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Indices de protection IP – Guide sur les indices de protection contre la pénétration (IEC 60529 / EN 60529)
- Les essais et la certification des indices de protection IP peuvent constituer un élément essentiel de la conception des boîtiers mécaniques.
- Les indices de protection IP revêtent une importance capitale, car ils indiquent les environnements dans lesquels les boîtiers et les enceintes des produits électriques et électroniques peuvent être utilisés en toute sécurité.
- Après avoir lu ce guide, la prochaine fois que vous verrez un indice de protection IP, vous comprendrez d'un seul coup d'œil les limites d'un produit.
- Comme d'habitude, une fois expliqués, les indices IP sont extrêmement faciles à comprendre, mais respecter ces signaux d'avertissement est une autre histoire.
Tout ingénieur en conception mécanique chargé de concevoir des boîtiers DOIT avoir une solide maîtrise des indices de protection IP. IP signifie “ Ingress Protection ” (protection contre la pénétration) et désigne un marquage standard de protection destiné aux boîtiers et enceintes des produits électriques et électroniques. Il permet de les classer en fonction de leur degré de protection contre les corps solides et les liquides. Les indices de protection IP standard ont été initialement élaborés par la Commission électrotechnique internationale (CEI) et sont définis dans la norme CEI 60529, tandis que la norme européenne équivalente est la norme EN 60529. En termes simples, l’indice de protection IP indique le niveau d’étanchéité à la poussière et à l’eau atteint par la conception d’un boîtier ou d’un coffret, afin que les utilisateurs d’un produit soient informés des limites d’un appareil ou d’un composant, ainsi que de son champ d’application et de ses conditions d’utilisation prévues.
Comprendre les indices de protection IP
L'indice IP se compose de deux chiffres : le premier indique le niveau de protection contre la pénétration de particules solides, et le second, celui contre la pénétration de liquides. Ces chiffres vont respectivement de zéro à six et de zéro à neuf, ce qui correspond à neuf niveaux de protection différents, allant de « aucune protection » à « protection maximale » ; ainsi, plus le chiffre est élevé, meilleure est la protection.
Le 1er chiffre : les solides
0 | n'offre aucune protection contre tout contact avec d'autres objets – aucun test n'est requis |  |
1 | Protégé contre les objets de plus de 50 mm (par exemple, une main) |  |
2 | Protection contre les objets de plus de 12,5 mm (par exemple, les doigts) |  |
3 | Cela concerne les objets de plus de 2,5 mm, par exemple les outils et les fils métalliques |  |
4 | Si vous recherchez un boîtier capable de protéger contre les fils électriques, les vis, les tournevis et la plupart des insectes, optez pour un indice de protection dont le premier chiffre est « 4 » : c'est le choix le plus sûr. |  |
5 | Assure une protection adéquate contre les particules de poussière dans des conditions normales de pression atmosphérique, et une protection totale contre la poussière, même dans des conditions de pression sous vide, respectivement |  |
6 | Généralement privilégié pour les produits qui ne sont en aucun cas destinés à être ouverts à des fins d'entretien, de maintenance ou de nettoyage |  |
Le deuxième chiffre : les liquides
Il est beaucoup plus difficile d'empêcher les liquides de pénétrer dans un boîtier ou une enceinte ; c'est pourquoi il existe onze catégories de classification, allant de zéro (aucune protection) à “ 9k ” (protection maximale). Ces chiffres apparaissent en deuxième position dans l'indice IP et sont définis comme suit :
0 | Pas de protection – aucun test requis |  |
1 | Protection contre les projections d'eau grâce à un boîtier à orientation unique |  |
2 | Protection contre les projections d'eau grâce au boîtier, dans 4 orientations différentes |  |
3 | Protection contre les projections d'eau |  |
4 | Protection contre les projections d'eau |  |
5 | Protection contre les jets d'eau |  |
6 / 6 000 | Protection contre les jets d'eau particulièrement puissants |  |
7 | Protection contre l'eau en cas d'immersion à une profondeur d'un mètre |  |
8 | Protection contre l'eau jusqu'à une profondeur de 3 mètres |  |
9K | Résistant aux projections à haute pression et à haute température à courte distance. |
Combiner ces deux chiffres pour obtenir un indice de protection IP complet
Par exemple, lorsqu’un appareil est classé IP 54, cela signifie que son boîtier est correctement protégé contre la poussière et les projections d’eau. Un autre exemple pourrait être l'indice IP 68, qui signifie que le boîtier offre une protection optimale contre la poussière et peut être immergé en toute sécurité dans l'eau jusqu'à une profondeur maximale de trois mètres sans risque de court-circuit dû à la pénétration de liquide.
Gardez à l’esprit que ces deux chiffres sont indépendants l’un de l’autre, mais qu’ils sont néanmoins liés d’un point de vue logique : en effet, il est impossible d’avoir un indice tel que “ IP 47 ”, qui signifierait que le boîtier est adapté à une immersion dans un liquide à une profondeur d’un mètre, mais qu’il n’offre aucune protection contre les particules solides de moins de 2,5 mm. Cela signifierait que cet indice IP particulier est une fausse déclaration.
Essais et certification des indices de protection IP
Pour qu’un produit puisse être commercialisé officiellement avec un indice de protection IP, il doit être testé par des laboratoires certifiés qui effectuent les essais conformément à la norme CEI 60529. Le test d'étanchéité du boîtier contre les corps solides s'effectue à l'aide de sphères de diamètres spécifiques (50, 12,5 et 2,5 mm) et consiste à vérifier si ces sphères peuvent atteindre les parties critiques de l'appareil électrique ou électronique. Pour les essais de résistance à la poussière, si un appareil obtient la classification “ 5 ”, les chercheurs procèdent à la mise sous vide du boîtier pendant huit heures afin de déterminer s’il est totalement étanche à la poussière ou non.
Les essais d’étanchéité sont réalisés en définissant des volumes d’eau, des débits de chute d’eau, une pression d’eau et une durée d’essai spécifiques. Par exemple, l’essai de projection d’eau pour la classe “ 3 ” est réalisé pendant 10 minutes, au cours desquelles de l’eau, à une pression comprise entre 50 et 150 kPa, est projetée à partir d’une buse à un débit de 0,07 litre/minute par orifice. L'essai d'immersion de niveau “ 7 ” impose que l'échantillon soit immergé à une profondeur d'un mètre pendant 30 minutes. Enfin, l’essai ultime de niveau “ 9K ” doit être réalisé en projetant de l’eau à 80 °C sur tous les angles du boîtier à une pression comprise entre 80 et 100 bars, à une distance maximale de 15 cm.
Qu'est-ce que la protection IP69K ?
L'indice de protection IP69K assure une protection contre la pénétration de poussière et contre les jets d'eau à haute température et haute pression, ce qui rend les produits dotés de cette certification idéaux pour une utilisation dans des conditions où les équipements doivent être soigneusement désinfectés.
Dans des secteurs tels que l'agroalimentaire, où l'hygiène et la propreté sont primordiales, les équipements doivent être capables de résister à des procédures de nettoyage rigoureuses, à haute pression et à haute température.
Dans de nombreux secteurs d'activité où la poussière et la saleté peuvent poser problème, il est important de veiller à ce que la poussière ne puisse pas pénétrer dans le boîtier d'un produit et entraîner sa défaillance.
L'indice IP69K correspond au niveau de protection le plus élevé qui soit.
Quels sont les avantages de la norme IP69K ?
Dans les environnements nécessitant des lavages intensifs, comme dans l'industrie agroalimentaire, la combinaison de l'eau, des produits chimiques, des pressions élevées et des températures élevées peut s'avérer fatale pour les circuits électroniques et les instruments de mesure. L'indice de protection IP69K garantit pleinement que l'équipement ayant subi ces tests est à la fois durable et résistant, et qu'il est conforme à l'indice de protection le plus élevé de l'échelle.
Comment un produit obtient-il l'indice de protection IP69K ?
Les produits classés IP69K sont soumis à une série de tests rigoureux visant à garantir qu'ils offrent une protection contre la pénétration d'eau à haute pression et à haute température, ainsi que contre la poussière.
Comment se déroule l'essai d'étanchéité à l'eau ?
Les essais d'infiltration d'eau sont réalisés en plaçant le produit sur un plateau tournant tournant à une vitesse de 5 ± 1 tours par minute. Le produit est ensuite aspergé à bout portant à un débit d'environ 4 gallons/16 litres par minute, avec une pression d'eau comprise entre 1 160 et 1 450 psi, à une température de 176 °F/80 °C.
La buse à partir de laquelle l'eau est pulvérisée est maintenue à une distance comprise entre 4 et 6 pouces du produit, sous différents angles. À l'issue de cette procédure de test rigoureuse, le produit est considéré comme ayant obtenu la certification s'il résiste totalement à toute infiltration d'eau.
Conditions d'essai IP69K pour le lavage à haute pression et à haute température
- Pression : 80 à 120 bars
- Distance : 10 à 15 cm
- Température : 80 °C ± 5 °C (176 °F ± 41 °F)
- Débit : 14 – 16 l/min
- Durée : 30 secondes par position
Qu'est-ce que l'indice de résistance aux chocs IK ?
Niveaux de protection assurés par les boîtiers des équipements électriques contre les chocs mécaniques externes, conformément aux normes CEI 62262:2002 et CEI 60068-2-75:1997.
Cette classification peut être déterminante dans le choix d'un produit. Elle n'évalue pas la durée de vie mécanique, mais la capacité d'un produit à résister aux agressions environnementales. Il s'agit donc d'une caractéristique essentielle pour tout produit destiné au marché grand public.
La résistance aux chocs IK est évaluée au moyen d'un essai spécifique réalisé à l'aide d'un appareil d'essai de choc à “ pendule de Charpy ”.
Cet appareil mesure la résistance d'un produit soumis à trois chocs identiques successifs.
L'énergie d'impact (en joules) dépend de deux facteurs :
- La distance entre le marteau et l'échantillon testé
- Le poids du marteau
En fonction du niveau de résistance mesuré lors de l'essai, un code IK est attribué au produit. Ce code, qui va de IK0 à IK10, détermine le niveau d'énergie que le produit est capable d'absorber.
Tableau de correspondances
IK00 | Non protégé |
IK01 | Protection contre un choc de 0,14 joule. Cela correspond à l'impact d'un corps de 0,25 kg lâché d'une hauteur de 56 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK02 | Protection contre un choc de 0,2 joule. Cela correspond à l'impact d'un corps de 0,25 kg lâché d'une hauteur de 80 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK03 | Protection contre un choc de 0,35 joules. Cela équivaut à l'impact d'une masse de 0,25 kg lâchée d'une hauteur de 140 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK04 | Protection contre les chocs de 0,5 joule. Cela correspond à l'impact d'un corps de 0,25 kg lâché d'une hauteur de 200 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK05 | Protection contre un choc de 0,7 joule. Cela correspond à l'impact d'un objet de 0,25 kg lâché d'une hauteur de 280 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK06 | Protection contre un choc de 1 joule. Cela équivaut à l'impact d'un objet de 0,25 kg lâché d'une hauteur de 400 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK07 | Protection contre un choc de 2 joules. Cela équivaut à l'impact d'un objet de 0,5 kg lâché d'une hauteur de 400 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK08 | Protection contre un choc de 5 joules. Cela correspond à l'impact d'un objet de 1,7 kg lâché d'une hauteur de 300 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK09 | Protection contre un choc de 10 joules. Cela correspond à l'impact d'une masse de 5 kg lâchée d'une hauteur de 200 mm au-dessus de la surface d'impact. |
IK10 | Protection contre un choc de 20 joules. Cela correspond à l'impact d'un corps de 5 kg lâché d'une hauteur de 400 mm au-dessus de la surface d'impact. |
Le laboratoire d'essais intégré de Langir réalise des essais de résistance aux chocs IK conformément aux spécifications de la norme EN 62262.