Mesure de protection judicieuse ou effort inutile ?

Equipotential bonding kit

 

Quand il est question de sécurité des machines, beaucoup pensent avant tout à la protection contre les risques mécaniques comme les pincements et coupures ou aux commandes relatives à la sécurité. Pourtant, la sécurité électrique, c'est-à-dire la protection contre les chocs électriques, est tout aussi importante. Une évidence ? Certaines installations présentent une lacune potentiellement dangereuse : la mise à la terre des cloisons grillagées entourant une machine. 

Depuis des années, la question de savoir si une mise à la terre et une liaison équipotentielle sont nécessaires pour les cloisons grillagées revient sans cesse. La refonte de la norme internationale CEI 60204-1 avait donné l'espoir d'obtenir une réponse définitive. Malheureusement, la nouvelle norme reste quelque peu ambivalente et ouverte aux interprétations. Quels sont les pour et les contre de la mise à la terre de cloisons grillagées ? 

 

Danger par le contact avec des « éléments conducteurs étrangers » 

Tout d'abord, c'est un fait établi que les cloisons grillagées en acier sont des éléments conducteurs d'électricité. C'est le cas même lorsqu'elles sont vernies ou laquées ; le vernis peut être défectueux, et la plupart des cloisons présentent des éléments de fixation métalliques nus. Lorsqu'un élément est conducteur, il peut recevoir un « potentiel » pouvant provenir par exemple de la « terre ». La charge électrique présente au niveau du point de fixation d'un poteau peut être transmise à la cloisons. La cloison devient alors un « élément conducteur étranger » selon la définition de la norme EN 60204-1 article 3.1.28. 

En quoi le contact d'un tel « élément conducteur étranger » peut-il être dangereux ? 

Lorsqu'une personne touche la cloison et en même temps une pièce présentant un autre potentiel, par exemple : la surface conductrice d'une machine, le courant peut circuler à travers la personne. Il y a alors « liaison équipotentielle ». Selon la tension présente, de tels courants transitoires peuvent s'avérer dangereux. Nous connaissons ce phénomène lorsque nous marchons sur un tapis : notre corps se charge en électricité statique et nous touchons ensuite une pièce métallique avec une autre charge, par exemple une poignée de porte, la charge est transférée du corps à la poignée, il se produit alors un choc électrique. 

Le courant étant dans ce cas peu élevé, un tel équilibrage, et donc d'une telle décharge électrostatique, occasionne tout au plus une petite frayeur. Mais dans un hall de fabrication, les choses sont différentes. Par exemple, un champ magnétique important situé à proximité peut charger une cloison. Il peut provenir d'un dispositif de tension électromagnétique puissant, d'un gros chauffage à induction ou du moteur moyenne tension d'un véhicule ferroviaire dans les environs. Un coup de foudre à proximité du bâtiment peut également entraîner une forte élévation du potentiel de terre. 

En théorie, le danger représenté par les courants transitoires est facile à éviter. Il suffit de relier électriquement la cloison avec les surfaces métalliques conductrices de la machine pouvant être touchées. Elles ont ainsi toujours le même potentiel (la même tension) et les courants transitoires ne peuvent pas se produire. La méthode la plus simple et la plus efficace est de relier la cloison avec le circuit de protection de la machine qu'elle entoure. Les halls de fabrication modernes sont équipés d'un système d'équipotentialité et garantissent la liaison équipotentielle par une densité d'électrodes de terre suffisante, auxquelles peuvent être raccordés les éléments conducteurs. 

 

Lorsqu'une cloison est reliée à la mise à la terre, il ne peut pas se produire de choc électrique par « liaison équipotentielle »

Danger dû à la tension externe d'appareils défectueux 

Les « sources de tension externe » à proximité d'une cloison représentent un risque au moins aussi élevé. De quoi s'agit-il ? Admettons que le conducteur de phase d'un câble défectueux, par exemple celui d'un outil électrique utilisé lors d'opérations de maintenance sur la machine, touche la cloison grillagée. La tension est alors transmise du câble défectueux à la cloison conductrice. Si quelqu'un touche la cloison, il reçoit un choc électrique. 

Un tel cas de figure est-il exagéré ? Pas du tout ; car certains éléments de la cloison en elle-même sont susceptibles d'endommager les câbles. Les portes battantes ou coulissantes peuvent coincer les câbles et endommager leur isolation. Et l'utilisation d'outils électriques lors du nettoyage ou de la maintenance est loin d'être une exception. 

Mais dans le cas décrit ci-dessus, un fusible ne devrait-il pas sauter ? Oui, ce serait souhaitable. Mais si la cloison n'est pas reliée à la mise à la terre, il est peu probable qu'un fusible saute. La mise à la terre de l'outil électrique n'est pas non plus utile, car la cloison grillagée n'est pas reliée à l'outil. 

La solution à ce problème est la même que pour éviter les courants transitoires : tous les éléments conducteurs de la cloison doivent être reliés au circuit de protection de la machine qu'elle entoure. Si un conducteur de phase défectueux entre en contact avec la cloison ou si une tension externe arrive d'une autre manière dans la cloison grillagée, un disjoncteur se déclenche immédiatement et coupe l'alimentation électrique. 

 

Lorsqu'un câble défectueux entre en contact avec une cloison, la mise à la terre devient vitale.

En théorie, il est donc très simple d'éviter ces risques. Mais en pratique, liaison équipotentielle et mise à la terre (la combinaison des deux étant appelée « liaison de protection ») représentent un important travail. Souvent, les poteaux et panneaux de la cloison doivent être percés, équipés de douilles de contact puis reliés via des conducteurs de terre à un conducteur de liaison de protection (représenté en orange dans nos figures) tout le long de l’enceinte grillagée.

Rien d'étonnant donc à ce que beaucoup hésitent à se lancer. L'argument récurrent est que le risque est faible et les exigences des normes à ce sujet ne sont pas claires à 100 %. Il n'est d'ailleurs pas possible de réfuter totalement ce dernier point. 

Ce que disent les normes 

EN ISO 14120:2015 dit à l'article 5.13 : « Si les protecteurs sont fabriqués en un matériau conducteur électrique et utilisés dans des machines fonctionnant à l'électricité, ils doivent être considérés comme des éléments conducteurs étrangers de la machine selon CEI 602041:2005, article 8. » C'est relativement clair, mais la version originale en anglais ne dit pas « doivent », mais « might need », soit « peuvent éventuellement ». 

La norme CEI 60204-1:2018 comporte à l'article 8.1 la figure 4 et un tableau expliquant les caractéristiques d'une liaison de protection. Le tableau contient le sous-titre « Parties raccordées au circuit de protection qui ne doivent pas être utilisées comme conducteur de protection. » Sont alors cités entre autres : « Éléments conducteurs étrangers, …, par exemple : tuyauteries métalliques, cloisons, échelles, mains courantes. » 

La norme indique ainsi qu'il peut être nécessaire de relier les cloisons et mains courantes avec le circuit de protection. Tel serait le cas si on les considérait comme « éléments conducteurs étrangers » ; car ceux-ci doivent être reliés à la mise à la terre.  

À l'article 17.2 d) également, qui traite avant tout de la documentation relative à l'installation électrique, les cloisons et mains courantes sont considérées comme « éléments conducteurs étrangers » avec liaison à un conducteur de liaison de protection de la machine, « simultanément accessibles, à proximité de la machine (par exemple, dans les 2,5 m) ». 

Mais cette partie de l'article n'exige pas non plus clairement de relier la cloison au conducteur de liaison de protection. Par contre, la norme indique sans équivoque, dans le texte accompagnant la figure 4, que de telles parties conductrices ne doivent pas être utilisées comme conducteurs de protection. Cela semble quelque peu ambivalent. 

Décision à prendre dans le cadre de l'évaluation des risques 

Comment décider si les cloisons et mains courantes doivent être oui ou non reliées à la liaison de protection ? L'objectif étant de garantir la sécurité sans pour autant entraîner des coûts exagérés, voire inutiles. 

Lorsque les normes ne donnent pas d'indications claires, une analyse et une estimation des risques devient indispensable. Les questions suivantes doivent alors être posées : 

  • L'installation électrique locale rend-elle des mesures de protection supplémentaires nécessaires, en l'absence d'un système d'équipotentialité suffisant ? 
  • Est-il possible que les cloisons et mains courantes fixées au sol entraînent des tensions notables et que cela puisse générer des courants transitoires en cas de contact ? (La distance entre la cloison/main courante et les autres parties conductrices de la machine est <2,5 m, ce qui signifie qu'une personne est en mesure de toucher en même temps la cloison et la partie conductrice.) 
  • Est-il prévu d'utiliser des appareils électriques comme des lampes, outils électriques etc. à proximité des cloisons (p. ex. en cas d'opération de réglage, d'équipement, de nettoyage ou de maintenance) ? 

La décision doit toujours être prise par un électricien professionnel en fonction de la situation sur place ; car chaque installation est différente et les caractéristiques des bâtiments en termes de liaison équipotentielle peuvent être très variées. Axelent voit de nombreux avantages à relier les cloisons et protections contre les chutes à la liaison de protection de l'installation, mais la décision finale revient au fabricant/à l'exploitant de l'installation. 

Quelle que soit votre décision, Axelent propose une solution adaptée au problème 

Notre nouveau kit de liaison équipotentielle contient des éléments de connexion pouvant être montés directement sur les poteaux et panneaux de la cloison grillagée. Fini le perçage laborieux des pièces métalliques ! Le kit de liaison équipotentielle contient également un connecteur avec lequel les conducteurs de terre fournis peuvent être raccordés à un conducteur de liaison de protection entourant l'installation (ce dernier ne fait pas partie du kit, car ses caractéristiques varient en fonction des conditions locales et de la taille de l'installation). Le conducteur de liaison de protection doit être posé le long de la cloison, de préférence dans un chemin de câbles X-Tray. Une solution simple et intelligente, dont l'installation est bien plus simple que les méthodes traditionnelles. 

Kit de liaison équipotentielle Axelent sur une cloison: plus besoin de percer !

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