessaires.

Erreurs courantes lors de la classification des zones ATEX

La classification des zones ATEX est un processus technique qui nécessite une analyse rigoureuse de l’installation et de ses conditions réelles de fonctionnement. Cependant, en pratique, il est courant de commettre certaines erreurs qui peuvent compromettre la sécurité ou générer des dépassements de coûts inutiles. Parmi les échecs les plus courants figurent :

1. Classification des zones sans analyser correctement le processus

Effectuer la classification de manière générique ou basée sur des hypothèses, sans étudier en détail le fonctionnement réel de l’installation, peut conduire à des résultats peu fiables. Pour éviter cela, il est essentiel d’aborder ce processus par une équipe de travail pluridisciplinaire composée de l’utilisateur (propriétaire de l’installation) et du technicien de classification. Cette équipe doit intégrer, au minimum, les profils suivants :

• Ingénieur procédé : Il fournit des connaissances sur les variables opérationnelles, les substances et les débits.
• Ingénieur électricien / Entretien : Définir les caractéristiques des installations et équipements existants.
• Responsable de la sécurité : Assure la conformité réglementaire et la prévention des risques à l’échelle mondiale.

2. Ne pas prendre en compte les fuites ou les libérations réelles de matériaux

Il est essentiel de prendre en compte les fuites, pertes ou émissions possibles lors d’un fonctionnement normal ou dans des situations anormales, car elles constituent une source fréquente d’atmosphères explosives. À cet égard, il convient de noter que la règle se réfère strictement aux « situations prévisibles » et non aux situations catastrophiques.

3. Sous-estimation de l’accumulation de poussière combustible

Dans les environnements poussiéreux, ce n’est pas seulement le nuage en suspension qui compte, mais aussi les dépôts accumulés qui peuvent se disperser et générer une explosion secondaire.

4. Ne pas vérifier la classification après des modifications de l’installation

Les modifications des équipements, des processus ou des conditions de fonctionnement peuvent modifier le niveau de risque, c’est pourquoi la classification doit être mise à jour périodiquement (généralement tous les 3 ou 5 ans) ou immédiatement en cas de modification substantielle de l’installation. Il convient de rappeler que la directive ATEX (2009/104/CE / Décret royal 681/2003) oblige légalement l’employeur à procéder à ces examens et mises à jour périodiques afin de maintenir en vigueur le Document de Protection contre les Explosions (DPCE).

5. Utiliser des critères trop conservateurs ou trop laxistes

Une classification trop restrictive peut rendre l’installation inutilement coûteuse, tandis qu’une classification trop permissive augmente le risque d’accident. Il est donc essentiel de maintenir un critère basé sur l’état actuel de l’art, la meilleure sagesse générale étant d’appliquer les normes internationales actuelles (IEC 60079-10-1 pour les gaz et les vapeurs, et IEC 60079-10-2 pour les poussières combustibles) afin d’assurer un équilibre optimal entre sécurité et coût.

Conséquences d’une classification incorrecte.

Une classification inadéquate des zones ATEX peut avoir de graves conséquences, tant sur le plan de la sécurité que sur le plan légal et économique. En ne reflétant pas correctement le risque réel de l’installation, de mauvaises décisions peuvent être prises et compromettre la sécurité des procédés.

Risques de sécurité

Une évaluation incorrecte augmente considérablement la probabilité d’accidents :

• Risque accru d’allumage
• Risque d’explosions industrielles avec dommages personnels et matériels possibles

Problèmes réglementaires

Le non-respect des exigences légales en matière d’ATEX peut entraîner des sanctions et des responsabilités :

• Non-respect des réglementations applicables
• Responsabilités juridiques possibles en cas d’incident

Impact économique

Les décisions fondées sur une mauvaise classification affectent également la rentabilité de l’installation :

• Utilisation d’équipements inadaptés ou non certifiés
• Arrêts de production dus à des incidents ou inspections
• Il faut apporter des modifications correctives, généralement plus coûteuses que la planification appropriée

Exemple de carte de classification des zones ATEX

Une carte de classification des zones ATEX est la représentation graphique des zones à risque d’explosion à l’intérieur d’une installation industrielle. Son objectif est de montrer clairement et visuellement où les atmosphères explosives peuvent se former et quel niveau de risque existe dans chaque zone.
Ces plans incluent généralement :

• équipements de procédé (réservoirs, tuyaux, systèmes de filtration, etc.)
• Les zones classifiées autour de ces équipements
• le type de zone ATEX attribuée (Zone 0, 1, 2 ou 20, 21, 22)

Grâce à ce type de représentation, les ingénieurs, les responsables de maintenance et le personnel de sécurité peuvent rapidement identifier les zones critiques et prendre des décisions éclairées concernant l’utilisation des équipements, les mesures de protection et les procédures de travail.
De plus, les cartes de zones ATEX facilitent la communication entre les différents départements concernés et servent de référence lors des inspections, audits ou modifications de l’installation.
Dans les études menées par des entreprises spécialisées telles qu’Adix, ces cartes constituent une partie essentielle de la documentation technique de l’analyse ATEX, car elles intègrent visuellement toutes les informations obtenues lors de l’évaluation des risques.

Exemple réalisé par Adix :

Une distillation discontinue est réalisée dans l’entrepôt. Il possède deux types d’alquitaras (celles à vapeur en fonctionnement et celles en bois hors service), ainsi qu’un nouvel équipement de distillation installé à côté de celles en bois.

Classification des zones :

• Zone 0 : * À l’intérieur des cuves de produit (dans l’espace libre entre le liquide et le dessus du récipient) avec plus de 30 % d’éthanol v/v.
• Zone 1 : * Une sphère d’un rayon de 1,5 mètre autour de la sortie des alquitaras.
• Zone 2 : * L’intérieur des alquitaras et des condenseurs (associés aux processus de démarrage et d’arrêt).
  • Une sphère d’un rayon de 1 mètre autour des points de fuite possibles de vapeur dans les alquitaras et les condenseurs.
  • La zone de la flaque possible due à des fuites dans les pompes, vannes et joints (avec une portée de 1,5 mètre horizontalement et 1 mètre verticalement vers le haut).

Conclusion

La classification correcte des zones ATEX est un élément essentiel pour la gestion du risque d’explosion dans les installations industrielles où des substances inflammables ou des poussières combustibles sont manipulées.
Comprendre les facteurs qui déterminent la formation des atmosphères explosives et les analyser rigoureusement permet d’identifier précisément les zones à risque au sein de l’installation. Sur la base de cette évaluation, la représentation au moyen de cartes de classification facilite une vision claire et structurée de ces zones.

Cette approche permet non seulement d’appliquer les bonnes mesures de sécurité dans chaque domaine, mais contribue également au choix correct des équipements, à la conformité réglementaire et à la prévention des accidents. Dans l’ensemble, une classification ATEX adéquate est essentielle pour garantir la sécurité des personnes, l’intégrité des installations et la continuité des processus industriels.