Certification ATEX pour les passerelles et capteurs LoRaWAN®

LoRaWAN® s'avère être une technologie de communication longue distance fiable. Elle se distingue par son rapport coût-efficacité, ses fonctionnalités de sécurité et sa flexibilité de déploiement dans divers environnements. Toutefois, la réglementation impose une attention particulière lors de l'utilisation de LoRaWAN® en zones dangereuses et en atmosphères explosives. Ces environnements impliquent la présence de gaz tels que le méthane, le propane, l'hydrogène, l'acétylène, etc.

De plus, des procédés comme la manutention des céréales et la fabrication textile peuvent générer de la poussière. Comme les équipements standard ne peuvent pas fonctionner en toute sécurité dans ces conditions, il est possible d'obtenir la certification requise en utilisant uniquement des méthodes de conception et des essais sur mesure.

Clarification terminologique

La terminologie et la réglementation applicables aux environnements potentiellement dangereux varient selon les pays et les régions. En Amérique du Nord, par exemple, ces environnements sont généralement désignés par l'acronyme HazLoc (zones dangereuses). Historiquement, ils étaient réglementés par le système de classification et de division des risques, mais ils sont désormais alignés sur le système de zonage internationalement reconnu.

En revanche, au sein de l'Union européenne, les zones présentant un risque d'explosion sont désignées par l'acronyme ATEX, qui signifie « atmosphères explosives ». Au Royaume-Uni, la réglementation est quasiment identique à l'ATEX, mais se distingue par le terme « UKEx ».

La réglementation moderne applicable à ces environnements repose généralement sur les normes relatives aux équipements destinés à être utilisés en atmosphères explosives, ou système IECEx. Ces normes ont été élaborées par l'organisme international de normalisation, la Commission électrotechnique internationale (CEI).

Le terme « Ex » est souvent utilisé comme indicateur universel pour les emplacements dangereux et les atmosphères explosives. De plus, il est intégré à la nomenclature des produits TEKTELIC afin de distinguer les versions destinées aux emplacements ordinaires de celles certifiées pour les atmosphères explosives.

Zones ATEX

Les zones susceptibles de présenter une atmosphère explosive en raison de la présence de gaz, de vapeurs ou de poussières inflammables sont appelées zones ATEX ou zones IECEx. L'illustration ci-dessous présente, à titre d'exemple, le processus de livraison de carburant pour le transport.

La classification des zones ATEX est déterminée par des facteurs tels que la fréquence, la durée et la source du risque d'explosion associé aux gaz ou aux poussières.

Certificat d'équipement

Dans le cadre de la réglementation des sites dangereux et des atmosphères explosives, deux aspects principaux doivent être pris en compte :

• Conception et certification des équipements (produits).
• Classification des emplacements et déploiement du système (lieux de travail).

Au sein de l'UE, la réglementation est conforme aux directives ATEX. Premièrement, la directive 2014/34/UE régit la conception et la certification des équipements. Deuxièmement, la directive 1999/92/CE concerne la classification des sites et le déploiement des systèmes.

Si une certification de l'équipement est requise, elle est obtenue par l'intermédiaire d'un organisme d'évaluation de la conformité notifié (organisme notifié), permettant l'application du marquage CE mondialement reconnu.

En revanche, la réglementation nord-américaine émane d'organismes gouvernementaux, notamment l'Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA) du département du Travail des États-Unis. Dans ce cas, la réglementation repose sur des normes telles que le Code national de l'électricité (NEC), élaboré par l'Association nationale de protection contre l'incendie (NFPA).

Parallèlement, le programme des laboratoires d'essais reconnus au niveau national (NRTL) de l'OSHA contrôle la certification des équipements. Il accrédite des organismes comme CSA, UL, QPS, etc., pour vérifier si les produits sont conformes aux normes de l'industrie (de plus en plus basées sur les normes IECEx).

En tant que fabricant d'équipements, TEKTELIC accorde une grande importance à la conception et à la certification de ses produits. Ces derniers peuvent porter la marque NRTL, le marquage CE et d'autres marques nationales autorisées par le système de certification des équipements IECEx.

Sélection d'équipement

Lors de la planification du déploiement de LoRaWAN® dans des zones dangereuses et des atmosphères explosives, le choix de la certification de zone est déterminé par les facteurs suivants :

• Nature fixe ou mobile de l'équipement.
• Types d'équipements, par exemple, passerelles ou capteurs.

Il existe de nombreuses solutions de conception pour les équipements, en fonction de la zone de déploiement. Par exemple, la méthode de protection intrinsèque est fréquemment utilisée pour les capteurs LoRa certifiés Zone 1/21. Parmi ces capteurs figurent le traceur d'actifs extérieur PELICAN Ex de TEKTELIC ou le traceur portable SEAL Ex . Cette certification leur permet de circuler librement dans les zones accessibles d'un site.

Concernant les passerelles, la zone 2 est souvent choisie comme emplacement fixe suffisant. La passerelle TEKTELIC KONA Mega Ex utilise :

• Méthode de protection à sécurité accrue (ou sans arc électrique en Amérique du Nord) comme base.
• Méthode de protection contre la poussière (ou étanche à la poussière en Amérique du Nord) pour la zone de poussière 22.
• Sécurité intrinsèque pour les ports d'antennes LoRa et cellulaires, permettant une sélection d'antennes simple et économique et une maintenance sans contrainte.

TEKTELIC propose une solution pour le déploiement de passerelles en zone 1. Elle repose sur une protection antidéflagrante (ou anti-explosion en Amérique du Nord) avec une protection contre la poussière en zone 21 et une sécurité intrinsèque pour les ports d'antenne.

Marquage des équipements

Lors de l'évaluation de la conformité des équipements Ex, il est essentiel de distinguer la classification d'emplacement du niveau ou de la catégorie de protection de l'équipement. Une zone correspond à une classification d'emplacement et ne fait pas partie du marquage de certification de l'équipement.

En revanche, les équipements Ex sont étiquetés comme suit :

• Niveau de protection des équipements (EPL).
• Catégorie d'équipement avec type d'atmosphère (pour ATEX).
• Autres informations permettant de déterminer l'adéquation du lieu.

Le marquage ci-dessous est un exemple de capteur à sécurité intrinsèque adapté à la plupart des environnements gazeux de zone 1 et poussières de zone 21. La répétition observée est liée aux exigences supplémentaires de la directive ATEX. Chaque certification pour les environnements gazeux et poussières possède son propre marquage.

L'élément essentiel de ce marquage est le niveau de protection de l'équipement, car il spécifie la zone pour laquelle l'équipement est adapté.

De plus, le tableau suivant présente une corrélation entre le niveau de protection de l'équipement (et sa catégorie ATEX/atmosphère) et la classification de la zone du site. La partie en vert correspond à l'exemple de capteur mentionné précédemment.

Le choix des équipements est grandement simplifié lorsque le fournisseur a identifié et mis en œuvre des solutions optimales pour les cas d'utilisation courants. Grâce aux solutions TEKTELIC, qui incluent des certifications internationales pour les capteurs et les passerelles, les environnements dangereux et les atmosphères explosives ne constituent plus un obstacle au déploiement de LoRaWAN®.