L'électricité statique, un ennemi invisible

écrit op 05/01/10 par Bruno Depré

www.ESDproducts.eu

 

En fait, l'électricité statique est de l'électricité au ‘repos' et rien d'autre qu'un reste (charge négative) ou un manque (charge positive) d'électrons sur un corps isolé. Ceci, contrairement à l'électricité dynamique distribuée par le réseau . En cas d'électricité statique, les valeurs typiques de résistance, courant et tension sont totalement différentes de celles de l'électricité dynamique.

La mise à la terre des installations et de leurs éléments peut s'avérer nécessaire s'il y a danger de décharge électrostatique lors de pompage, transport, traitement ou transformation. Les enquêtes sur des explosions dans lesquelles l'électricité statique peut avoir joué un rôle sont souvent difficiles. Elle n'est pas toujours directement reconnaissable, parce que les traces peuvent avoir été effacées par l'explosion. Plusieurs causes, qui n'ont apparemment pas de lien direct entre elles, peuvent immanquablement provoquer une explosion ou un incendie. La possibilité de formation d'électricité statique est souvent sous-estimée et elle attire peu l'attention dans les processus et installations industriels. L'électricité statique doit aussi être un point d'attention standard lors de la réalisation d'analyses de projets.

Causes

Pour obtenir une décharge d'électricité statique, il faut évidemment qui y a d'abord un chargement d'électricité statique. De nombreux matériaux ou produits que nous rencontrons dans notre vie quotidienne peuvent plus ou moins être chargés en électricité statique. La soi-disant charge triboélectrique. Des matériaux pouvant être chargé tribo­électriquement sont pratiquement tous les plastiques (polyéthylène, PVC, téflon,...), les fibres synthétiques utilisées dans les vêtements telles que nylon et dralon, mais aussi des fibres naturelles comme les cheveux (humains) et la laine. Tous ces matériaux sont chargés par frottement. Cela peut être un frottement entre deux matériaux identiques, mais aussi entre deux matériaux différents. L'apparition d'électricité statique et les dangers et difficultés pouvant en résulter dépendent non seulement des propriétés et des méthodes de transformation de la matière, mais aussi d'un certain nombre de facteurs extérieurs tels température et humidité. Si deux matières différentes sont en contact entre elles, les électrons des atomes en surface, se regrouperont. Il y a finalement un état d'équilibre selon lequel une matière a un excédent et l'autre un manque identique d'électrons, ce qui fait que ces matières s'attirent. Si ces matières sont séparées par une intervention mécanique, cet excédent et ce manque d'électrons peuvent subsister en grande partie, en fonction de la conductibilité des matières et de la vitesse de séparation. Cela se fait par exemple pour des mauvais conducteurs ou sur un corps conducteur, monté de manière isolée. Dans ce cas, au moins une des matières est chargée ‘statiquement'.

Chargement statique

Dans les processus industriels, le chargement statiquement se fait lors d'un contact suivi d'une séparation de - ou frottement entre - un bon isolateur électrique et un autre corps. Lorsque la charge suscitée ne peut s'échapper, l'intensité du champ électrique à la surface peut augmenter suffisamment. Ceci peut provoquer une décharge locale. Si le corps chargé est un conducteur, monté de manière isolée, la charge totale peut se faire sous forme d'étincelle lors de l'échange de charge entre ce conducteur et un autre objet. Il faut éviter ce danger en effectuant une mise à la terre correcte.
Un des objets les plus ‘solubles' dans les usines est le corps humain, placé sur des semelles en caoutchouc ou sur un sol en caoutchouc ou en asphalte, mauvais conducteur. La capacité du corps humain est suffisante pour attirer des étincelles avec suffisamment d'énergie d'allumage, par exemple, en touchant une machine mise à la terre. A ce moment, on est facilement tenté de supposer que la machine est chargée, ce qui peut parfois entraîner à de mauvaises conclusions. Dans la lutte contre l'électricité statique, il est important de commencer par mesurer. Car mesurer nous permet d'en savoir plus. Deux grandeurs peuvent être importantes : la résistance électrique et la charge, mesurées comme intensité de champ.

Comment lutter ?

Comme nous l'avons déjà dit, la plus petite particule d'un élément est l'atome, composé d'un noyau chargé positivement, avec des électrons, chargés négativement, qui circulent autour. Normalement, la charge du noyau est égale à celle des électrons et les charges négatives et positives se neutralisent. Suite à des influences externes, les électrons peuvent être rapprochés ou éloignés, ce qui perturbe l'équilibre électrique. C'est ainsi que le matériel est chargé électrostatiquement. Lorsqu'il y un excédent en électrons, on parle d'une charge négative, lorsqu'il en manque, on parle de charge positive. Dans les deux cas, on peut parler d'une situation instable. Pour les matériaux conducteurs, l'équilibre se rétablira en général. Les électrons libres se baladent en quelque sorte à travers le matériau à la recherche de particules chargées positivement et il y neutralisation. Si le matériel entre en contact avec un matériau conducteur, la tension se déchargera, et provoquera une étincelle.
De nombreux matériaux d'emballage figurent parmi les matériaux non conducteurs. Ces matériaux peuvent être chargés électriquement par friction, mais plus souvent encore, lorsque deux matériaux sont séparés. Par ailleurs, l'humidité relative de l'air joue aussi un rôle. Plus l'air est sec, plus faible sera la capacité de conductibilité et plus grand le risque d'électricité statique. Surtout en hiver, l'humidité de l'air est faible (parfois, sous 20%). Un taux d'humidité relative entre 50% et 60% est considéré comme la meilleure condition pour diminuer le chargement électrostatique (dans ce cas, il se formera une très fine pellicule d'eau sur toutes les surfaces. Celle-ci éloignera l'électricité statique).
Les matières synthétiques laminées peuvent emmagasiner beaucoup d'énergie, en raison de leur assemblage en couches. Si elles entrent en contact avec un élément de machine en métal, il y aura une étincelle, pouvant provoquer un incendie. S'il y a un mélange inflammable, par exemple, des vapeurs de solvants, à proximité, cette étincelle peut même provoquer une explosion. Enfin, l'homme agit aussi comme conducteur. C'est pourquoi un contact direct avec du matériel chargé statiquement peut donner un choc. Si vous portez des souliers à semelle isolante, vous pouvez vous-même être chargé électriquement. Si vous entrez ensuite en contact avec un matériau conducteur, il peut recevoir un choc, pouvant même provoquer une étincelle. Dans les locaux avec des risques de déflagration, il faut porter des chaussures conductrices.

Il vaut mieux prévenir que guérir

Pour suivre le slogan ‘il vaut mieux prévenir que guérir' il faut veiller à éviter que les matériaux et les hommes soient chargés durant le processus de production. S'ils ne se chargent pas, il n'y aura pas non plus de décharge. On peut notamment éviter d'être chargé en électricité, d'une part en n'utilisant pas ou très peu de matériaux chargeables. Ce type de matériaux ne se charge pas ou très peu par friction à l'usage quotidien et il ne représente donc pas de danger. Des exemples naturels de tels matériaux sont le bois et le carton. En outre, il est possible de recouvrir certains matériaux qui sont, normalement, chargeables, comme par exemple le plastique, d'un revêtement spécial antistatique, ce qui les rend temporairement ou de façon permanente non chargeables. D'autre part, il est possible d'utiliser des matériaux qui ne sont que partiellement conducteurs. Moyennant le raccordement de ces produits à la terre, ils peuvent en quelque sorte étouffer la charge électrostatique. La plupart des métaux et l'eau, mais aussi l'homme sont évidemment des conducteurs naturels. Comme nous sommes composés en grande partie d'eau, nous pouvons très facilement éliminer l'électricité statique en nous connectant à la terre. Cette mise à la terre se fait en général grâce à des bracelets ESD (Electro Static Discharge) spéciaux, mais aussi en portant des chaussures ou des lacets conducteurs, sur un sol conducteur. Certaines ma­tières synthétiques peuvent, souvent par l'addition de carbone, être rendues très conductible. Cette technique est souvent appliquée dans l'industrie électronique, où l'on utilise des conteneurs, matériaux d'emballage, bacs de stockage et autres en matières synthétiques. Si tout ceci ne suffit pas encore, on peut toujours procéder au placement d'ionisateurs actifs ou passifs.

 info@esdproducts.eu - T: +32(0)3 230 19 75 - F: +32(0)3 230 19 78

Pochettes métallisées, Pochettes EMI/ESD barrière contre l'humidité, Dessicants et indicateurs d'humidité ESD, Gaine ESD, Pochettes antistatiques ESD , Gaines antistatiques ESD, Film antistatique à bulles ESD, Film étirable A/S mousses ESD, Mousses ESD, Emballages thermoformes ESD, Boites de rangement ESD, Bacs de transports et accessoires ESD, Couvercles de gerbage et charnières ESD, Trames et accessoires pour circuits imprimés ESD, Casiers modules ESD, Bacs à bec ESD, Armoires "blocs-tiroirs" ESD, Valisettes ESD, Boites à charnières ESD, Bacs à bobines CMS ESD, Supports cartes ESD, Bacs sur mesure ESD, ESD : Mise à la terre du personnel, Bracelet ESD en tissu, Cordons ESD pour bracelets, Bracelet ESD jettable, Mise à la terre des chaussures ESD, Chaussures ESD, Testeur de surfaces ESD, Station de test ESD, Electromètre digital ESD, Tapis table ESD, Tapis de sol dissipatif ESD, Kit de maintenance portable ESD, Boitiers de connexion ESD, Fils de terre ESD, Fils de liaison ESD, Sièges ESD, Sièges en polyurethane conducteur ESD, Corbeilles ESD pour documents A4, Classeurs ESD, Tarifold à pochettes mobiles et pivot ESD, Etiquettes ESD, affiches et rubans adhesifs, Poubelles ESD et sacs poubelles ESD, Nettoyant ESD, Outil de sertissage et pressions ESD, Adaptateur ESD, Pince crocodile ESD, Adhésif ESD pour sol, Produits ESD pour l'entretien des sols, Revêtement ESD de sol dissipatif / conducteur acrylique, Revêtement ESD de sol dissipatif / conducteur PVC, Table de travail ESD,