Guide pratique - Systèmes de mise à la terre

L'électrostatique est un phénomène quotidien bien connu dans de nombreux processus industriels. Malheureusement, c'est très dangereux, car les charges électrostatiques peuvent provoquer des explosions. La protection préventive selon la norme ATEX consiste en l'élimination des sources d'inflammation potentielles. Les systèmes de mise à la terre offrent la certitude nécessaire que l'électricité statique est dissipée en toute sécurité, en particulier lors de la manipulation de substances inflammables ou explosives. Vous trouverez dans notre guide pratique ce que vous devez prendre en compte et quel produit vous conviendra le mieux.



Protection contre les charges électrostatiques en atmosphère explosible

Sur les sites manipulant des produits inflammables et combustibles lors de leur processus de fabrication ou lors de travaux de maintenance, les charges électrostatiques sont très susceptibles d'être générées par le simple flux de gaz, de liquides et de produits solides : par exemple en remplissant et vidant des récipients, en pompant, en remuant ou en mélangeant des liquides. En raison de leur potentiel de danger élevé, les charges électrostatiques sont considérées comme une source d'inflammation possible dans les atmosphères potentiellement inflammables et combustibles. La protection des employés et des biens ne doit en aucun cas être laissée au hasard.

 

La méthode la plus efficace et la plus pratique pour prévenir un incendie ou une explosion causée par les charges statiques est d'empêcher la création de celles-ci sur les équipements, installations, véhicules ou personnes. La directive européenne 2014/34/UE du 26 février 2014 concernant les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphère explosive indique quels sont les types d'équipement pouvant être utilisés en zone ATEX. En fonction de la probabilité d'inflammation, ceux-ci doivent à leur tour être mis à la terre ou munis d'un contact à la terre. Les charges électrostatiques peuvent ainsi être déchargées de manière efficace et fiable à partir de l'atmosphère ATEX. La norme 1999/92/CE gère la sécurité des travailleurs.

Voici les éléments à prendre en compte pour la mise à la terre et la liaison équipotentielle :

  • l'obligation de mise à la terre s'applique aussi bien aux personnes qu'aux fluides non-conducteurs ou antistatiques, par ex. liquides ou matériaux en vrac

  • la mise à la terre et la liaison équipotentielle doivent être fiables et durables et doivent résister aux contraintes prévisibles, en particulier celles dues à la corrosion

  • les pinces de mise à la terre doivent être fixées avant de commencer le travail et rester en place jusqu'à ce que toutes les charges dangereuses aient été déchargées (il faut prévoir des dispositifs de maintien ou de déchargement pour les pinces)

  • les dispositifs de mise à la terre et de liaison équipotentielle doivent être conçus et entretenus de manière à remplir leur fonction, à identifier rapidement les défauts, à résister aux contraintes électriques, mécaniques et corrosives, à pénétrer la peinture, les couches de rouille ou même les feuilles en ajustant les sacs. Lorsque l'on utilise des pinces, elles doivent clairement être identifiables et pouvoir facilement être manipulées

  • les notices d'utilisation doivent être disponibles pour travailler dans les zones ATEX

  • les personnes travaillant dans ces zones doivent être formées en conséquence afin de se familiariser avec les équipements destinés à la mise à la terre et à l'équipotentialité et de pouvoir les utiliser comme prévu (une attention particulière doit être portée aux erreurs typiques de mise à la terre, par exemple la mise à la terre ultérieure des objets ou équipements déjà chargés)

  • les équipements de mise à la terre et d'équipotentialité doivent être régulièrement contrôlés par des personnes compétentes

Dans la pratique, un certain nombre de règles de procédure doivent être respectées pour la protection contre l'inflammation par décharges électrostatiques. Il est important que les composants conducteurs de l'électricité de l'installation (y compris les composants mobiles de l'installation, les personnes et les véhicules) soient reliés à une "source de mise à la terre" qui a été identifiée comme point de mise à la terre vérifié et validé. Ce point est relié à la masse terrestre et dissipe les charges électrostatiques des composants de l'installation vers la terre. La puissance des décharges générées par le processus n'est pas pertinente car la terre a une capacité infinie à équilibrer les charges positives et négatives.

Cette connexion des pièces métalliques au point de mise à la terre doit avoir une résistance maximale de 10 Ohm. (IEC/TS 60079-32-1/A1:2017 Mars 2017 partie 13.3.1.4)


3 types de mise à la terre : quelle solution me convient ?

Pour assurer une protection suffisante contre l'inflammation électrostatique, les outils et équipements doivent être mis à la terre de manière efficace. Différents systèmes sont disponibles à cet effet, qui peuvent être divisés en trois niveaux de sécurité. Lors du choix du système de mise à la terre approprié, les opérateurs doivent s'orienter selon leur évaluation des risques.

1  Mise à la terre passive


La mise à la terre est souvent effectuée à l'aide de systèmes de mise à la terre passifs unipolaires. Il s'agit généralement d'un câble de mise à la terre et de pièces de serrage qui établissent le contact entre l'objet et le point de mise à la terre. Ici, vous avez le choix entre des pinces en C vissables et des pinces crocodile, des pinces de mise à la terre et des aimants ainsi que des œillets comme possibilité de connexion pour les bandes de mise à la terre. Mais chaque pince n'assure pas le même contact optimal avec l'objet à relier. Les machines et équipements peuvent être couverts de peintures, de revêtements, de dépôts de produit ou de couches de rouille pouvant empêcher le contact à faible impédance entre la pince de terre et les composants à mettre à la terre. Dans ces cas-là, la liaison stable ne peut être établie que si la pince de mise à la terre peut pénétrer les couches inhibitrices du contact. La force de "morsure" nécessaire est par exemple assurée grâce à des pinces crocodile en acier inoxydable avec des pointes en carbure de tungstène, qui peuvent pénétrer à travers les revêtements et la saleté. Ces modèles certifiés ATEX garantissent l'absence de risques potentiels d'inflammation, une pression de serrage suffisante et une continuité électrique inférieure à 1 ohm.

Les systèmes passifs sont une option de mise à la terre peu coûteuse pour de nombreuses applications standard. L'inconvénient, cependant, est la sécurité du contact. Non seulement les détériorations causées par des dépôts de produit ou des revêtements de protection peuvent conduire à une connexion dangereuse, mais aussi, par exemple, à un mauvais état des raccords des câbles, des connexions de mise à la terre corrodées ou des ruptures de câble. Ceci exige un degré de prudence particulièrement élevé lors de l'utilisation. Il est du devoir de l'opérateur de vérifier régulièrement la sécurité et le bon fonctionnement des systèmes de mise à la terre. Ceci inclut également le contrôle de la résistance dans le trajet de l'évacuation des charges. Cependant, comme cela est rarement fait dans la pratique, une mauvaise liaison de mise à la terre n'est souvent pas immédiatement identifiée.

Avantages Inconvénients
+ Prix d'achat avantageux Test et surveillance indépendants et répétés de la mise à la terre nécessaires
+ Suffisant pour de nombreuses applications standard

 

 



2  Mise à la terre active avec surveillance

Dans la pratique, la mise à la terre sécurisée n'est pas toujours effectuée de manière cohérente et fiable. Ceci s'applique en particulier aux objets mobiles (par ex. fûts, bidons ou cuves de 1000 l), qui doivent être mis à la terre à chaque utilisation. Le contact de la pince de mise à la terre peut non seulement être perturbé par des dépôts de produit ou des peintures de protection : les connexions des câbles peuvent également être rouillées ou en mauvais état, de sorte qu'une mauvaise connexion n'est pas visible à première vue. Pour palier à cette problématique et pour sécuriser les liaisons entre les produits dangereux et la terre, des systèmes de mise à la terre actifs avec indication d'état ont donc été développés. Grâce au voyant lumineux, ils permettent aux utilisateurs de vérifier la connexion sécurisée entre les objets à risque de charge électrique et le point de mise à la terre. Quand la LED passe au vert, les employés savent qu'ils peuvent exécuter leurs opérations en toute sécurité. Le système de mise à la terre surveille en permanence la boucle de terre pour s'assurer que les charges électrostatiques générées par le processus sont éliminées en toute sécurité de la zone ATEX.

La LED verte pulsée en permanence sur l'une des pinces indique qu'il y a une résistance de 10 Ohm maximum entre l'objet en question, par exemple un fût, et le point de mise à la terre validé. Si la mise à la terre est interrompue, l'affichage LED s'éteint. Les employés reconnaissent ainsi clairement qu'il y a un risque de charge statique et que le remplissage doit être interrompu. La mise à la terre doit maintenant être vérifiée avant de poursuivre le remplissage.

Les responsables des mesures de protection dans les zones ATEX doivent généralement choisir entre les pinces et câbles simples et les systèmes de mise à la terre surveillés. Ces derniers offrent de nombreux avantages :

  • D'une part, ils offrent une meilleure protection contre les risques d'inflammation électrostatique en vérifiant l'intégrité de la connexion avec les différents composants.
  • Ils offrent également aux employés une plus grande sécurité en fournissant un signal optique indiquant si la mise à la terre est intacte.
  • Le temps nécessaire et les coûts associés à la vérification de la connexion sécurisée peuvent également être réduits au minimum.

Ces systèmes de mise à la terre mobiles sont particulièrement adaptés lorsque l'intervention manuelle dans le processus empêche l'automatisation. C'est le cas par exemple lorsque dans le processus de fabrication, de grandes quantités de fûts et de petits conteneurs sont remplis manuellement avec des liquides inflammables.

Avantages Inconvénients
+ Protection élevée contre les risques d'inflammation électrostatique grâce à une surveillance permanente et à une indication visuelle d'une connexion sécurisée Pas de fonction de verrouillage automatique pour les processus automatisés
+ Sécurité pour l'employé
+ Gain de temps et d'argent grâce à un contrôle visuel rapide

 

 



3  Mise à la terre active avec contrôle automatisé

En plus d'un circuit de mise à la terre surveillé, certains systèmes offrent la possibilité d'interagir avec le processus. Pour ce faire, le système de mise à la terre dispose de contacts de sortie secs pour créer un accès au contrôle du processus ou pour le couplage direct avec les appareils contrôlant le flux ou le transfert du produit comme par exemple les pompes, vannes, agitateurs ou mélangeurs. Les appareils raccordés ne sont activés que lorsqu'une connexion intacte avec une valeur de résistance maximale de 10 Ohm est établie. Cette connexion et la valeur de résistance sont surveillées en permanence.

Si la mise à la terre adéquate ne fonctionne pas correctement, le système le détecte et envoie un signal arrêtant le processus. Ainsi, le système de mise à la terre garantit le circuit sécurisé dès le début des opérations et évite une génération de charges statiques. En cas de dysfonctionnement, le processus est arrêté immédiatement. Il est également possible de l'intégrer dans les systèmes d'alarme du client pour l'informer d'une connexion inadéquate. En outre, des LED rouges et vertes indiquent l'état de la mise à la terre selon le principe des feux tricolores avec "Stop/Go".

Les systèmes de mise à la terre intégrés dans le contrôle des processus du client offrent un maximum de sécurité et de protection contre les décharges électrostatiques dangereuses. Cependant, les coûts d'acquisition sont plus élevés que ceux d'autres systèmes. Une évaluation des risques doit donc être réalisée pour déterminer si des conditions spécifiques à l'entreprise rendent l'utilisation nécessaire : par exemple, dans le cas où les employés ne sont pas toujours sur place pour vérifier si la connexion est sûre. De plus, les opérations qui génèrent régulièrement des charges électrostatiques nécessitent souvent une intervention manuelle. Dans ce cas, une automatisation du contrôle n'est pas possible. C'est le cas, par exemple, lorsque de grandes quantités de fûts et de petits conteneurs sont remplis manuellement de liquides inflammables. Dans de tels cas et avec un budget limité, des câbles de mise à la terre avec fonction de surveillance et signalisation optique peuvent être une alternative plus adaptée.

Avantages Inconvénients
+ Sécurité maximale pour les systèmes automatisés Utilisation purement stationnaire, coûts d'installation plus élevés
+ Sécurité pour l'employé
+ Activation du processus lors d'une bonne liaison, arrêt en cas de connexion insuffisante

 

 



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