Comment associer éclairage à haute température et sécurité antidéflagrante ?

Associer résistance aux températures élevées et protection contre les explosions dans un même luminaire est techniquement réalisable, mais requiert une combinaison minutieuse de conception thermique, de boîtier certifié et de classification ATEX appropriée. Ces deux exigences posent des défis contradictoires en matière de choix des matériaux, de refroidissement et de composants électriques, de sorte que les solutions standard s'avèrent presque toujours insuffisantes. Dans cet article, nous répondons aux questions les plus fréquentes concernant éclairage ATEX pour haute température et nous vous aidons à faire les bons choix.

Quand un luminaire est-il à la fois certifié pour haute température et certifié ATEX ?

Un luminaire est doté d'une double certification lorsqu'il satisfait simultanément aux exigences relatives à éclairage antidéflagrant (directive ATEX) s'il est validé pour une utilisation dans des températures ambiantes extrêmes, généralement supérieures à 60 °C ou même jusqu'à 120 °C. Cela nécessite deux parcours techniques distincts qui convergent dans la conception.

La certification ATEX vise à prévenir l'inflammation d'atmosphères explosives par des étincelles, des arcs électriques ou des surfaces chaudes. La certification relative aux hautes températures vise à garantir le fonctionnement et la sécurité du luminaire en cas de chaleur ambiante extrême. Par conséquent, un luminaire répondant à ces deux exigences doit demeurer antidéflagrant, y compris lorsqu'il subit déjà un forte source de chaleur externe, ce qui complexifie considérablement la gestion thermique des composants internes.

En pratique, ce type de luminaire est relativement rare. Ils sont spécifiquement conçus pour des environnements tels que les aciéries, les fonderies, les installations chimiques ou les raffineries, où la chaleur et le risque d'explosion coexistent. Plus d'informations sur ce Éclairage à haute température contenu technique, aide à mieux comprendre la complexité de cette association.

Quelles sont les zones ATEX présentes dans les environnements à haute température ?

Dans les environnements à haute température, on trouve principalement les zones ATEX 1, 2 (pour les atmosphères gazeuses) et 21 ou 22 (pour les atmosphères poussiéreuses). La zone spécifique dépend de la fréquence et de la durée de présence d'une atmosphère explosive, et non de la température elle-même.

Néanmoins, la température influence indirectement l'attribution des zones et le choix des luminaires. Dans les environnements soumis à une chaleur extrême, les substances volatiles peuvent s'évaporer plus rapidement, ce qui augmente le risque d'atmosphère explosive. Pensez aux processus chimiques à température élevée entraînant le dégagement de solvants ou de gaz, ou encore à la production d'acier où la poussière et la chaleur sont combinées.

Les combinaisons les plus fréquentes dans l'industrie lourde sont :

• Zone 1 à température ambiante élevée : Atmosphère gazeuse régulièrement présente, combinée à des températures de processus supérieures à 60 °C. Typique dans la pétrochimie ou les raffineries.
• Zone 2 avec rayonnement infrarouge : Atmosphère explosive occasionnelle combinée à de la chaleur rayonnante, telle que près des fours de fusion ou des fonderies.
• Zone 21 sur 22 sujette à la poussière et à la chaleur : Poussière inflammable combinée à des températures élevées, telles que dans certains procédés de transformation des aliments ou de l'industrie pharmaceutique à température élevée.

L'identification correcte de la zone constitue une obligation légale et forme la base de tout choix de luminaire dans un environnement présentant un risque d'explosion.

Quels sont les défis techniques de l'éclairage ATEX en cas de chaleur extrême ?

Le plus grand défi technique réside dans la gestion thermique. Par définition, les luminaires ATEX possèdent des boîtiers fermés afin d'empêcher que des étincelles ou des surfaces chaudes n'entrent en contact avec une atmosphère explosive. Cependant, ce même boîtier fermé complexifie la dissipation de la chaleur générée en interne par le pilote LED et les sources lumineuses, en particulier lorsque la température ambiante est déjà élevée.

Dans l'éclairage industriel LED standard, la chaleur excédentaire est évacuée par des ailettes de refroidissement et par convection. Dans un boîtier ATEX, ces possibilités sont limitées. De plus, lorsque la température ambiante atteint déjà 80 °C ou plus, la charge thermique sur les composants internes devient critique. Les drivers de LED et les sources lumineuses ont une température de jonction maximale ; si celle-ci est dépassée, la durée de vie diminue considérablement ou le luminaire tombe complètement en panne.

Parmi les autres défis techniques, on trouve :

• Fatigue des matériaux due aux cycles thermiques, caractérisée par des réchauffements et des refroidissements répétés du luminaire
• Matériau d'emballage et d'étanchéité devant résister à la fois à des températures élevées et à des expositions chimiques.
• Composants électriques qui doivent être certifiés pour la catégorie ATEX spécifique et la température ambiante
• Choix limité de pilotes LED à la fois antidéflagrants et résistants à la chaleur
• Température de surface du boîtier plus élevée susceptible d'influencer la classe de température du luminaire

Cela explique pourquoi les luminaires ATEX combinés pour hautes températures nécessitent une fabrication sur mesure et ne peuvent pas simplement être choisis dans un catalogue standard.

Comment choisir le luminaire approprié pour un environnement ATEX chaud ?

Le choix commence par une analyse précise de l'environnement. Vous avez besoin d'au moins trois paramètres : la température ambiante maximale, la zone ATEX et les substances explosives présentes (gaz, vapeur ou poussière). Sur cette base, vous déterminerez la classe de température requise du luminaire, le degré de protection et le groupe d'explosion.

Vous suivrez ensuite les étapes suivantes :

1. Déterminez la zone ATEX. en fonction de la fréquence et de la durée de l'atmosphère explosible. Ceci est généralement consigné dans le document sur la protection contre les explosions de l'installation.
2. Déterminez la température ambiante maximale., y compris les pics de charge tels que lors du démarrage ou en cas de dysfonctionnement des systèmes de refroidissement.
3. Vérifiez la classe de température du luminaire. La température de surface du luminaire ne doit en aucun cas atteindre la température d'inflammation des substances présentes.
4. Évaluez l'indice de protection en combinaison avec la chaleur. Des indices de protection élevés limitent la ventilation, ce qui accroît la charge thermique.
5. Demande de documentation des tests dans des conditions combinées. Un certificat ATEX n'indique pas automatiquement que le luminaire a également été testé à des températures ambiantes élevées.
6. Veuillez prendre en considération les exigences de maintenance.Dans les zones ATEX, des règles strictes s'appliquent en matière d'inspection et de remplacement. Il convient de choisir un luminaire dont les pièces sont disponibles et remplaçables.

Un bon expertise en éclairage s'avère indispensable dans cette évaluation, car la combinaison des exigences est rarement couverte de manière exhaustive par les fiches techniques standard des produits.

Que stipule la norme concernant les applications combinant chaleur et ATEX ?

La directive ATEX (2014/34/UE) détermine quels luminaires peuvent être utilisés dans des zones présentant des risques d'explosion. Ce que la directive ne couvre pas automatiquement, c'est la performance de ce luminaire à des températures ambiantes extrêmes. Cette combinaison requiert une validation supplémentaire de la part du fabricant.

Concrètement, cela signifie qu'un luminaire certifié ATEX possède toujours une plage de température ambiante spécifiée, exprimée par Ta (température ambiante). La plupart des luminaires ATEX standard sont certifiés pour une valeur Ta maximale de 40 °C ou 55 °C. Lorsque la température ambiante est supérieure, le luminaire se trouve hors de sa zone de fonctionnement certifiée et perd sa validité ATEX.

Pour les applications dépassant les valeurs Ta standard, un luminaire spécifiquement certifié est requis, par lequel le fabricant démontre que toutes les exigences ATEX sont satisfaites, même à ces températures plus élevées. Cela nécessite des tests et une documentation supplémentaires qui sont indépendants de la certification ATEX de base.

Quelles questions posez-vous à un fournisseur d'éclairage ATEX haute température ?

Tous les fournisseurs proposant des éclairages ATEX n'ont pas nécessairement l'expérience des applications à haute température. Poser les bonnes questions permet de distinguer rapidement un spécialiste d'un fournisseur généraliste proposant des produits standard.

Dans tous les cas, posez les questions suivantes :

• Quelle est la température ambiante (Ta) maximale pour laquelle le luminaire est certifié, et cela a-t-il été testé ou calculé ?
• Quelle est la classe de température du luminaire et à quelle température ambiante a-t-elle été déterminée ?
• Le luminaire a-t-il été testé sous charge combinée (chaleur et conditions ATEX simultanément) ?
• Quels matériaux sont utilisés pour les joints et les boîtiers, et quel est leur comportement en cas d'exposition prolongée à la chaleur ?
• Quelle est l'espérance de vie retenue par le fournisseur pour la température ambiante maximale ?
• Quelles sont les exigences de maintenance dans les zones ATEX, et le fournisseur fournit-il également la documentation correspondante ?
• Existe-t-il des projets de référence présentant des conditions similaires ?

Un fournisseur capable de répondre à ces questions de manière directe et concrète démontre une réelle maîtrise du sujet et ne se contente pas de vendre un produit.

Exemple pratique : Tata Steel IJmuiden

Tata Steel IJmuiden souhaitait rendre plus durable l'éclairage à proximité de son processus de production. Près de l'acier chaud, la température atteint +120 °C, l'acier émet un rayonnement infrarouge et la composition de l'air est agressive. JEL a assuré la conception de l'éclairage et l'ingénierie, a conçu l'installation et a livré des versions HT choisies selon chaque emplacement : Snapper HT, Barracuda HT et Orca HT. La chaleur reçue sous forme de rayonnement infrarouge est réfléchie au lieu d'être absorbée. La conception de l'éclairage a été vérifiée selon la norme EN 12464-1 et atteint 100 lux à proximité de la zone de travail, avec une uniformité allant jusqu'à 0,55.

Face à la chaleur, la difficulté tient surtout au cumul des facteurs : température ambiante, chaleur rayonnante et air agressif déterminent ensemble si un luminaire continuera de fonctionner pendant des années. Lorsqu'il existe en plus un risque d'explosion, une seconde exigence distincte s'y ajoute. Un luminaire résistant à la chaleur sans certification Ex n'a pas sa place dans une zone ATEX, pas plus qu'un luminaire Ex sans Ta démontrée pour ces températures. En pratique, cela implique souvent une répartition : un éclairage résistant à la chaleur pour les parties du site situées en dehors des zones et, à l'intérieur de celles-ci, un luminaire Ex certifié dont le fabricant démontre la Ta pour la température ambiante réelle.

En savoir plus sur le projet Tata Steel IJmuiden

Comment JEL Products vous aide face aux hautes températures et aux zones ATEX

JEL Products fournit un éclairage LED industriel pour les environnements les plus extrêmes, dont la gamme HT pour des températures jusqu'à +120 °C. Là où températures élevées et risque d'explosion se rencontrent, JEL éclaire les parties situées en dehors des zones et oriente vers un fabricant Ex certifié pour les zones.

Concreet offre JEL Products le soutien suivant :

• Conseil technique sur le choix des luminaires en dehors des zones ATEX en fonction de la température ambiante (Ta) et de l'environnement, avec orientation vers un fabricant Ex certifié pour les zones elles-mêmes
• Des luminaires de la gamme HT, tels que les Orca HT et Barracuda HT, spécialement conçus pour des températures extrêmes atteignant +120 °C et une exposition aux rayonnements infrarouges, pour les parties situées en dehors des zones ATEX
• Alignement sur le document relatif à la protection contre les explosions, afin de clarifier quelles parties se trouvent en dehors des zones et lesquelles relèvent d'un fabricant Ex certifié
• Documentation complète pour l'éclairage fourni, y compris les instructions de maintenance ; la documentation pour les zones ATEX est fournie par le fabricant Ex certifié
• Assistance pour l'ensemble du processus, de l'ingénierie à la mise en service

Avez-vous un projet qui associe l'éclairage à haute température et la sécurité antidéflagrante ? Prenez contact avec nous Rencontrez les spécialistes de JEL Products pour un entretien technique sans engagement.

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