Quels problèmes sont causés par l’électricité statique ?

Il existe quatre domaines problématiques principaux, chacun étant exploré plus en détail ci-dessous :

1. Attraction et répulsion électrostatiques
2. Risque d’incendie – Zones EX
3. Chocs aux opérateurs
4. Décharge électrostatique (DES/ESD) en électronique

Attraction et répulsion électrostatiques

C’est probablement le problème le plus répandu dans les industries du plastique, de l’emballage, du papier, du textile et similaires. Il se manifeste par un mauvais comportement des produits : collage entre eux, répulsion mutuelle, adhérence aux machines, attraction de poussière sur les pièces moulées, mauvais bobinage et bien d’autres symptômes.

La loi de Coulomb régit l’attraction et la répulsion. Fondamentalement, c’est une loi en carré inverse. Sous forme simplifiée :

Force d’attraction ou de répulsion (en Newtons)		Charge (A) × Charge (B) en Coulombs
	=	————————————————
		(Distance entre les objets en m) 2

 

Ainsi, la gravité du problème est directement liée à l’importance de la charge statique et à la distance entre les objets attirés ou repoussés.

L’attraction ou la répulsion suit les lignes de champ du champ électrique (souvent appelées lignes de flux lorsqu’elles représentent la force ou le déplacement). Si les deux charges sont de même polarité, elles se repoussent. Si elles sont de polarités différentes, elles s’attirent. Si un seul des produits est chargé, il provoquera une attraction en créant une charge en miroir dans les produits non chargés :

Risque d’incendie (zones EX)

Le risque d’incendie est très important dans les industries du revêtement, de l’héliogravure et d’autres secteurs où des solvants combustibles sont utilisés. La charge statique sur le film provoque une décharge par étincelle qui enflamme le solvant et crée un incendie.

Ce qui suit est une brève introduction théorique sur la capacité d’une décharge statique à provoquer une inflammation dans des environnements combustibles.

La capacité d’une décharge à provoquer une inflammation dépend de nombreuses variables :

• Type de décharge
• Source de la décharge
• Énergie de la décharge
• Taux de décharge
• Présence d’un environnement combustible — souvent un gaz solvant, mais peut être de la poussière ou un liquide
• Énergie minimale d’inflammation (EMI) de l’environnement combustible

Il existe trois types de décharge pertinents :

• Étincelle — provient généralement d’un corps raisonnablement conducteur qui est isolé électriquement. Il peut s’agir d’un corps humain, d’une pièce de machine ou d’un outil. On suppose que toute l’énergie est dissipée dans une étincelle. Si l’énergie est supérieure à l’énergie minimale d’inflammation (EMI) de la vapeur de solvant, une inflammation pourrait se produire. L’énergie d’une étincelle se calcule : Énergie en Joules = ½CV².
• Décharge en brosse — se produit généralement lorsqu’un angle d’une pièce de machine concentre la charge dans une feuille ou une bande plus grande de matériau non conducteur. Généralement d’énergie plus faible qu’une étincelle et donc moins incendiaire.
• Décharge en brosse propagée — se produit sur des feuilles et bandes plastiques très résistives où il y a une densité de charge élevée de polarité opposée de chaque côté du matériau. Cela peut être causé par le frottement ou le bombardement de revêtement en poudre. L’effet est semblable à la décharge d’un condensateur plan et peut être plus incendiaire qu’une étincelle.

La taille et la géométrie sont des facteurs importants. Plus le corps est grand, plus il peut contenir d’énergie. Les pointes aiguës augmentent l’intensité du champ et favorisent la décharge.

Si le corps contenant l’énergie n’est pas très conducteur, par exemple un corps humain, la résistance ralentira la décharge et réduira son danger. Pour le corps humain, la règle empirique est qu’il doit être considéré comme capable d’enflammer tous les solvants ayant une énergie minimale d’inflammation (EMI) inférieure à 100 mJ, même si 2 à 3 fois cette énergie est stockée dans le corps.

La décharge corona n’a pas été traitée ici. C’est une décharge plus lente et de faible énergie provenant d’une pointe. Elle n’est considérée comme problématique que dans les zones les plus sensibles.

L’énergie minimale d’inflammation du solvant et sa concentration dans la zone dangereuse sont importantes. Si l’EMI est inférieure à l’énergie de décharge, un incendie pourrait en résulter.

D’autres sources d’inflammation dans les zones dangereuses sont les opérateurs non mis à la terre et les conducteurs flottants. Un opérateur traversant une zone dangereuse avec des chaussures de sport ou des chaussures non conductrices similaires risque une décharge de son corps pouvant enflammer les solvants sensibles. Une pièce de machine conductrice non mise à la terre est tout aussi dangereuse. Une bonne mise à la terre est essentielle pour tout élément dans une zone dangereuse.

Chocs aux opérateurs

Les chocs aux opérateurs deviennent de plus en plus importants à mesure que les questions de santé et de sécurité prennent de l’ampleur.

Les chocs statiques sont désagréables, mais généralement pas dangereux, sauf s’ils provoquent une réaction de recul qui propulse l’opérateur contre la machine ou sur le chemin d’un véhicule en approche. Il y a 2 causes courantes :

1. Charge par induction
2. Chocs provenant du produit

Si une personne se tient dans le champ électrique d’un objet chargé, comme une bobine de film en cours d’enroulement, son corps peut être chargé par induction.

L’opérateur se charge ; cette charge reste dans le corps de l’opérateur (s’il porte des chaussures isolantes) jusqu’à ce qu’il touche une partie mise à la terre de la machine. Alors, la charge se déchargera vers la terre en donnant un choc à l’opérateur.

Cela se produit également lorsque l’opérateur manipule des objets et matériaux chargés — la charge s’accumule dans le corps à cause des chaussures isolantes.

Lorsque l’opérateur touche une partie métallique de la machine, la charge peut s’échapper et provoquer un choc. Les chocs que l’on reçoit en marchant sur des moquettes en nylon sont dus à la statique générée entre la moquette et les chaussures. Les chocs que les conducteurs automobiles reçoivent en sortant de leur voiture sont dus à la charge générée entre le siège et les vêtements du conducteur lors de leur séparation. La solution pour ce dernier cas est de toucher une partie métallique de la voiture, comme le cadre de la porte, lorsque le conducteur quitte le siège. Cela permet à la charge de s’écouler vers la terre à travers la voiture et ses pneus sans provoquer de choc.

Il est possible, mais moins courant, qu’un opérateur reçoive un choc directement du matériau.

S’il y a une très grande charge dans une bobine en cours d’enroulement, les doigts de l’opérateur pourraient concentrer la charge jusqu’à ce qu’elle atteigne son point de rupture et forme une décharge.

Alternativement, si un objet métallique non connecté à la terre se trouve dans un champ électrique, il peut se charger par induction. Comme l’objet métallique est conducteur, la charge est mobile et se déchargera vers une personne qui le touche.

Décharge électrostatique en électronique

Le contrôle de l’électricité statique est important lors de la manipulation d’assemblages et de composants électroniques sur les systèmes de contrôle modernes, y compris les étiquettes et tags RFID. En électronique, les niveaux problématiques d’électricité statique peuvent être très faibles — seulement quelques volts, comparés aux milliers de volts typiques dans d’autres applications industrielles. Cette exigence d’ionisation équilibrée rend de nombreux éliminateurs statiques industriels normaux inadaptés.

Souvent, le danger provient de la charge statique dans le corps humain — qui peut être considérable. C’est pourquoi les personnes travaillant dans l’assemblage électronique portent des bracelets antistatiques — ces bracelets drainent la charge statique du corps. Des équipements d’ionisation sont utilisés pour neutraliser la charge dans d’autres produits et matériaux où la mise à la terre n’est pas applicable — y compris les matériaux non conducteurs.

Le courant dans la décharge du corps humain ou d’un autre objet génère de la chaleur qui évapore les jonctions, les interconnexions et l’espace entre les pistes des composants électroniques. La haute tension détruit également les fins revêtements d’oxyde sur les dispositifs MOS et autres dispositifs revêtus. Cela provoque la défaillance du produit.

Parfois, le composant n’est pas complètement détruit, ce qui peut être encore plus problématique car la défaillance se produira plus tard lorsque le produit sera utilisé.

Règle générale : assurez-vous que le corps ou d’autres produits ne contiennent pas de charge statique lors de la manipulation ou à proximité de composants sensibles.

Cela nécessite une combinaison de mise à la terre et d’ionisation. Il existe une norme européenne et internationale couvrant la manipulation des composants électroniques sensibles : EN / IEC 61340-5-1:2016.

 

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Last Updated: 17 avril, 2026