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Qu’est-ce qu’un sol ESD ?

Dans certaines zones sensibles de l'industrie, telles que les lignes d'assemblage pharma/chimie électronique, la production de semi-conducteurs, ou dans les établissements de santé, les phénomènes de décharge électrostatique doivent être contrôlés pour éviter les risques d'explosion ou les risques d'endommagement des appareils électroniques. Dans de tels cas, les revêtements de sol jouent un rôle essentiel dans le contrôle des décharges électrostatiques. Quelques explications sur les sols ESD.

Expertise

C’est quoi l’ESD ?

Avant de définir le rôle d’un sol ESD antistatique, il convient d’expliquer ce qu’est un phénomène ESD (décharge électro statique). Le phénomène ESD (Electrostatic Discharge) se réfère à la décharge électrostatique qui se produit lorsque des charges électriques s’accumulent sur la surface d’un matériau isolé. Une décharge se produit lorsque ces charges trouvent un accès à la terre ou à un autre élément déséquilibré. Il s'agit typiquement de la décharge électrostatique ressentie lorsqu’on vient de marcher sur une moquette et qu’on saisit une poignée de porte.

Très souvent, l’explication de ce phénomène est vue sous l’angle de la décharge, mais pas de décharge sans charge. L’observation des phénomènes de charges (mesurés en Volts) est aussi importante que la mesure du phénomène de décharge (mesuré ici par la résistance en Ohms).

Le rôle d’un revêtement de sol ESD

Dans certains environnements industriels, comme en milieu hospitalier, on recherche à contrôler les risques liés aux décharges électrostatiques pour protéger les personnes et/ou les biens. Dans ce cas, le sol est un élément important du système ESD.

Différences entre un sol ESD et un sol antistatique

Le sol antistatique

Un sol antistatique a pour seul fonction de limiter l’accumulation des charges et ce afin de limiter la puissance des décharges. Suivant les normes Françaises il n’est pas demandé au sol de conduire la décharge vers la terre (et donc de connecter le sol à la terre par le biais d’un feuillard de cuivre). Ici est mesuré seulement le potentiel de charge en Volts qui doit être inférieur à 2000 Volts suivants l’EN1815. Les sols PVC sont tous par nature considéré comme antistatiques car le PVC limite naturellement l’accumulation de charges.

Usages : confort des utilisateurs, limiter l’accumulation de poussières sur le sol.

Le sol ESD

Un sol ESD Lui combine la fonction de limiter l’accumulation des charges et de conduire les décharges vers la terre. Logiquement un sol ESD doit obligatoirement être relié à la terre pour remplir sa fonction (très souvent par le biais d’un feuillard de cuivre). On mesure donc ici non seulement le potentiel de charge en Volts (qui doit être inférieur à 100 Volts ou 2000 volts suivant la norme de contrôle choisie) mais également la résistance du système en Ohms (système sol-terre et/ou homme-sol-terre qui doit être inférieure à 10^9 Ohms quelque soit la norme de contrôle choisie). Dans ce cas le choix du type sol ESD et de la bonne norme de contrôle est critique en fonction du risque contre lequel on souhaite se prémunir.

Usages : prévenir des risques d’incendie/explosion (principalement poudres, liquides inflammables et/ou à risque), protéger les productions (cartes électroniques, semi-conducteurs, composant sensibles, machines…etc.), confort des opérateurs, limiter l’accumulation de poussières.

Quels sont les risques liés aux phénomènes ESD ?

On distingue deux familles de risques : ceux liés à la protection des personnes et ceux liés à la protection des productions. 

Pour la protection des personnes, on cherche à contrôler et éviter les décharges électrostatiques pour éviter les feux, explosions en environnement ATEX dans des conditions de production présentant des risques liés aux vapeurs, gaz, poudre ou liquide inflammable.

En milieu hospitalier, on cherche à contrôler ce phénomène ESD pour éviter de potentiellement endommager les matériels (IRM, scanner…etc.), se protéger d’éventuels risques d’explosion liés aux gaz anesthésiants (de moins en moins le cas de nos jours), et éviter l’accumulation de poussières pour garantir une hygiène maximale. 

En ce qui concerne les productions, alors qu'un être humain ressent les décharges électrostatiques à partir de 3000 Volts, certains appareils électroniques (carte imprimées, semi-conducteurs…etc.) peuvent être impactés par des puissances inférieures à 100 Volts. Cela peut avoir comme un impact direct sur la non-qualité sur ligne de production, mais également créer des faiblesses et des défauts latents qui vont impacter la performance du produit, voire limiter considérablement sa durée de vie. A titre d’exemple, on ne peut pas se permettre d’envoyer un satellite dans l’espace avec une carte électronique potentiellement défectueuse.

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Comment mesurer la performance des sols ESD ?  

Avant d’évoquer le sujet des sols, le contrôle des phénomènes ESD dans un environnement doit s’inscrire dans un plan global de contrôle qui prend en compte : la connexion à la terre de tous les équipements (plans de travail, outils, chaises à roulettes…), la connexion des personnels à la terre (EPI, chaussures ESD, bracelets ESD, gants…), l'ionisation des postes de travail, la formation des personnels, et des audits réguliers.

Rappelons qu’un sol ESD n’a son utilité que dans le cas où les opérateurs utilisent des chaussures ESD (système homme, chaussures ESD et sol) ou autres systèmes permettant la connexion des personnels à la terre via le sol. C’est le dernier rempart et vecteur permettant d’éliminer et conduire les charges vers la terre dans un système ESD.

On mesure 2 facteurs au regard des normes ESD :

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L’accumulation de charge ou potentiel de charge

Autrement dit, la capacité du sol à plus ou moins charger l’opérateur évoluant sur zone. Ce facteur est mesuré en Volts. Suivant la norme utilisée, pour qu’un sol soit ESD, le potentiel de charge ne doit pas excéder 2000 Volts ou 100 Volts.

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La résistance

C’est la capacité du sol à conduire la charge vers la terre plus ou moins rapidement. Ce facteur est mesuré en Ohms. Pour qu’un sol soit considéré ESD, la résistance de celui-ci ne doit pas excéder 10^9 Ohms. Aussi, pour des raisons de sécurité des opérateurs, la résistance et ne doit pas être en deçà de 5x10^4 Ohms (pour les installations électriques en 210-220V) ou 2,5x10^4 Ohms (pour les installations électriques en 110V).

Pour mesurer une performance, il faut évidemment un référentiel normatif et des procédures de test cadrées. Une entreprise voulant mettre en place des zones EPA (Electrostatic discharge Protected Area) devra avant tout choisir et définir la norme la plus adaptée à son environnement.  Il existe à ce jour de nombreux standards liés soit à des applicatifs et/ou à des zones géographiques : EN14041, IEC 61340, ANSI ESD S20.20…etc.

Les experts Gerflor sont là pour vous aider à choisir la bonne solution de sol en fonction de la réglementation adoptée dans votre organisation.

Les sols ESD et antistatiques : faire le bon choix

Comme évoqué précédemment, le choix de la solution de sol se fera dans un premier lieu en fonction de la norme ESD sélectionnée et adaptée à votre organisation.

Le choix du sol devra également être guidé par son usage et les conditions d’installation.

Etat du support et installation

Dans le cas d’un projet de nouveau bâtiment ou de rénovation d’une zone existante, il faudra prendre en compte la qualité du support et la facilité de pose. Ce pour se garantir d’un choix de sol répondant aux besoins à court et moyen terme, mais aussi d’un temps d’installation n’impactant pas la productivité dans le cas de pose en milieu occupé. Par exemple, dans le cas d’une rénovation, la pose d'une résine ESD nécessitera l’arrêt de la production sur le temps de l’installation alors que l'installation de dalles ESD type GTI permettra une pose en coactivité et aura un impact très faible sur la productivité.

Conditions de trafic 

Suivant la fréquence, le type de trafic (piéton et/ou mécanique), et les charges, il faudra choisir le sol adéquat. Par exemple pour un trafic piéton, l'usage de transpalette électriques manuels, un sol PVC ESD 2mm homogène sera adapté. Dans le cas de contraintes plus fortes, la solution dalles GTI EL5 sera privilégiée.

Résistance aux process de nettoyage et décontamination

Au quotidien, les sols doivent résister aux agressions liées  produits d’entretiens, ou aux produits chimiques. Gerflor a développé depuis de nombreuses années des traitements de surface brevetés et innovants qui répondent au contraintes des industriels, tant sur les solutions dalles que rouleaux.

Maintenance

Il est important de considérer la vie du sol la tenue du sol tout au long de sa durée de vie et d’utilisation. Les solutions en vinyle permettent de faire des réparations rapides (soudure à chaud pour des petites réparation type coupure ou impact) ou de remplacer facilement des zones à rénover, sans interruption de la production, au contraire des résines epoxy ou polyuréthane.

ESD et salle propre

Dans des environnements contrôlés, (salles blanches, salles propres), le sol devra également répondre à des exigences supplémentaires comme : le contrôle du relargage particulaire suivant l’ISO14644-1, le contrôle de la biocontamination, la facilité de décontamination, le contrôle du dégazage… Gerflor, propose dans ses gammes de sols pour salles blanches, tant en dalles que rouleaux, des produits certifiés par des laboratoires indépendants (Fraunhofer institute par exemple) garantissant leur utilisation en salle blanche.

Les gammes de sols ESD GERFLOR à découvrir ici

En savoir plus sur Gerflor

Depuis plus de 80 ans, le Groupe GERFLOR conçoit, fabrique et commercialise des solutions innovantes, décoratives et éco-responsables de sols souples, de linoleum, de revêtements muraux et d’accessibilité, de sols de sécurité, de sols anti-statiques de la pose à la finition pour les professionnels et les particuliers.

Une offre produits répondant aux besoins spécifiques de chaque application marchés :  bâtiments tertiaires, éducatifs, hospitaliers, sportifs (gymnase et surface de jeux extérieurs) ou encore résidentiels. Pour toujours plus d’inspiration, de bien-être, de sécurité, de performance et de retour sur investissement.

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