Mise à la terre sécurisée en zone explosive

Mise à la terre sécurisée en zone explosive

Sommaire:

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Les zones potentiellement explosives nécessitent de prendre des mesures de protection particulières : ce principe s’applique en particulier aux dangers invisibles liés à la charge électrostatique. Pour beaucoup, ce domaine de spécialité semble incroyablement complexe et est difficile à appréhender du fait du grand nombre de variables. Pour autant, les directives, procédures et normes aident à prendre les bonnes décisions et ainsi à assurer une protection efficace contre les risques électrostatiques au sein des zones explosives.

Dans cet article, nous aborderons les exigences qui en découlent en matière de mise à la terre électrostatique dans les zones potentiellement explosives, les directives, procédures et normes à respecter et la manière dont une mise à la terre moderne doit être réalisée pour les zones explosives.

Dans la pratique, quand la charge électrostatique se produit-elle?

Une charge électrostatique peut être générée lors de nombreuses étapes de process et s’accumuler ensuite sur des objets ou des matériaux. Plus l’accumulation est importante, plus la tension est susceptible de se décharger sous forme d’étincelles. Or, il s’agit là d’une situation extrêmement dangereuse dans les zones potentiellement explosives.

Parmi les opérations les plus courantes intervenant lors des travaux effectués dans des zones potentiellement explosives, citons:

  1. Charge électrostatique générée lors des transferts de liquides
    > Chargement et déchargement de camions-citernes, de fûts, de GRV, etc.
  2. Charge électrostatique générée lors des transferts de matériaux en vrac
    > Chargement et déchargement de camions-silos, de GRV, de fûts, etc.

Etant donné que l’écoulement des matières liquides et solides s’effectue souvent à très grande vitesse, par exemple, lors du transport pneumatique de matières en vrac ou du chargement de camions-citernes, une charge par contact est générée entre le produit transporté et les installations de transport.

Si l’un des composants de l’installation est installé de manière isolée, autrement dit sans contact ou avec seulement un contact insuffisant avec la terre, les charges électrostatiques peuvent s’accumuler. Plus l’énergie accumulée est importante, plus il est nécessaire de dissiper l’électricité statique vers le potentiel de terre.

Cette option est toujours disponible lorsqu’un composant ou un objet conducteur et mis à la terre se trouve à proximité du composant isolé. Il peut s’agir par exemple d’autres pièces de l’installation, de fûts métalliques, d’outils ou même de travailleurs eux-mêmes. L’excès de charges électriques peut ainsi être déchargé vers le potentiel de terre en quelques fractions de seconde.

Si un objet de ce type se retrouve à proximité de l’énergie accumulée, un transfert de charge incontrôlé se produit souvent, sous la forme d’une étincelle électrique. Cette étincelle forme un canal conducteur à travers l’air, servant à la dissipation des charges électriques. L’énergie libérée au cours de ce processus constitue une source d’inflammation dangereuse et à haute énergie pour l’atmosphère de la zone potentiellement explosive.

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Comment la mise à la terre permet-elle de lutter contre la charge électrostatique dans les zones explosives?

La méthode de loin la plus efficace consiste à mettre à la terre tous les objets conducteurs dans la zone dangereuse. Les charges électrostatiques générées sont ainsi déchargées en toute sécurité vers le potentiel de terre et ne peuvent pas s’accumuler sur l’objet. Elles ne représentent par conséquent plus un risque d’inflammation. Cette connexion à la terre doit être maintenue tout au long du processus de génération de la charge et doit être suffisamment conductrice, à tout moment, pour garantir une mise à la terre sûre dans la zone dangereuse.

Pour établir cette liaison à la terre correctement, les responsables des installations de traitement peuvent s’aider des instructions de travail et seuils définis par les normes, directives et standards. Par ailleurs, de nombreuses prescriptions peuvent servir de modèles pour les règlements internes des entreprises. La directive essentielle concernant la mise à la terre dans les zones explosives est la suivante:

IEC TS 60079-32-1 (2013)

Atmosphères explosives – Guide

Les normes et procédures s’appuient sur le fait qu’il faut impérativement éviter les charges des composants des installations, des substances transportées, mais aussi des personnes travaillant dans la zone explosive. La mise à la terre conforme aux normes est également considérée comme la méthode la plus simple et la plus efficace pour prévenir les dangers liés aux charges électrostatiques.

Par conséquent, les objets conducteurs qui présentent un danger potentiel lié aux charges électrostatiques doivent toujours être mis à la terre et la connexion à la terre ainsi utilisée ne doit généralement pas dépasser une résistance de fuite de 1 mégohm (10^6 ohms).

Quelle est la différence entre la mise à la terre et la liaison équipotentielle?

Dans les normes mentionnées, il est question à la fois de la mise à la terre et de la liaison équipotentielle dans la zone explosive afin d’éviter les charges électrostatiques. Pour autant, ces deux mesures poursuivent des objectifs différents. Il est donc très important de comprendre la différence entre ces deux notions.

Alors que la mise à la terre consiste à établir une connexion conductrice entre l’objet et le potentiel de terre, la liaison équipotentielle désigne une connexion conductrice entre deux ou plusieurs objets. Il s’agit d’empêcher l’accumulation de charges de différentes intensités sur les différents composants et donc de prévenir la formation d’une éventuelle étincelle entre ces pièces.

Pour autant, même si une connexion de compensation fonctionnelle est établie entre les objets, cela ne signifie pas qu’il existe également une connexion conductrice vers le potentiel de terre. Les objets peuvent ainsi continuer à se charger électrostatiquement. Si un élément conducteur, comme un travailleur ou un outil, se trouve à proximité de ces pièces de l’installation, l’énergie accumulée peut se décharger malgré la présence d’une liaison équipotentielle et enflammer l’atmosphère de la zone explosive.

Par conséquent : même si une liaison équipotentielle a été établie, il convient de veiller à ce qu’au moins un point présente une liaison conductrice vers le potentiel de terre. Il s’agit là de la seule manière de prévenir le danger des charges électrostatiques.

Comment établir une liaison à la terre sûre dans la zone explosive?

Par principe, une liaison à la terre conductrice doit être établie avec une ligne de connexion métallique (câble). Si la liaison n’est pas surveillée, elle doit être suffisamment robuste pour maintenir la résistance de fuite maximale sur une longue période et résister aux contraintes mécaniques ou météorologiques. Selon le cas, une section de câble de 4-10 mm² est donc recommandée pour une mise à la terre non surveillée.

Outre la possibilité de mise à la terre non surveillée, il est particulièrement judicieux, dans les zones explosives, d’installer une surveillance automatique de la mise à la terre. L’utilisation de systèmes de mise à la terre surveillés, comme le TIMM EKX-4, présente des avantages au niveau de la sécurité, mais aussi de la manipulation. Elle constitue la meilleure pratique recommandée par les normes et procédures mentionnées.

Ces appareils établissent une liaison à la terre conforme aux normes et procédure et surveillent également le respect des seuils prescrits. Il est ainsi possible de détecter efficacement les problèmes de mise à la terre, par exemple, rupture de câble invisible ou chute d’une pince de mise à la terre, et de prévenir les risques associés en interrompant immédiatement les opérations de chargement / déchargement.

Une utilisation au quotidien présente également des avantages pour l’opérateur. Il peut en effet connaître à tout moment l’état de la mise à la terre au moyen des voyants d’état et détecter de manière précoce une situation potentiellement dangereuse. Si l’appareil est intégré à la commande de l’installation, il peut également contribuer à garantir le respect des instructions de travail et de sécurité. Comme aucune opération de chargement / déchargement n’est activée tant qu’une mise à la terre correcte n’a pas été effectuée, l’opérateur est contraint sur site d’utiliser le dispositif de sécurité.

Les dispositifs de mise à la terre avec détection d’objet intégrée conviennent tout particulièrement dans ce cas. Ces dispositifs détectent les propriétés électriques de l’objet raccordé et les comparent aux valeurs de référence définies. On évitera ainsi efficacement un simple raccordement de la pince de mise à la terre à un point conducteur métallique de l’installation ou un pontage de la connexion à la terre. Ces précautions contribuent à empêcher les manipulations et le contournement du dispositif de sécurité.

Ces appareils sont utilisés en particulier pour le chargement et le déchargement de camions, de GRV, et de fûts dans des zones potentiellement explosives.

Appareil de test de la mise à la terre TIMM EKX-4

Mise à la terre surveillée avec détection d’objets pour les zones explosives

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