Le phénomène d’électricité statique est présent dans notre quotidien. Même s’il paraît sans danger dans la vie de tous les jours, il peut se révéler très dangereux dans certains milieux où les risques sont plus élevés. De ce fait, il doit être maîtrisé afin de prévenir tout type de dommage. Qu’est-ce que l’électricité statique et comment s’en prémunir ?

Qu’est-ce que l’électricité statique et quelle est son origine ?

Une des manifestations les plus courantes dans notre quotidien de l’électricité statique est la foudre. L’électricité statique ou plus spécifiquement la Décharge électrostatique (DES) correspond à une circulation de courant entre deux corps isolés, mais relativement proches dans un délai très court. Lorsque les charges sont importantes, on observe la naissance d’un arc électrique. C’est ce phénomène qui permet d’allumer la flamme d’un briquet ou de produire les explosions dans un moteur à essence par le biais de la bougie. L’électricité statique provient d’un défaut de répartition des charges électriques, notamment les électrons. Le courant électrique se définit de base comme une circulation d’électrons. Les électrons sont des charges électriques élémentaires négatives. Lorsque deux différents objets isolants (les matières isolantes ne conduisent pas le courant et ne permettent donc pas un retour à la terre des charges qui s’accumulent) entrent en contact et se frottent, l’un contre l’autre, l’un des deux arrache des électrons situés à la surface de l’autre. Il en résulte une différence de charge électrique entre ces deux objets. Celui qui a perdu des électrons présente un potentiel positif et celui qui en a gagné se charge négativement. Lorsque ces deux objets, aux potentiels différents sont en cours de séparation, alors la DES survient souvent pour rééquilibrer les charges. Cette DES est due à un canal de conduction créé dans l’air, matérialisé par l’arc électrique ou l’étincelle. Plus le déséquilibre des charges est grand, plus la DES est intense. Mais il arrive que cette décharge d’électricité statique ne soit pas suffisante pour rééquilibrer les déficits de charges. Ces objets restent donc chargés et interagissent avec d’autres corps qui présentent également des déficits de charges électriques.

Quelles sont les sources de décharges électrostatiques en milieu professionnel ?

Les décharges électrostatiques sont omniprésentes, mais ne se remarquent que très peu à cause de leur intensité très faible. En milieu industriel, marcher avec des chaussures non-antistatiques provoque des décharges électrostatiques d’intensité variable. Aussi, le port de vêtements ou l’utilisation de matériels non-adaptés sont également source de DES. Les opérations de manutention et de fabrication sont des facteurs de DES. Certaines décharges électrostatiques, produites au cours de ces opérations ne sont pas évitables mais peuvent être atténuées.

Quels sont les dangers liés à l’électricité statique en milieu professionnel ?

Comme dit plus haut, les DES peuvent générer des étincelles et des arcs électriques. Ces manifestations présentent bien des dangers quand on se réfère à un contexte industriel par exemple. Explosions et incendies d’origine inconnue sont bien souvent dus à des DES.

Les zones Atex

Une zone Atex est une zone à Atmosphère explosive (ATEX). Les zones de ce type sont très fréquentes en milieu industriel notamment où des matières inflammables sont beaucoup plus manipulées. Si un arc électrique naît dans une ATEX, une explosion peut survenir et conduire à un incendie aux conséquences catastrophiques.

Le matériel électronique

Les DES sont redoutés en électronique. Ils présentent un réel danger pour les composants électroniques. Les décharges d’électricité statique peuvent endommager des cartes mères ou autres composants essentiels et mettre à l’arrêt toute une unité de production. Pire encore, ces types de pannes ne sont pas vite détectables. Dans la majorité des cas, le composant électronique affecté ne présente aucune trace visuelle pouvant indiquer son possible mauvais fonctionnement. La décharge d’électricité statique peut également affecter des éléments très petits (transistors, diodes) qui ne peuvent être remplacés. Cela oblige à remplacer entièrement le module défectueux.

Les dangers biologiques

Bien que la décharge électrostatique en elle-même est trop faible pour causer une électrocution ou une électrisation au corps humain, elle peut créer ce risque. Cela est possible dans les environnements où des courants de très haute tension sont déployés. En effet, le corps humain, en contact avec la terre et proche d’une source de haute tension peut se faire électrocuter ou électriser à la manière de la foudre.

Quelques opérations à l’origine d’accidents électrostatiques

Certaines opérations accroissent sensiblement le risque d’accident. Ce sont les opérations de :

• transfert de produits inflammables à travers des canalisations non-adaptées ( pétrole, gaz, hydrocarbures, etc.) ;
• remplissage ou vidange de réservoirs à produits inflammables ;
• transport pneumatique de poudres ou de corps potentiellement à effet électrostatique dans des zones explosives ;
• dégazage de citernes.

Comment évaluer le risque électrostatique?

Afin de pouvoir prendre les mesures idoines pour le prévenir, il est nécessaire de procéder à une évaluation des risques électrostatiques. Les résultats de cette évaluation doivent être retranscrits dans le DRPCE, Document Relatif à la Protection Contre les Explosions, qui doit être intégré au Document Unique d’Evaluation des Risques Professionnels (DUERP),

Evaluation du risque de formation d’une zone ATEX

Évaluer le risque ATEX consiste à :

• identifier les différentes atmosphères explosives ;
• évaluer la sensibilité de chacune de ces zones identifiées en quantifiant l’énergie minimale requise pour engendrer une explosion ;
• étudier les équipements et matériels en place afin d’identifier leurs propriétés électrostatiques ;
• identifier toutes les éventualités de DES et évaluer l’intensité moyenne de ces décharges ;
• effectuer une comparaison en considérant les cas extrêmes de DES et de saturation de l’atmosphère par les vapeurs inflammables ;
• considérer les mesures de sécurité déjà en place et le cas échéant effectuer des simulations pour identifier les limites de ces mesures.

Evaluation du risque pour le personnel

Pour évaluer le risque électrostatique pour les collaborateurs, il faut :

• faire un check-up complet des tenues de travail (blouses, gants, ensembles de travail, chaussures, etc.) ;
• faire une évaluation des risques électriques présents sur le terrain ;
• évaluer les dispositifs de sécurité présents ;
• effectuer des simulations pour identifier les failles dans la procédure de prise en charge d’une victime de DES.

Evaluation du risqué pour le matériel électronique

• Faire le bilan des matériaux (conducteur ou isolant) présents dans les zones sensibles. Les matières isolantes génèrent des champs électrostatiques qui se déchargent à travers les composants électroniques sensibles et les endommagent.
• Faire le bilan des sources de DES pouvant affecter directement ces matériaux.

Comment prévenir les risques électrostatiques ?

Plusieurs solutions adaptées existent pour prévenir les risques électrostatiques et garantir la sécurité au travail des collaborateurs.

Équipement de protection individuelle

Les Équipements de protection individuelle (EPI) permettent d’assurer la sécurité du personnel et de prévenir l’accumulation de charges électriques responsables des DES. Il s’agit généralement de gants, de tenues de travail adaptées et de chaussures à semelles antistatiques. Des EPI spécifiques existent et varient selon le domaine d’activité. Dans des industries d’assemblage de pièces électroniques par exemple, où la dextérité et l’ergonomie sont réduites par les gants, des bracelets reliés à des systèmes de retour à la terre et portés par le personnel permettent de prévenir les risques de DES en évitant l’accumulation de charges statiques à la surface de la main.

Matériels et système de protection

Les matériels et systèmes de protection assurent à la fois la protection des personnes et des biens. Les plus répandus sont les systèmes de mise à la terre certifiés ATEX. Ces systèmes permettent d’évacuer les charges électriques qui s’accumulent sur les diverses surfaces et permettent ainsi d’atténuer fortement le risque de DES.

Un autre moyen de prévention est la mise en place de zones EPA (Electrostatic protected area, littéralement aire protégée contre les phénomènes électrostatiques). L’accès à ces zones est très réglementé. En plus de la combinaison de travail adaptée (chaussures, blouses, bracelets, gants), des mesures de résistance interne du corps sont prises. Celles-ci ne doivent pas dépasser une certaine valeur, le cas échéant, l’accès à la zone de travail est strictement interdit.