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IEC 60079-10-1 définit la méthodologie pour classer les emplacements d'une installation en Zone 0, Zone 1 et Zone 2 selon la probabilité de présence d'une atmosphère explosive gazeuse. C'est le point d'entrée ingénierie qui oriente le choix du matériel Ex pour le reste de la série IEC 60079.
IEC 60079-10-1:2020 Document unique. ~20 articles + nombreuses annexes. Définit les définitions de zone, le concept de source de dégagement, le grade de dégagement (continu/primaire/secondaire), l'efficacité de la ventilation et le calcul de l'étendue de la zone dangereuse qui en résulte.
De nombreux ingénieurs abordent les installations Ex en commençant par choisir le matériel (“nous utiliserons des moteurs Ex d et des instruments Ex i”) et en réfléchissant seulement ensuite à leur emplacement. C’est à rebours. La BONNE séquence est :
Le résultat est le Document de Classification de Zones — généralement un plan de masse avec des zones colorées, des étendues, ainsi qu’un registre complet des sources de dégagement et leurs caractéristiques. Ce document est une exigence légale dans les installations soumises à ATEX et doit être approuvé par une personne compétente.
Pour chaque source de dégagement, IEC 60079-10-1 suit cet arbre de décision :
Quel est le grade de la source ?
├── Continu → génère une Zone 0 à proximité
├── Primaire → génère une Zone 1 à proximité
└── Secondaire → génère une Zone 2 à proximité
Quelle est la ventilation ?
├── Élevée + Bonne disponibilité → ÉTENDUE de zone très limitée (ou "étendue négligeable")
├── Moyenne + Bonne disponibilité → ÉTENDUE de zone modérée (cas par défaut)
└── Faible ou Disponibilité médiocre → ÉTENDUE de zone importante, peut passer à une zone supérieure
Par exemple : une bride boulonnée (source secondaire) en extérieur avec un bon vent (Ventilation Élevée, Bonne Disponibilité) produit une Zone 2 d’étendue “négligeable” — aucune classification de zone n’est effectivement requise. La même bride dans une salle intérieure fermée avec une ventilation médiocre peut produire une Zone 1 étendue.
C’est pourquoi placer le matériel à l’extérieur avec ventilation naturelle est moins coûteux qu’à l’intérieur — les classifications de zone se réduisent et les exigences Ex diminuent.
La norme fournit plusieurs méthodes quantitatives :
Annexe B : tableaux de consultation directe pour les cas courants (recommandée pour le matériel typique). Rapide.
Annexe C : exemples de calculs avec formules. Pas à pas. Plus flexible mais plus lente.
Annexe D : mécanique des fluides numérique (CFD) pour les géométries complexes. La plus rigoureuse mais coûteuse.
Annexe E : exemples (informative). Présente des classifications détaillées pour des configurations d’installations typiques.
La plupart des installations utilisent les Annexes B + C comme base, ne faisant appel au CFD que pour les cas difficiles (ex. espaces confinés complexes avec sources multiples).
1. Oublier la distinction intérieur / extérieur. L’extérieur avec ventilation naturelle est radicalement différent de l’intérieur. Une fuite dans un bâtiment fermé peut atteindre la LIE bien plus rapidement que la même fuite en extérieur.
2. Sous-estimer le débit de dégagement. Un joint d’arbre de pompe peut libérer des dizaines de g/s de vapeur en cas de défaillance, dépassant largement le calcul de perméation théorique. Utiliser des débits réalistes, pas des minima théoriques.
3. Ignorer la flottabilité. L’hydrogène monte rapidement (faible densité), s’accumule près des plafonds — la Zone 1 peut devoir s’étendre de 1-2 m vers le haut même avec une bonne ventilation. L’acétylène pareillement. Le propane est plus lourd que l’air, s’accumule au niveau du sol — la zone peut s’étendre vers le bas mais pas vers le haut.
4. Classification statique sur des installations dynamiques. Une installation en cours de construction (travaux à chaud par soudage) a des exigences de zone différentes de la même installation en fonctionnement normal. Les systèmes de permis de travail doivent traiter ce point.
5. Absence de révision périodique. La classification des zones doit être mise à jour lors de : installation de nouveaux équipements, modification du procédé, introduction de nouvelles substances, modification du système de ventilation.
La norme complémentaire IEC 60079-10-2 traite les atmosphères poussiéreuses de façon similaire mais avec des concepts adaptés :
La classification poussière ajoute le concept de couche de poussière (la poussière accumulée sur des surfaces chaudes peut s’enflammer sans former un nuage) — physique substantiellement différente des gaz. Ne pas appliquer naïvement la méthodologie gaz aux poussières.
Aux États-Unis, l’API Recommended Practice 505 est parfois utilisée dans le pétrole & gaz à la place d’IEC 60079-10-1. Elle utilise le cadre Class I Division 1 / Division 2 (héritage NEC). Conceptuellement similaire (Division 1 ≈ Zones 0+1 combinées, Division 2 ≈ Zone 2) mais avec des détails différents. Les installations américaines modernes de pétrole & gaz adoptent de plus en plus le système de Zones d’IEC 60079-10-1 pour la portabilité internationale, mais les installations anciennes et certains secteurs de niche utilisent encore la classification Division.
La Classification de Zones alimente tout le cycle de vie Ex :
IEC 60079-10-1 / -10-2 → Carte des zones → Choix du matériel selon IEC 60079-0
Conception de l'installation selon IEC 60079-14
Régime d'inspection selon IEC 60079-17
Document relatif à la protection contre les explosions
(exigence ATEX 99/92/CE)
Sans un Document de Classification de Zones actuel et approuvé, aucune des activités en aval ne peut être justifiée. C’est le point de départ de tout projet d’installation Ex.