La protection contre le feu selon l'IEC 62368-1

Un court-circuit, une surcharge ou un mauvais dimensionnement d'un circuit électrique dans les appareils informatiques et de télécommunication peuvent être la source d'un départ d'incendie. C'est pourquoi la protection contre le feu d'origine électrique est un élément central de la norme IEC 62368-1 qui doit être prise en compte tôt lors de la conception de ce type d'appareils.

Champ d'application

La norme IEC 62368-1 s'applique aux appareils électriques et électroniques des domaines de l'audio, de la vidéo, des technologies de l'information et de la communication et aux appareils de bureau, ayant une tension d'alimentation ne dépassant pas 600 V.

Quelques exemples couverts par l'IEC 62368-1:

• Capteurs de température connectés

• Projecteurs vidéo

• Smartphones et tablettes

• Hubs USB

• Drones

Classification

La norme sépare les circuits électriques en différentes classes en fonction du risque d'incendie qui en découle. Ces classes sont nommées Power Source, ou source de puissance, le risque d'incendie étant lié à la puissance (Watts) qui est délivrée ou consommée par le circuit en condition normale d'utilisation ou en condition de faute, p. ex. lors d'un court-circuit.

Classe	Limites
PS 1	Max. 15 W après 3 s
PS 2	Excède les limites de PS 1 et Max. 100 W après 5 s
PS 3	Excède les limites de PS 2 ou Circuits non-classifiés

Plus la classe est élevée, plus le risque d'inflammation est élevé. C'est pourquoi les mesures de protection plus strictes devront être implémentées, plus la classe est élevée.

Sources d'inflammation potentielles

Les source d'inflammation potentielles, ou potential ignition source (PIS) sont les points dans un circuit électrique d'où une inflammation peut provenir. Il existe deux types de PIS, les PIS liées aux arcs électriques (arcing PIS) lors d'ouverture de contacts ou de connections endommagées et les PIS résistives (resistive PIS) liées à la dissipation de puissance de certains composants.

Celles-ci sont classées comme suit:

Type de PIS	Limites	Applications typiques
Arching PIS	Les deux conditions doivent être vraies pour être une arcing PIS: Tension de 50 V pic en circuit ouvert à travers un contact ou conducteur ouvert, et Le produit de la tension pic et le courant RMS doit être supérieur à 15 (Vp * Irms > 15)	Connecteurs Interrupteurs Terminaisons soudées ou serties
Resistive PIS	En condition normale ou en condition de faute, dissipe plus que 15 W après 30 s, ou En condition de faute, pour les circuits électroniques, régulateurs, ou PTC, dissipe plus que 100 W entre 3 et 30 s après l'introduction de la faute	Résistances Régulateurs Diodes

Il est nécessaire d'identifier les composants à l'intérieur d'un circuit étant des PIS, car certaines mesures de protection seront appliquées autour de ces composants afin de réduire la probabilité d'un feu ou de ralentir sa propagation. Si les PIS ne sont pas identifiés tels quels, alors on partira du principe que le circuit complet est une PIS et les mesures de protection s'appliqueront au circuit complet.

Mesures de protection

L'objectif des mesures de protection est de diminuer le risque de feu provenant du circuit électrique de l'appareil. Certaines mesures s'appliquent à tous les circuits, alors que pour les circuits PS2 et PS3, des mesure additionnelles s'appliquent.

Mesures générales (PS1, PS2, PS3)

Afin de protéger l'appareil en condition normale d'utilisation, il convient d'appliquer les exigences suivantes:

• Une ignition ne doit pas survenir en fonctionnement normal

• La température de fonctionnement d'un composant ne doit pas atteindre plus de 90% de sa température d'auto-inflammation

• Les matériaux combustibles doivent être au minimum de classe HB

Certaines exceptions s'appliquent, notamment pour les composants de volume ou masse restreinte (1750 mm³ ou 4 g), les consommables (papier, encres, colles, etc.), et d'autres composants considérés comme ayant peu d'effet sur l'inflammabilité du produit (p. ex. étiquettes, pieds de montage).

Mesures additionnelles (PS2, PS3)

Pour les circuits PS2 et PS3, des mesures additionnelles de protection contre le feu doivent être implémentées.

Pour ce faire, deux méthodes peuvent être appliquées:

1. réduire la probabilité d'inflammation, ou

2. contrôler la propagation du feu

1. Réduire la probabilité d'inflammation

Afin de réduire la probabilité d'inflammation, les PIS doivent être séparées physiquement des parties accessibles combustibles. Les distances minimales sont 50 mm à la verticale au-dessus de la PIS, et 13 mm autour et au-dessous de la PIS. Le volume restreint peut donc être représenté par la combinaison d'une demi-sphère et d'un cône comme illustré:

Des exigences supplémentaires s'appliquent aux composants décrits à l'annexe G, comme p. ex. les moteurs, transformateurs ou varistors, ainsi qu'aux composants liés au circuit d'alimentation provenant du réseau électrique.

De plus, le circuit sera soumis à des fautes uniques (voir annexe B.4) pouvant être source d'inflammation. Ceux-ci sont p. ex. courts-circuits, surcharges moteur, perte de la ventilation. Lors du test, il ne devra pas en résulter d'inflammation.

Cette première méthode, réduire la propagation de feu, peut uniquement être appliquée aux circuits de 4000 W de puissance au maximum. Si le circuit consomme plus, alors il faudra appliquer la méthode 2.

2. Contrôler la propagation du feu

La méthode du contrôle de la propagation peut être appliquée aux circuits indépendamment de leur puissance. Le but de cette méthode est dans le cas d'un départ de feu, de pouvoir endiguer sa propagation à l'intérieur du produit, avant qu'il ne devienne incontrôlable.

Pour ce faire, les composants combustibles du circuit en question doivent démontrer un certaine résistance au feu, notamment:

• Les circuits imprimés doivent être de classe V-1

• L'isolation des conducteurs doivent être de classe VW-1

• Les composants doivent être fait de matériau de classe V-2 ou être de volume ou masse restreint (1750 mm³ ou 4 g)

• Les composants spéciaux tels que moteurs et transformateurs doivent être conforme à l'annexe G

Dans le cas d'un circuit PS3, les exigences supplémentaires s'appliquent:

• Les composants PIS doivent être de classe V-1 ou en cas de volume ou masse restreint, être monté sur du matériaux de classe V-1

• Le circuit doit être à l'intérieur d'une enceinte coupe-feu (voir chapitre suivant)

Enceinte coupe-feu

Une enceinte coupe-feu est indispensable pour endiguer un feu dans un circuit PS3 en utilisant la méthode 2, ou une enceinte peut également servir à dévier ou endiguer un volume restreint selon la méthode 1.

Dans le cas d'une puissance disponible inférieure à 4000 W, l'enceinte doit être

• fait de matériau non-combustible (p. ex. métal, verre, céramique), ou

• fait de matériau de classe V-1, dans le cas où des distances entre la PIS et l'enceinte sont respectées (13 mm d'une arching PIS, 5 mm d'une resistive PIS), ou

• fait de matériau V-0

Dans le cas d'une puissance disponible supérieure à 4000 W, l'enceinte doit être

• fait de matériau non-combustible (p. ex. métal, verre, céramique), ou

• fait de matériau de classe 5VA ou 5VB

Les composants qui remplissent une ouverture dans un enceinte coupe-feu doivent

• être fait de matériau de classe V-1 ou

• remplir les exigences d'inflammabilité de la norme IEC du composant

Les enceintes coupe-feu doivent également répondre à des exigences de résistance mécanique et d'ouvertures maximales.

Conclusion

Lors de la conception d'un appareil électrique et électronique des domaines de l'audio, de la vidéo, des technologies de l'information et de la communication ou d'un appareil de bureau, il est indispensable de prendre en compte les exigences particulières concernant la protection contre un feu électrique. Plus les exigences seront prises en compte tôt dans le développement, moins les modifications seront couteuses.

Säfeli se tient prêt à vous aider dans l'application des normes dans vos projets et peut être contacté à l'adresse info@safeli.ch