Les atmosphères explosives ou ATEX sont caractérisées par des espaces constitués d’un mélange d’air et de substances inflammables. Qu’il s’agisse de gaz, de vapeurs, de brouillards ou de poussières, ces réactifs pourraient, au contact de sources de chaleur ou d’étincelles, générer une explosion ou s’enflammer. Dans ces conditions, éclairer ces espaces nécessite un ensemble de précautions et les équipements à installer doivent être adaptés à ces conditions particulières.
Issue de deux directives européennes, la réglementation ATEX (et notamment la directive ATEX 2014/34/UE) vise d’une part à protéger les salariés exerçant dans ces environnements particuliers – 1999/92/CE ou ATEX 137 pour la sécurité des travailleurs – et d’autre part à assurer la sécurité des équipements – 2014/34/UE ou ATEX 95 pour les équipements destinés à être utilisés en zones ATEX. L’éclairage des zones ATEX répond donc à des exigences strictes, relatives aux contraintes de l’environnement à éclairer. Selon les matières ou les produits manipulés dans ces espaces, la classification varie, et avec elle les précautions à prendre. Qu’il s’agisse de farine ou de sucre dans l’industrie agroalimentaire, de minerais ou de poudres pour l’industrie minière, ou encore d’huiles, de pétrole ou de matériaux inflammables dans le domaine de l’énergie, le principe est le même, comme nous l’explique Guillaume Cohade, directeur marketing Produits et Innovations chez Sammode : « Au contact de l’oxygène, qui est le comburant, et d’une source de chaleur excessive ou d’une étincelle, les substances manipulées, qui constituent le carburant, peuvent provoquer des explosions ou des inflammations. » Selon la typologie des matières manipulées, il faut établir une évaluation des risques, qui constitue la première étape de la démarche de prévention.
Établir la classification des risques
L’ensemble des informations de l’évaluation est compilé dans le document relatif à la protection contre les explosions (DRPCE), intégré au document unique. Il en découle une classification par risque, selon la nature des substances manipulées. Une première allant du risque 2 au risque 0 pour les gaz, et une seconde allant du risque 22 au risque 20 pour les poussières. Les risques 2 et 22 représentent un danger ponctuel et peu probable, les risques 1 et 21 pour des dangers ponctuels mais fort probables, et les risques 0 et 20 pour un risque permanent. Selon le type de classification et le niveau de risque, les contraintes de sécurité diffèrent.
Découper les espaces selon le niveau de risque
Cette classification permet donc de découper les différents espaces d’un bâtiment présentant des risques d’explosion, comme nous l’explique José Manuel Da Silva, chef produit ATEX chez ae&t : « Quelle que soit la source de la lumière, un effet d’échauffement est inévitable. Dans les zones 0 et 20, aucun éclairage permanent ne peut être mis en place. Lorsque les opérateurs ont besoin de lumière, ils utilisent des sources éphémères comme des lampes torches ou des baladeuses industrielles, spécialement conçues pour ces environnements. » Dans les zones 1 et 21 et 2 et 22, des solutions d’éclairage permanent peuvent être installées, mais avec certaines contraintes, comme nous l’explique Guillaume Cohade : « Dans ces zones, il est obligatoire que le luminaire n’atteigne pas certains seuils de température et ne puisse en aucun cas produire des étincelles au contact des substances à risque. Tous les produits implantés dans ces environnements font donc l’objet d’une certification IECEx (pour l’international) ou ATEX (pour l’Europe). » Cette certification implique la réalisation d’un dossier complet à présenter pour l’obtention du certificat, ainsi que des audits réguliers de l’usine de fabrication, en phase de production.
Les solutions d’éclairage général selon les espaces
Comme pour la plupart des projets d’éclairage, une étude d’éclairage préalable est nécessaire. « Elle permet de définir les typologies des différents espaces à éclairer, selon qu’il s’agit d’un couloir ou d’un entrepôt, par exemple », explique José Manuel Da Silva. « Une zone ATEX est définie dans l’espace comme une demi-sphère. Plus le gaz ou la poussière se retrouve en hauteur, plus il est mélangé à l’air et moins il est dangereux. Dans l’étude d’éclairage, on choisit donc le luminaire en fonction des contraintes de la zone, mais aussi en fonction de sa hauteur d’installation », poursuit l’expert. Le zonage a son importance, car les prix peuvent aller du simple au double selon que les luminaires sont prévus pour une installation en zone 1 ou en zone 2.
Sans oublier l’éclairage autonome
En plus de l’éclairage général, l’éclairage autonome revêt une importance toute particulière dans ces environnements. Il est essentiel, en cas de besoin, de maintenir un niveau d’éclairage suffisant pour assurer l’évacuation des travailleurs. Des luminaires autonomes doivent donc être mis en place. « Chez ae&t, nous avons développé des solutions intégrant des “bâtons” de batteries, qui peuvent être insérés lors de la mise en service du luminaire et éviter ainsi le déchargement des batteries pendant le stockage. »
LED et ATEX
La technologie LED, qui équipe aujourd’hui la plupart des solutions du marché, présente un rendement de l’ordre de 70 à 80 %, alors que pour les ampoules à filament, ce rendement peinait à dépasser les 30 %. Et cette amélioration du rendement a permis de réduire les consommations, mais aussi les dissipations thermiques, comme nous l’explique José Manuel Da Silva : « Lorsque le rendement lumineux est de 30 %, cela signifie que 30 % seulement de l’énergie utilisée par le luminaire crée de la lumière, et que les 70 % restants sont des dissipations thermiques. La LED, en offrant un meilleur rendement, réduit ainsi les dissipations thermiques et donc l’échauffement du luminaire. » Mais si ce point est un atout, la LED peut générer des effets d’éblouissement, à la fois mauvais pour les yeux des salariés et qui rendent dangereux le travail dans des environnements industriels. Il est donc essentiel de proposer des luminaires qui dissipent davantage la lumière en les équipant d’optiques, évitant ainsi le phénomène d’éblouissement.
Historiquement, la majorité des luminaires conçus pour l’éclairage des zones ATEX étaient équipés de tubes fluorescents, qui ont ensuite, avec l’arrivée de la LED, conservé la même structure en intégrant une autre source. « Chez ae&t, nous sommes partis d’une page blanche au moment de la création de nos gammes LED. Nous avons volontairement cassé le moule pour créer des luminaires LED ATEX avec de meilleurs rendus d’éclairage et une efficacité lumineuse optimisée. Par exemple, notre nouveau luminaire Protecta X, historiquement un tube fluo, a été totalement repensé pour tirer bénéfice des avantages de la LED. Notre objectif est de proposer des solutions avec un prix final inférieur à nos concurrents. Pour y parvenir, nous proposons des luminaires plus performants nécessitant d’en implanter moins, ce qui entraîne une réduction du besoin en main-d’œuvre et en équipements. »
Autre avantage de la LED, le passage de l’électricité à l’électronique. « Comme il ne faut pas d’étincelles au contact des matières inflammables, nous avons pris le parti d’agir directement sur la sécurité des composants électroniques plutôt que de transformer l’enveloppe du luminaire en une armure très lourde, qui complique l’installation du luminaire et rend sa réparation difficile, voire impossible. Ce choix nous permet de proposer des luminaires plus légers, plus simples à installer et plus aisément réparables », explique Guillaume Cohade.
Quid du pilotage et de la connectivité ?
En plus des avantages cités précédemment, le passage des sources traditionnelles à l’électronique a permis d’embarquer de l’intelligence. « Grâce à l’ajout de modules connectés dans les luminaires, l’installation d’éclairage peut être pilotée à distance et surveillée en permanence. L’intégration de capteurs permet de mesurer la température, le temps de fonctionnement, la présence de personnel ou encore de déterminer les besoins en maintenance. Chez Sammode, nous travaillons actuellement sur des concepts d’éclairage connecté pour les usines classées en zone ATEX », conclut Guillaume Cohade.
La connectivité permet donc d’apporter des données sur le fonctionnement de l’installation électrique et de prévenir certains risques grâce à l’intégration de capteurs aux luminaires. Des innovations en phase avec le développement de sites industriels connectés et qui simplifient la maintenance et le suivi, et ainsi le bon déroulement des processus industriels.
Alexandre Arène
