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IoT et compteurs gaz : tout savoir sur l’ATEX

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IoT et compteurs de gaz :
la zone ATEX

Comment utiliser les réseaux et capteurs IoT dans des sites SEVESO ou en zones ATEX en toute sécurité ?

Qu’est-ce qu’une zone ATEX ?

Tout lieu dans lequel le risque d’explosion est considéré comme important, du fait de la présence de matières inflammables est considéré comme zone ATEX.

Le sigle ATEX signifiant : ATmosphère EXplosive

Selon la nature et la quantité de matière inflammable, le risque est considéré comme plus ou moins élevé. Plus le risque est élevé, plus la règlementation sera stricte.

Afin d’évaluer le niveau de risque d’une zone ATEX, de nombreuses données sont prises en compte : nature des produits combustibles, densité relative, concentration minimale explosive, compatibilité ou non avec d’autres produits chimiques,…

On distingue deux grandes catégories de zones ATEX :

  • les zones où la substance inflammable est sous forme de gaz, de brouillard ou de vapeur,
  • les zones où la substance est sous forme de poussière.

Réglementation Européenne sur l’ATEX :

  • Directive 2014/34/UE ou ATEX 95 : relative aux fabricants de produits destinés à une zone ATEX
  • Directive 1999/92/CE ou ATEX 137 : relative aux obligations du responsable de site

Focus sur : les zones de déploiement

  • Zone 0 (pour le gaz et la vapeur) et zone 20 (pour la poussière) : les appareils conçus pour être utilisés dans cette zone assurent un très haut niveau de protection et sont destinés à un environnement dans lequel des atmosphères explosives sont présentes constamment, ou pour une longue période.

Exemple : intérieur d’une cuve à essence.

  • Zone 1 (pour le gaz et la vapeur) et zone 21 (pour la poussière) : les produits sont conçus pour assurer un haut niveau de protection dans un environnement où des atmosphères explosives se manifesteront fréquemment.

Exemple : aux abords d’une cuve à essence, intérieur d’un silo à grains.

  • Zone 2 (pour le gaz et la vapeur) et zone 22 (pour la poussière) : les appareils permettent d’assurer un niveau normal de protection avec une faible probabilité d’atmosphère explosive et pour une courte période.

Dans cette dernière catégorie, les produits ne sont ni contrôlés, ni certifiés par un organisme notifié, contrairement aux deux précédentes où les niveaux d’exigences sont bien plus élevés, tout comme les risques. Un organisme notifié est un organisme contrôlé seul habilité à délivrer des certifications reconnues : il n’y a que 2 laboratoires de ce type en France, qui sont en mesure de délivrer ce type de certification.

Comment rendre communicantes via les réseaux IoT, des installations situées en atmosphère explosive ?

Dans les zones ATEX, les risques d’explosion sont plus forts que dans les autres lieux, ces risques étant dus à la présence de matériaux dangereux (type gaz ou poussières). Il est néanmoins tout à fait possible d’utiliser les protocoles IoT, à condition d’installer des capteurs certifiés ATEX.
Les produits ATEX répondent à différentes caractéristiques, tous ne peuvent être utilisés dans les mêmes lieux. A chaque produit ATEX est notamment associé :

  • une zone de déploiement,
  • un niveau d’échauffement : la classe de température caractérise l’atmosphère explosive dans laquelle un produit peut fonctionner (elle se compose de 6 catégories),
  • un niveau d’inflammabilité : l’inflammabilité possible du produit. Elle se caractérise par la quantité maximum d’énergie à apporter, pour provoquer une explosion (3 niveaux).

Ces informations permettent donc de savoir quel type de capteur ATEX correspond à quel cas d’usage, comme par exemple : suivre les consommations d’un compteur gaz, suivre l’évolution du niveau d’une cuve de fuel, comptabiliser les ouvertures/fermetures ou le volume de remplissage d’un silo à grains… et donc dans quel contexte sera utilisé le capteur.

Comment monitorer des compteurs de gaz avec un capteur IoT ?

Rendre ses compteurs de gaz communicants en zone ATEX, c’est possible. Pour cela il faut impérativement utiliser des capteurs répondant aux normes ATEX correspondantes.

Lors de leur conception, bon nombre d’exigences doivent être prises en compte afin de limiter tout risque d’exposition, qui s’avérerait très grave dans une atmosphère explosive.

Ces solutions IoT / ATEX offrent ainsi la possibilité de rendre vos équipements et bâtiments connectés, pour :

  • suivre et optimiser les consommations réelles de gaz,
  • détecter d’éventuelles surconsommations d’énergie ou fuite de gaz,
  • être informé rapidement et agir au plus tôt, dès lors d’un dépassement de seuil est décelé.

Focus sur : les capteurs IoT / ATEX Adeunis

Le capteur IoT PULSE ATEX d’adeunis est certifié :

  • groupe II (industries de surface),
  • catégorie 2G (zone 1 et 2) pour les gaz les plus inflammables de Groupe IIC (hydrogène, acétylène, disulfure de carbone) et Groupe IIIC pour les poussières conductrices.

Ce capteur IoT existe en 3 versions. Les versions BINDER et GAZPAR permettent, grâce à leurs connecteurs intégrés de faciliter l’installation sur les compteurs de gaz appropriés.

D’un point de vue conception, quelles sont donc les spécificités d’un capteur IoT dit ATEX ?

Lorsque l’on conçoit un produit ATEX, il faut tout d’abord réguler la quantité d’énergie au sein du produit. Le stockage de l’énergie, nécessaire à leur fonctionnement, est ainsi réduit pour limiter les risques. 

L’énergie peut provenir de différents éléments présents dans le produit, il va également falloir les protéger pour favoriser la protection du dispositif.
Elle peut provenir de la pile, des capacités et des inductances[1]. Il s’agit d’éléments pouvant stocker l’énergie sous forme chimique, sous forme de tension ou sous forme de courant respectivement.

Autres éléments importants à prendre en compte lors du développement d’un produit ATEX : les entrées / sorties du produit. Si le capteur considéré, comme par exemple un capteur impulsionnel[2], est en lien avec une autre installation, type compteur de gaz, contenant une source potentielle d’énergie, les zones entrées/sorties du capteur doivent également être protégées.

Ainsi, dès la conception, les paramètres intrinsèques du capteur doivent prendre en compte le type d’installations qui pourraient être connectées.

Selon la zone dans laquelle il va être déployé, les caractéristiques du capteur ne sont pas les mêmes, en zone 0 ou 1 les risques étant très élevés, les exigences sont très strictes.

En effet la libération par le produit d’une quantité d’énergie suffisante (sous forme de chaleur ou d’étincelle) pourrait provoquer une explosion très grave du fait de l’inflammation d’un gaz ou d’un nuage de poussière. C’est pourquoi, les produits répondant aux zones 0 ou 1, sont des produits certifiés par des laboratoires notifiés, qui vérifient que ceux-ci répondent bien à toutes les exigences de l’ATEX (conception du produit, niveau de qualité spécifique attendu et suivi administratif). Ces certifications sont donc l’assurance de la prise en compte des risques inhérents à ces zones dangereuses.

[1] Capacité et inductance : composants électroniques

[2] Capteur capable de compter des impulsions électriques

14/03/2021