Comment différencier les propriétés antistatiques de la norme ESD ?

L’exemple des chaussures de sécurité.

Les propriétés « antistatiques » et « ESD » sont souvent confondues et pas seulement dans le domaine des chaussures de sécurité. Si l’un inclut l’autre, la déduction de l’un à partir de l’autre est généralement incorrecte ! Ces deux termes sont liés à la résistance de contact, mais des différences fondamentales les séparent. Perplexe ? Cet article vous apporte l’éclairage nécessaire.

Nous avons déjà exploré la question de l’accumulation électrostatique et de la décharge électrostatique dans un article intitulé Une nouvelle norme de test électrostatique pour gants de protection. Nombre d’entre vous en ont déjà fait l’expérience directe. Les chaussures de sécurité sont généralement le principal point de contact entre le corps et le sol. L’énergie électrostatique et la résistance de contact jouent donc un rôle extrêmement important. Néanmoins il convient de différencier les propriétés antistatiques des chaussures et leur capacité de décharge électrostatique.
La norme de sécurité applicable aux chaussures de sécurité (EN ISO 20345) spécifie diverses exigences, qui incluent les propriétés électrostatiques. Elle définit trois types de propriétés basées sur la résistance de contact : les propriétés conductrices, antistatiques et électriquement isolantes des chaussures. Pour mériter le label S1, les chaussures doivent être non seulement conformes aux exigences de base, mais aussi aux critères antistatiques. Toutes les classifications de sécurité reprennent ces mêmes conditions, pour les chaussures professionnelles et industrielles. Des chaussures sont antistatiques lorsque leur résistance de contact est mesurée entre 100 kilo-ohm (105 ohm) et 1 giga-ohm (109 ohm). D’après cette norme, si la résistance de contact est inférieure à cette valeur, les chaussures sont considérées comme conductrices. Une valeur supérieure signifie qu’elles sont électriquement isolantes.
 
  
Pourquoi?
La norme européenne spécifie que des chaussures antistatiques doivent être portées pour éviter l’accumulation électrostatique et assurer une décharge électrostatique efficace. Cette protection est indispensable pour éliminer les risques de choc électrique sur des équipements électriques ou pièces sous tension, ainsi que les risques d’étincelles capables d’enflammer des substances ou vapeurs inflammables.
L’objectif est donc de protéger les utilisateurs de chaussures de sécurité (et leurs collègues) contre les risques liés à l’accumulation électrostatique.

Après cette explication antistatique, passons à la question de la décharge électrostatique (ESD)
L’accumulation électrostatique et la sécurité individuelle ne sont pas les seuls facteurs importants pour l’industrie. Une décharge électrostatique contrôlée est également nécessaire pour assurer la protection des composants et des équipements. C’est ici qu’entre en jeu une autre norme qui définit la décharge électrostatique (ESD) : EN 61340-5-1 Protection des dispositifs électroniques contre les phénomènes électrostatiques. Dans cette norme, la zone ESD est définie par une délimitation de la gamme antistatique spécifiée dans la norme des chaussures de sécurité EN ISO 20345. Le seuil inférieur de la résistance de contact est fixé à 100 kilo-ohm et le seuil supérieur à 35 méga-ohm (3,5 x 107 ohm). Par conséquent, cela signifie que les chaussures conformes aux critères ESD sont toujours antistatiques, mais que toutes les chaussures antistatiques peuvent ne pas être conformes aux critères ESD. Par exemple, si la résistance de contact est mesurée à 100 méga-ohm, les chaussures sont antistatiques, mais ne répondent pas aux exigences ESD. Par contre, lorsque la résistance de contact est de 1 méga-ohm, les chaussures offrent à la fois les propriétés antistatiques et ESD requises.
Comme les propriétés ESD sont liées aux exigences de la norme de protection du produit, son étiquetage est nécessairement distinct du marquage CE. Par conséquent, les chaussures de sécurité conformes à la norme sont signalées par un symbole ESD jaune. Lorsque le symbole ESD est absent et que les chaussures sont classées S1, cela signifie qu’elles sont antistatiques.
 
Méthodes de mesure et facteurs déterminants pour les résultats
La mesure des propriétés antistatiques pour certifier des chaussures nécessite une procédure dans des conditions de laboratoire. Après la procédure de test, la chaussure doit être conditionnée pendant une période prédéterminée dans des atmosphères sèches et humides contrôlées. La chaussure est ensuite remplie avec une masse totale de 4 kg de billes en acier inoxydable, et reliée par un fil de cuivre à un instrument de mesure de la résistance de contact. La chaussure est placée sur une plaque de cuivre qui fonctionne comme une électrode externe. Une tension de test mesurée à 100 V CC est appliquée entre la plaque de cuivre et les billes d’acier pendant une minute, durée de la mesure de la résistance de contact enregistrée sur la chaussure échantillon. La valeur obtenue doit être supérieure à 100 kilo-ohm, et égale ou inférieure à 1 giga-ohm.
La mesure des propriétés ESD des chaussures est légèrement plus difficile, puisque les deux normes impliquent des procédures différentes. Pour la norme EN 61340-5-1, la résistance de contact est mesurée avec un système combinant personne-chaussure-sol. Une personne doit porter la chaussure de sécurité et se tenir debout sur une électrode de test de conductivité. La résistance est mesurée lorsque la personne pose la main sur une plaque métallique. Si la résistance de contact mesurée est inférieure à 35 méga-ohm, les chaussures sont conformes ESD.
Pour la deuxième norme (EN 61340-4-3), la résistance de contact doit être mesurée par une procédure de laboratoire. L’objet testé est conditionné dans une chambre spéciale à une température et un niveau hygrométrique prédéterminés.
La mesure est effectuée lorsque l’objet test a été conditionné. La chaussure est placée sur une plaque d’acier inoxydable comme électrode principale. Une contre-électrode est placée au contact de la semelle à l’intérieur de la chaussure. Un poids de 12,5 kg (+/- 2,5 kg) est appliqué. Un instrument mesure la résistance de contact entre les deux électrodes. La valeur obtenue doit être inférieure à 100 méga-ohm pour que la certification ESD soit accordée dans la catégorie climatique.

Quels facteurs peuvent influencer la résistance de contact des chaussures ?
Dans certains cas, des chaussures certifiées ESD par leur fabricant ont échoué au test de contrôle de la norme réalisé par un client. Cela ne signifie pas forcément que ces chaussures n’ont pas les propriétés ESD requises, car le résultat du test peut être influencé par divers facteurs. Par exemple, la température de la chaussure peut avoir un impact sur sa capacité de décharge. Des chaussures laissées dans une voiture pendant une nuit d’hiver seront tellement plus froides que leur résistance de contact sera considérablement plus élevée. De même, la durée du port peut devenir un facteur, puisqu’elle augmente le niveau hygrométrique à l’intérieur des chaussures. En général, l’humidité contribue à augmenter la capacité de décharge. D’autres facteurs incluent les altérations des semelles intérieure et extérieure et si les zones de contact sont sales.

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