Capteurs de température Pt100

-Protection contre les explosions pour capteurs à résistance Pt100 selon ATEX-

À propos de la page Pt100

Cette page fournit des informations sur la mesure de température électrique avec thermomètres à résistance (Pt100, Pt500, Pt1000). Elle partage des expériences de longue date dans le domaine de la régulation et mesure industrielle. Aucune responsabilité n’est assumée pour des informations incorrectes. Veuillez également visiter : https://www.schwebekörper.de

Dipl.-Ing. Harald Peters

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ATEX

Tout exploitant souhaitant mesurer la température de substances explosives à l'aide de thermomètres à résistance Pt100 s'est déjà penché sur la question de la « protection contre les explosions » et a rencontré le terme ATEX.
ATEX est l'abréviation du terme français « atmosphères explosibles Atmosphères exlosibles.
ATEX repose principalement sur deux directives qui sont juridiquement contraignantes dans l'Union européenne.

Points clés

Quand l'explosion aura-t-elle lieu ?

Une explosion est une libération soudaine et violente d'énergie qui peut être provoquée par divers processus physiques ou chimiques.
Elle se produit lorsqu'une transformation rapide de matière ou d'énergie a lieu, entraînant une augmentation soudaine de la pression. Cela génère généralement des ondes de choc, de la chaleur et parfois de la lumière.
Les explosions chimiques résultent souvent d'une réaction rapide entre des substances inflammables et l'oxygène, comme dans le cas de la détonation d'explosifs ou de gaz inflammables.
Une explosion se produit lorsque trois conditions sont réunies :

Bild Explosionsbedingungen

  • Matière combustible
    Une substance inflammable doit être présente sous forme de gaz, de vapeur, de brouillard ou de poussière, dans une concentration suffisante.
  • Oxygène
    Il doit y avoir suffisamment d'oxygène (ou d'air) dans l'air ambiant.
  • Source d'inflammation
    Une source d'inflammation avec une énergie suffisante doit être présente.
    Par exemple : chaleur, étincelles, réaction chimique, frottement.

    Si l'une des trois conditions n'est pas remplie, il n'y a pas d'explosion.

Zones antidéflagrantes selon ATEX

Les zones à risque d'explosion, également appelées zones de protection contre les explosions, apparaissent partout où des substances inflammables sous forme de gaz, de vapeurs, de brouillards ou de poussières peuvent être présentes dans des concentrations dangereuses. Elles jouent un rôle central dans le travail avec des substances inflammables.
Afin de minimiser les risques pour les personnes, les installations et l'environnement, les zones de protection contre les explosions sont classées en différentes catégories, chacune nécessitant des exigences de sécurité différentes. La classification est basée sur la probabilité et la durée d'apparition d'une atmosphère explosive dangereuse.
Cette classification systématique sert de base au choix de mesures de protection adaptées, telles que des appareils antidéflagrants et des procédures d’exploitation sécurisées, et garantit la sécurité opérationnelle dans les environnements potentiellement dangereux.

Zone explosible selon NEC
Définition de la zone
Image Zones protégées
Zone Ex 0
(gaz/vapeur/brouillard)

Zone Ex 20
(Poussières)
Une atmosphère explosive est présente en permanence, fréquemment ou pendant une période prolongée.
Les termes « fréquente, constante » ne sont pas définis dans la norme DIN.
Il est généralement admis que c'est le cas lorsque plus de 50 % de la durée de fonctionnement d'une installation est caractérisée par une atmosphère explosive.
Cela s'applique par exemple à l'intérieur des tuyaux et des réservoirs.
Zone Ex 1
(gaz/vapeur/brouillard)

Zone Ex 21
(Poussières)
Une atmosphère explosive est présente occasionnellement.
Le terme « occasionnellement » n'est pas défini dans la norme DIN.
Il est généralement admis que c'est le cas lorsque des atmosphères explosives apparaissent à intervalles irréguliers et ne dépassent pas une durée comprise entre 1 et 10 % du temps de fonctionnement de l'installation.
C'est par exemple le cas à proximité immédiate de la zone 0, lorsque des échantillons sont prélevés occasionnellement ou que l'installation est ventilée.
Zone Ex 2
(gaz/vapeur/brouillard)

Zone Ex 22
(Poussières)
Une atmosphère explosive n'est présente que rarement et brièvement .
Les termes « rarement, brièvement » ne sont pas définis dans la norme DIN.
Il est généralement admis que c'est le cas lorsque l'atmosphère explosive prévaut moins de 1 à 10 heures par an. Cela ne se produit généralement qu'en cas de dysfonctionnement et n'est normalement pas à prévoir en fonctionnement normal.
C'est par exemple le cas dans l'environnement immédiat de la zone 0, lorsque des échantillons sont prélevés occasionnellement ou que l'installation est ventilée.

Marquage des appareils Pt100 - Thermomètres à résistance selon ATEX

Le marquage des appareils selon ATEX est une condition préalable essentielle pour l'utilisation en toute sécurité des thermomètres à résistance Pt100 dans les zones à risque d'explosion.
ATEX désigne les directives européennes qui réglementent les exigences relatives aux appareils et aux systèmes de protection destinés à être utilisés dans des environnements présentant un risque d'explosion.
Le marquage fournit des informations importantes sur l'adéquation d'un appareil à certaines zones et substances, ainsi que sur les mesures de protection offertes par l'appareil. Le marquage doit être apposé de manière permanente sur l'appareil.
Les fabricants, les exploitants et le personnel de maintenance doivent comprendre le marquage afin de garantir la sélection, l'installation et la maintenance correctes des thermomètres à résistance Pt100.
Les thermomètres à résistance Pt100 sans marquage correct ne doivent pas être utilisés dans des zones présentant un risque d'explosion, car ils peuvent représenter un risque considérable pour la sécurité.
Outre le marquage, des contrôles et des entretiens réguliers sont également prescrits afin de garantir la sécurité à long terme.
Éléments principaux du marquage des appareils : Exemple de marquage des appareils électriques selon ATEX :
(La couleur de fond sert uniquement à faciliter la compréhension de l'explication ci-dessous.)
Bild EX-Zeichen
II
1G
Ex ia
IIC
T4
Ga
X
Groupe de dispositifs
Domaine
d'utilisation autorisé
I
Convient pour
sous terre/ mines/ grisou
II
Convient à tous les autres domaines
Gaz/vapeurs/brouillards
III
Convient à tous les autres domaines
Poussières
Catégorie de dispositifs
Sous terre
M1
Appareils offrant un très haut niveau de sécurité.
Convient pour une utilisation continue dans des zones à risque d'explosion,
même en présence d'une atmosphère explosive.
M2
Appareils offrant un haut niveau de sécurité
Pour les zones où le risque d'explosion n'est que sporadique.
Les appareils doivent être mis hors tension en cas de risque d'explosion.
Gaz/
Vapeur/
Brouillard
1G
Appareils avec un très haut niveau de sécurité
adaptés aux zones 0, 1 et 2
2G
Appareils avec un haut niveau de sécurité
adaptés aux zones 1 et 2
3G
Appareils avec niveau de sécurité normal
adaptés à la zone 2
Poussières
1D
Appareils avec un très haut niveau de sécurité
adaptés aux zones 20,21,22
2D
Appareils avec un haut niveau de sécurité
adaptés aux zones 21,22
3D
Appareils avec niveau de sécurité normal
adaptés à la zone 22
Remarque :
  • 2 chiffres, par exemple : 0/1 , signifient que l'appareil appartient à 2 catégories d'appareils et peut être utilisé simultanément dans 2 zones, par exemple un appareil compact avec capteur (dans la zone 0) et transmetteur (dans la zone 1).
  • Si le chiffre est entre parenthèses, par exemple (1)G, cela signifie que l'appareil est installé en dehors de la zone 0, mais qu'il est conçu pour fonctionner en toute sécurité dans la zone 0.
    Les mesures de protection concernent le fonctionnement sécurisé dans la zone 0, tandis que l'appareil lui-même se trouve physiquement dans une zone moins dangereuse, par exemple en zone 1 ou 2.
    Par exemple : un capteur qui fonctionne dans la zone 0 alors que l'appareil principal se trouve à l'extérieur.
  • 2 lettres, par exemple : G/D, signifient que les appareils peuvent être utilisés aussi bien pour les gaz/brouillards/vapeurs (G) que pour les poussières (D).
Types de protection contre l'inflammation
Enceinte résistante à la pression
DIN EN 60079- 1
Ex da
Boîtiers d'appareils qui résistent à la pression interne d'une explosion sans mettre en danger l'environnement.
Convient pour la zone 0,1,2
Ex db
idem, mais pour la zone 1, 2
Ex dc
idem, mais pour la zone 2
Sécurité
accrue
DIN EN 60079- 7
Ex eb
Mesures visant à éviter la formation d'étincelles ou la surchauffe.
Convient pour la zone 1,2
Ex ec
idem, mais pour la zone 2
Sécurité intrinsèque
DIN EN 60079- 11
Ex ia
Limitation de l'énergie électrique afin d'empêcher tout allumage.
Convient pour la zone 0,1,2,20,21,22
Ex ib
idem, mais pour la zone 1,2,21,22
Ex ic
idem, mais pour la zone 2, 22
Encapsulage
sous pression
DIN EN 60079- 2
Ex pxb
Utilisation d'une surpression dans le boîtier pour empêcher la pénétration d'une atmosphère explosive.
Convient pour la zone 1,2,21,22
Ex pyb
idem, mais pour la zone 1,2,21,22
Ex pzb
idem, mais pour la zone 2,22
Encapsulation
par moulage
DIN EN 60079- 18
Ex ma
Enrobage afin que les atmosphères explosives n'entrent pas en contact avec les sources d'inflammation potentielles.
Convient pour la zone 0,1,2,20,21,22
Ex mb
idem, mais pour la zone 1,2,21,22
Ex mc
idem, mais pour la zone 2, 22
Encapsulation
d'huile
DIN EN 60079- 6
Ex ob
Les composants électriques sont entièrement immergés dans un liquide ininflammable afin d'empêcher les atmosphères explosives d'entrer en contact avec les sources d'inflammation potentielles.
Convient pour la zone 1,2
Ex doc
idem, mais pour la zone 2
Encapsulation
dans le sablebr
DIN EN 60079- 5
Ex qb
Les composants électriques sont enfermés dans un boîtier et entièrement recouverts de matériau de remplissage, ce qui permet aux étincelles, etc. d'enflammer une atmosphère explosive.
Convient pour la zone 1,2
Type de protection
contre l'inflammation "n"
DIN EN 60079- 15
Ex nC
Appareils qui ne produisent pas d'étincelles d'allumage. Prévention des étincelles, arcs électriques ou surfaces chaudes grâce à des mesures constructives.
Convient pour la zone 2
Ex nR
Les appareils sont conçus de manière à empêcher la pénétration de mélanges gazeux explosifs dans le boîtier grâce à une « respiration » limitée.
Convient pour la zone 2
Protection
par boîtier
DIN EN 60079- 31
Ex ta
Le boîtier empêche la pénétration de poussières inflammables et garantit une température de surface limitée.
Convient pour la zone 20,21,22
Ex tb
idem, mais pour la zone 21, 22
Ex tc
idem, mais pour la zone 22
Groupe explosif
Gaz/
Vapeur/
Brouillard
IIA
Gaz à faible énergie d'inflammation
par exemple : méthane, éthane, essence
IIB
Gaz à énergie d'inflammation moyenne
Par exemple : éthylène, sulfure d'hydrogène
IIC
Gaz à haute énergie d'inflammation
par exemple : hydrogène, acétylène
Poussières
IIIA
peluches inflammables
IIIB
poussière non conductrice
IIIC
poussière conductrice
Classe de température
Température maximale
admissible à la
surface de l'appareil
T1
<450 °C
T2
<300 °C
T3
<200 °C
T4
<135 °C
T5
<100 °C
T6
<85 °C
T90°C
90 °C
Remarque :
T90°C Pour le groupe d'appareils III (poussière), la température maximale de surface est indiquée directement sous forme de valeur.
EPL= Equipment Protection Level
(optional)
Souterrain
Ma
en cas d'erreurs rares
Mb
jusqu'à la mise hors tension de l'appareil
Gaz/
Vapeur/
Brouillard
Ga
Convient pour la zone 0,1,2
Gb
Convient pour la zone 1,2
Gc
Convient pour la zone 2
Poussières
Da
Convient pour la zone 20,21,22
Db
Convient pour la zone 21,22
Dc
Convient pour la zone 22
Remarque :
La certification « EPL » est reconnue dans le monde entier par la CEI, tandis que la certification ATEX est spécifiquement limitée à l'UE.
La mention EPL est facultative, mais elle est de plus en plus utilisée comme bonne pratique afin d'indiquer clairement et de manière comparable à l'échelle internationale la sécurité anti-explosion des appareils.
Conditions supplémentaires
(facultatif)
vide
aucune condition supplémentaire
X
Conditions particulières mentionnées
dans le certificat de conformité
U
Composants Ex avec certification partielle.
L'appareil ne doit pas être installé sans contrôle supplémentaire.