1 La réglementation ATEX Exigences de la directive et illustration par des cas pratiques A. JANES /...

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La réglementation ATEX

Exigences de la directive et illustration par des cas pratiques

A. JANES / L. [email protected]

[email protected]

APOG - Journée Techniques du 19/03/2004

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Protection des travailleurs : cadre général*

– garantir la santé et la sécurité des travailleurs :

» évaluation des risques» application des principes généraux de

prévention des risques professionnels

*loi de 91 sur la sécurité au travail et arrêté du 5 novembre 2001 (code du travail, art. L.230-2 et suiv.)

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Au niveau européen: 2 directives– directive 1994/9/CE : appareils et

systèmes de protection destinés à être utilisés en ATEX

– directive 1999/92/CE : amélioration de la santé et de la sécurité des travailleurs exposés aux risques des ATEX

Explosion d’ATEX

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Explosion d’ATEX

Au niveau français : 3 décrets– décret du 96-1010 (ministère chargé de

l ’industrie) : appareils et systèmes de protection destinés à être utilisés en ATEX

– décrets 2002-1553 et 2002-1554 (code du travail, art. R232-12-23) et 3 arrêtés (8 et du 28 juillet 2003) : protection des travailleurs

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Objectif : Protection des travailleurs

Assurer la prévention des explosions et la protection contre celles-ci (art. R232-12-25)

en prenant des mesures pour :

1 éviter la formation des ATEX,2 éviter l’inflammation des ATEX,3 atténuer les effets néfastes des explosions

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Transposition de la directive 1999/92/CE

décret 2002-1554 du 24/12/02

Maître d’ouvrage : personne physique ou morale pour le compte de laquelle un ouvrage est réalisé.

conception et la construction des lieux de travail de telle façon que les prescriptions de la directive puissent être appliquées lors de leur utilisation

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décret 2002-1553 du 24/12/02

chef d ’établissement

reprend le corps de la directive

Transposition de la directive 1999/92/CE

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Évaluation des risques d’explosion Prévention des explosions et protection contre

leurs effets Classification des emplacements où des ATEX

peuvent se présenter (Zonage) Document relatif à la protection contre les

explosions Mesures techniques et organisationnelles Dispositions particulières pour les équipements

Obligations du chef d ’établissement

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Évaluation des risques d’explosion

Il faut tenir compte (art. R232-12-26) :– de la probabilité de formation des ATEX (classement de

zone)– de la probabilité d’inflammation des ATEX– de la nature des procédés mis en œuvre et des installations

exploitées et des propriétés des produits mis en œuvre,– de l’étendue des conséquences prévisibles

Aucune méthode d’évaluation n’est imposée

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Classement en zones ATEX (arrêté du 8 juillet 2003)

définition des zones selon la fréquence et la durée de présence des ATEX

le classement doit aussi tenir compte de l’intensité des effets attendus d ’une explosion

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six zones sont définies :

– emplacements dangereux :» zones 0, 1 et 2 pour les ATEX gazeuses,» zones 20, 21 et 22 pour les ATEX poussiéreuses,

– une définition des emplacements non dangereux était donnée dans la directive ATEX 1999/92/CE


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Zones 0 et 20

emplacements où une ATEX est présente en permanence ou pendant de longues périodes

ou fréquemment

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Zones 1 et 21

emplacements où une ATEX est susceptible de se présenter occasionnellement en

fonctionnement normal

« fonctionnement normal » signifie que les installations sont utilisées conformément à leurs

paramètres de conception

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Zones 2 et 22

emplacements où une ATEX n'est pas susceptible de se présenter en fonctionnement

normal ou, si elle se présente néanmoins, n'est que de courte durée

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critère de sélection des appareils électriques et non- électriques installés dans les zones (catégories 1, 2 et 3)

signalisation des emplacements, conformément à l ’arrêté du 4 novembre 1993 EX

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Mesures organisationnelles (arrêté du 8 juillet 2003)

– formation des travailleurs exposés aux risques d ’explosion,

– instructions écrites et autorisation d’exécuter certains travaux (procédures, permis de feu ...).

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Mesures de protection contre les explosions (arrêté du 8 juillet 2003)

– contrôle de l’atmosphère des locaux de travail (par la ventilation et l’aspiration à la source)

– maîtrise des sources d ’inflammation,– protection contre les effets des explosions,– utilisation d’alarmes.

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Document relatif à la protection contre les explosions

doit faire apparaître, entre autres (art. R232-12-29) :– que les risques d ’explosion ont été déterminés et

évalués– que des mesures adéquates seront prises pour

atteindre les objectifs de protection– quels sont les emplacements classés en zones

doit être révisé régulièrement

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Mise à jour périodique de l’ensemble de l’étude de sécurité et des

documents associés

En cas de modification significative :

du procédé du mode opératoire du produit mis en œuvre

Pas de périodicité définie

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Aspect méthodologique de l ’évaluation des risques

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Une évaluation des risques conforme à la réglementation ATEX passe par les étapes suivantes :

1 évaluer la probabilité de formation d ’une ATEX,2 préciser l ’emplacement et le volume des ATEX formées,3 recenser toutes les sources d ’inflammation possibles des

ATEX formées, 4 évaluer la probabilité d ’ inflammation des ATEX formées,5 évaluer les effets résultant d ’une inflammation de ces ATEX6 évaluer, parmi ces effets, ceux qui sont néfastes pour les

travailleurs

Méthode d’évaluation des risques

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Dans chacune des étapes précédentes, il faut prendre en compte :

– les produits combustibles susceptibles de former des ATEX (gaz, vapeur, poussière)

– les conditions de formation des ATEX (fonctionnement normal ou anormal des installations)

– les phénomènes physiques à l’origine de la formation des ATEX

Méthode d’évaluation des risques

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Conditions de formation des ATEX à considérer

en matière de dysfonctionnement, les situations à prendre en compte ne correspondent pas a priori aux scénarios majorants de l ’étude des dangers (exemple d ’une fuite de gaz ou de liquide résultant de la rupture guillotine du plus gros piquage)

ces situations doivent au contraire être plausibles et tenir compte du vécu de l ’exploitant

il est utile de prendre en compte l’accidentologie relative à l ’installation considérée ou, à défaut, à des installations comparables

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une ATEX peut être présente normalement dans le ciel d’un récipient sous air contenant un liquide inflammable dont le point d’éclair est inférieur à la température ambiante (zone 0)

une ATEX se forme occasionnellement, en fonctionnement normal, à chaque ouverture de ce récipient (a priori zone 1)

lors du remplissage d ’un silo (zone 0 ou 1)

Exemples de formation d’une ATEX

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une ATEX se forme dans l ’air ambiant, à proximité d ’une flaque d ’un liquide à point d ’éclair inférieur à l ’ambiante qui serait répandu accidentellement (zone 2)

une ATEX se forme dans l ’air ambiant à proximité d ’une canalisation sous pression d ’un gaz inflammable qui présente une fuite (dysfonctionnement créant une zone 2)

Exemples de formation d’une ATEX

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La probabilité d ’inflammation d ’une ATEX est liée à la probabilité de présence d ’une source d ’inflammation active dans cette ATEX

Les sources d ’inflammation susceptibles d ’être actives sont de nature variée :– Surfaces chaudes,– Flammes nues,– Étincelles électriques, électrostatiques ou mécaniques.

Probabilité d ’inflammation des ATEX formées

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La probabilité d ’occurrence d ’une source d ’inflammation active s ’évalue selon les caractéristiques du produit

Une flamme nue (briquet, chalumeau, brûleur), de même qu ’une étincelle électrique produite par un matériel non protégé (contacteur, moteur…) sont toujours des sources d ’inflammation actives d ’une ATEX gaz ou poussière

Probabilité d ’inflammation des ATEX formées

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Les effets de l ’explosion d ’une ATEX sont de deux natures distinctes :

– des effets thermiques liés à la production de gaz chauds– des effets mécaniques qui sont liés à l ’expansion des gaz

de combustion et qui dépendent du degré de confinement de l ’ATEX

Évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX

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Compléments sur les effets mécaniques– En milieu confiné, la pression augmente jusqu ’à 10 bar au

plus ou jusqu ’à la rupture du confinement (avec projection éventuelle de débris)

– Les effets mécaniques sont négligeables si l ’ATEX, est de volume limité et se trouve à l ’air libre

– En milieu encombré ou partiellement confiné, l ’explosion produit une onde de pression aérienne qui peut elle-même induire la projection de débris


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Effets thermiques et mécaniques des explosions sur les personnes :– une personne qui se trouverait dans le volume occupé par

les gaz de combustion (10 fois le volume de l ’ATEX initial) serait gravement brûlée mais serait indemne en-dehors de ce volume

– une personne exposée aux effets mécaniques d ’une explosion pourrait être renversée (si l ’onde aérienne a une pression de crête supérieure à 100 mbar ou blessée par la projection de débris)


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Pour évaluer les effets de l ’explosion d ’une ATEX sur les travailleurs, il faut évaluer

– l ’emplacement de l ’ATEX (relativement aux travailleurs)

– le volume de l ’ATEX (les effets de son explosion sont d ’autant plus importants que ce volume est grand)


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L ’évaluation des effets de l ’explosion d ’une ATEX peut démontrer la nécessité de prendre telle ou telle mesure de prévention/protection

Une nouvelle démarche d ’évaluation des risques doit alors être effectuée en supposant que cette mesure est appliquée

Cette nouvelle démarche peut conduire à revoir le classement de zone initial


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Cas d ’un filtre à manches

Cas d ’une opération de chargement d ’un mélangeur

Cas d ’un bac contenant un liquide inflammable

Exemples d ’application

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Réseau de canalisation véhiculant l’air

empoussiéré jusqu’au filtre

Air dépoussiéré

Ventilateur d’aspiration

Manches

Vanne écluse

trémie

Côté air empoussiéré

Côté air dépoussiéré


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Possibilités de formation d ’une ATEX

– selon l ’empoussièrement, l ’air empoussiéré peut constituer une ATEX

– une ATEX se forme dans le filtre lors du décolmatage– si une manche est détériorée ou démanchée, une ATEX

peut se former côté air dépoussiéré (dysfonctionnement)


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Classement en zones

– le côté air empoussiéré est à classer en zone 20 ou 21, au moins dans le filtre

– l ’intérieur du réseau de canalisation véhiculant l ’air empoussiéré jusqu ’au filtre peut-être également à classer en zone 20 ou 21

– le côté air dépoussiéré est à classer en zone 22


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Possibilités d ’inflammation des ATEX formées :– il existe plusieurs causes possibles d ’inflammation des

ATEX présentes dans les différentes parties

source d ’origine électrostatique (charge électrostatique portée par le filtre conducteur isolé), ventilateur d ’aspiration, particule incandescente, corps étranger, ...


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Effets prévisibles de l ’explosion d ’une ATEX :– en cas d ’inflammation d ’une ATEX présente dans le filtre, il

se produira une explosion en milieu confiné qui développera une surpression suffisante pour détruire le caisson du filtre

– un travailleur présent à proximité peut être blessé par les effets, mécaniques ou thermiques, de l ’explosion

– il est donc indispensable de prendre des mesures de prévention ou de protection


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Mesures de prévention

– il n ’est pas possible de prévenir la présence d ’une ATEX dans le filtre

– il n ’est pas non plus possible de garantir l ’absence d ’une source d ’inflammation de l ’ATEX formée dans le filtre

– les mesures de prévention d ’une explosion ne sont donc pas suffisantes


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Mesures de protection

– le filtre peut être protégé à l ’aide d ’un évent d ’explosion,– si la canalisation d ’aspiration véhicule une ATEX, il faut

également empêcher l ’explosion de s ’y propager, en installant un système d ’isolement (vanne à fermeture rapide,…) en amont du filtre : cette isolement peut être asservi à l ’ouverture de l ’évent ou encore à une détection UV par exemple.


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Présentation du cas

– dans bien des industries, la préparation de produits est couramment effectuée par mélange de constituants liquides et solides dans un mélangeur

– il arrive couramment que les liquides mis en œuvre soient des solvants inflammables et que certains solides soient combustibles et introduits à l ’état de pulvérulent


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MélangeurLiquide agité

trémie

Moteur d’agitationPulvérulent

en sac


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– si le solvant mis en œuvre a un point d ’éclair inférieur à l ’ambiante et si le mélangeur est sous air, son atmosphère constitue une ATEX

– la suppression de cette ATEX peut être obtenue par inertage du ciel du mélangeur

– même si le ciel du mélangeur est inerté, une ATEX est présente à proximité de la trappe par laquelle l ’opérateur introduit les pulvérulents inflammables


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Classement de zones

– si le réacteur n ’est pas inerté, l ’intérieur est une zone 0 et une zone 1 est présente à proximité de la trappe

– si le réacteur est inerté, l ’intérieur est une zone 2 et une zone 1 est présente à proximité de la trappe


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Retour d ’expérience d ’accidents (inflammation des ATEX identifiées et effets)

– il arrive que l ’ATEX présente dans la totalité du mélangeur soit enflammée et que l ’opérateur soit gravement brûlé

– même si le mélangeur est inerté, il arrive également que l ’ATEX présente à proximité de la trappe soit enflammée et que l ’opérateur soit brûlé


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Mesures de prévention/protection

– il est indispensable de mettre en œuvre des mesures de prévention ou de protection propres à limiter les risques d ’explosion

– il n ’existe pas de mesure fiable de prévention de l ’inflammation de l ’ATEX présente à proximité de la trappe d ’introduction


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Mesures de prévention/protection

– la seule mesure possible est une mesure de protection

– elle consiste à modifier » l ’installation (sas rotatif ou vis d ’archimède)» le poste de travail


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Présentation du cas :– soit un bac contenant un liquide inflammable– le bac est installé dans une cuvette de rétention,– il est équipé

» d ’un évent de respiration avec l ’air» d ’un réseau de canalisation et d ’une pompe permettant

de le remplir ou de le vider– il n ’est pas équipé d ’un toit flottant


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Event de respiration

Phase liquide

Phase gazeuse

Réseau de canalisationPompe

Cuvette de rétention


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– la présence d ’une ATEX dans le ciel du bac, ou à proximité de l ’évent de respiration, de même que la formation d ’une ATEX en cas de fuite de liquide dépendent :

» de la présence ou de l ’absence d ’air dans le bac,» du point d ’éclair du liquide et de la température à laquelle

il est stocké


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Classement de zones dans le cas d ’un bac sous air contenant un liquide à bas point d ’éclair

– le ciel du bac constitue une zone 0 – une zone 1 ou 0 doit être identifiée à proximité de l ’évent de

respiration du bac– une zone 2 doit être identifiée éventuellement dans la

cuvette de rétention


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Classement de zones dans le cas d ’un bac inerté contenant un liquide à bas point d ’éclair

– le ciel du bac constitue une zone 2 – une zone 2 doit être identifiée à proximité de l ’évent de

respiration du bac, de même qu ’éventuellement dans la cuvette de rétention


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Possibilités d ’inflammation de l ’ATEX formée dans le bac :

– l ’ATEX présente à proximité de l ’évent de respiration d ’un bac sous air peut être enflammée par la foudre

– si le bac contient une ATEX, la flamme se propagera à l ’intérieur du bac


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Effets d ’une explosion de l ’ ATEX présente dans le bac

– la surpression produite dépend de la composition de l ’ATEX, mais elle sera a priori supérieure à la pression statique d ’ouverture du bac qui sera détruit


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Mesures de prévention

– pour empêcher la propagation d ’une flamme à l ’intérieur du

bac, en cas d ’inflammation de l ’ATEX présente à l ’extérieur, il est nécessaire d ’installer un arrête-flamme à l ’extrémité de l ’évent de respiration du bac


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Application des nouvelles dispositions

Quelques réflexions

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Méthode à mettre en oeuvre

aucune méthode d’évaluation n’est définie

il n’est pas précisé comment les probabilités de formation et d’inflammation des ATEX doivent être évaluées

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Difficultés d’application de la réglementation

Le classement de zone concerne tant l ’intérieur des installations que leur environnement (les locaux de travail)

Le classement de zone s ’appuie sur des dysfonctionnements prévisibles et non sur des accidents majeurs déterministes,...

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Protection des travailleurs exposésaux effets des explosions d ’ATEX

Protection de l ’environnementexposé aux effets dedifférents phénomènesdont les explosions d ’ATEX

Réglementation ATEX(Code du travail)

Réglementation ICPE(Code de l ’environnement et

autres textes)

2 réglementations parallèles

Prise en compte des scénarios (dont les majorants) produisant des effets sur l ’environnement, dont l ’explosion d ’ATEX

Prise en compte des scénarios ex-posant les travailleurs à des blessu-res même légères et tenant compte de l ’expérience de l ’exploitation

Classement en 3 zones gaz et 3 zones poussières des emplacements où des ATEX dangereuses peuvent se former (arrêté du 8 juillet 2003)dimensionnement réaliste des zones, fondé sur la physique des phénomènes à l ’origine des ATEX

Dimensionnement forfaitaire

Classement en 2 zones gaz (ar. du 31/3/80) ou 3 zones pous-sière (arrêté silo) des emplace-ments où des ATEX peuvent se former ; pour industrie pétrolière classement en 2 zones de type gaz (arrêtés de 67, 72 et 75)

Démarche d ’évaluation des risques formalisée dans le « document relatif à la protection contre les explosions »

Démarche d ’évaluation des risques formalisée dans « l’ étude des dangers »

La démarche est probabiliste et tient compte des mesures de prévention de la formation et de l ’inflammation des ATEX

La démarche est encore très déterministe : les mesures de prévention de l ’inflammation des ATEX ne sont pas toujours prises en compte

Démarches différentes

Définition différente des zones

Dimensionnementdifférent des zones

Nécessité commune d ’évaluation

des risques

Objectifs différents

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les chefs d’établissement ont tendance à classer les emplacements en zone 1, même si la probabilité de formation d’une ATEX ne correspond pas à la définition de la zone 1

Dans l ’esprit de la directive, il faut éviter la formation d ’ATEX : des dispositions techniques peuvent permettre de déclasser des zones...

Pour une évaluation des risques juste et réaliste

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le zonage doit être judicieux : problème d’adéquation des équipements électriques et non électriques

Pour ce faire, l’étude des conditions de formation et du volume des ATEX formées doit tenir compte des phénomènes physiques à l’origine de leurs formations

Pour une évaluation des risques juste et réaliste

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Difficultés d ’application de la réglementation

Le classement de zones ne doit ni surdimensionner, ni « surclasser » une zone

Les postes de travail ne devraient pas être en zone 1 mais en zone 2 ou non classée

!

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La réglementation ne reconnaît pas la notion de « risque acceptable »

Il faut donc remédier à toute situation où il existe un risque d ’explosion d ’une ATEX, pour laquelle un travailleur se trouve exposé à un risque de blessure, même légère


!

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Échéances d’application

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Dates d’applicationArrêté du 28/7/2003 relatif aux conditions d ’installation

des matériels électriques en ATEX 1/7/2003 1/7/2006

Installations électriquesexistantes avant le 6/8/2003

conformes à l’arrêté du19/12/1988

Présomption de conformitéaux prescriptions de

l’arrêté jusqu’au 30 juin2006

Présomption deconformité auxprescriptions de

l’arrêté s’il y a euvalidation avant le

1/7/2006 dans le« document relatif à laprotection contre les

explosions »

Installations électriquesexistantes non conformes à

l’arrêté du 19/12/1988

Elles doivent répondre aux prescriptions del’arrêté

Nouvelles Installations mises enservice après le 6/8/2003

Elles doivent répondre aux prescriptions del’arrêté

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