Commande bimanuelle pour la protection des machines

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Une commande bimanuelle installée de manière adéquate sur une machine en fonctionnement maintiendra les mains de l’opérateur à l’écart des zones dangereuses. Ces zones dangereuses comportent des dangers tels que des points d’écrasement.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Le principe de base du fonctionnement est simple : L’opérateur doit appuyer ou maintenir simultanément deux dispositifs pour démarrer la machine. S’ils lâchent prise, la machine s’arrête immédiatement.

Ce type de contrôle permet à la machine de « savoir » que les mains de l’opérateur sont éloignées de tout danger en mouvement.

Cependant, des conditions très spécifiques doivent être remplies. L’installation incorrecte d’une commande bimanuelle ne réduira pas les risques et n’augmentera pas la sécurité de l’opérateur.

Applications des commandes bimanuelles dans les machines

Les contrôles bimanuels sont utilisés sur les machines pour lesquelles il est impossible de mettre en place des protections physiques. Il s’agit notamment de presses mécaniques, de presses plieuses, de poinçonneuses et de bancs d’essai automatisés.

Lorsque vous envisagez d’installer des commandes bimanuelles sur une machine, il est très important de prendre en compte d’autres risques, tels que les éjections. Les commandes bimanuelles n’empêchent pas les objets d’être éjectés d’une machine et de heurter l’opérateur. Dans de tels cas, les mesures de protection physique sont cruciales.

Composants de la commande bimanuelle

Un système de commande bimanuelle comporte deux éléments principaux :

1. Le(s) dispositif(s) de commande bimanuelle: Il s’agit généralement de boutons-poussoirs, mais il peut également s’agir de capteurs manuels spéciaux ne nécessitant aucune force d’activation. Il doit y en avoir deux, un pour chaque main. Certains fabricants proposent une unité préfabriquée avec deux boutons, un boîtier pour les séparer et un bouton d’arrêt d’urgence ou d’autres commandes.
2. Le module de commande de sécurité est une pièce de matériel électrique spécialisée, conçue spécifiquement pour les opérations bimanuelles. Il comprend une minuterie intégrée et un circuit de sécurité pour détecter les défauts. Ce module de commande de sécurité est souvent vendu comme un type spécifique de relais de sécurité, tel que le relais de commande de sécurité bimanuel.

Note : Bien qu’un dispositif de commande bimanuelle puisse être un capteur, un dispositif sensible à la pression, un bouton, etc. Par comparaison, j’utiliserai le terme « relais de sécurité » pour désigner le module de commande de sécurité bimanuelle.

Le relais de contrôle de sécurité

Exemple de relais de contrôle de sécurité bimanuel. Chacun des deux boutons est relié à ce relais de sécurité, ce qui permet d’appuyer simultanément sur les boutons. En outre, le relais de sécurité vérifie et contrôle qu’il n’y a pas de défauts ou de problèmes dans le système de commande bimanuelle.

Pour plus d’informations, cliquez ici.

J’ai vu de nombreuses machines dotées de deux boutons, mais sans contrôleur. Cela peut être dû au fait que l’installateur ne savait pas comment installer correctement une station bimanuelle, ou cela peut avoir été fait intentionnellement pour économiser de l’argent. Ce dernier point est problématique, car le fait de faire l’impasse sur la sécurité finit par coûter beaucoup plus cher à long terme. Je reviendrai sur les spécificités de l’installation de ces composants plus loin dans ce billet.

Les deux mains doivent être utilisées

La caractéristique la plus importante des commandes bimanuelles est que les deux mains doivent être utilisées simultanément pour démarrer la machine. Contrairement à un simple bouton ou interrupteur de démarrage, qui peut être activé avec un doigt, une commande bimanuelle comporte deux boutons placés à une certaine distance l’un de l’autre.

Cela semble assez simple, mais cela signifie également que vous ne devez pas placer les boutons si près l’un de l’autre que vous puissiez les appuyer tous les deux d’une seule main.

En d’autres termes, je peux théoriquement appuyer sur deux boutons d’une seule main s’ils sont espacés de 8 pouces ou moins. Je l’ai testé avec une règle en bois et j’ai pris une photo.

Remarquez que la distance entre mon pouce et mon petit doigt est suffisante pour couvrir simultanément 8 pouces d’une seule main.

D’accord, très bien, mais il faut les espacer davantage pour éviter que quelqu’un n’utilise qu’une seule main. Supposons que je les place à une distance de 15 cm ; cela empêchera quelqu’un d’utiliser une seule main pour appuyer sur les deux boutons, n’est-ce pas ?

Au contraire, ce n’est pas le cas, car il suffit d’utiliser son bras !

Et si vous pensez que c’est un peu ridicule, considérez ceci :

Un ouvrier est chargé de tester rapidement la compression d’une petite pièce d’essai. La pièce a une forme bizarre et ne reste pas sur le banc d’essai. L’ouvrier peut construire un gabarit ou un support pour placer correctement l’éprouvette.

Cependant, la nature humaine veut que le travailleur, pressé par le temps, essaie de tenir la pièce à la place. Ils utilisent une main pour stabiliser la pièce et appuient sur la commande bimanuelle avec leur bras-coude sur un bouton et leur doigt pointeur sur l’autre.

Cela vous semble-t-il improbable ? Peut-être. Mais des choses plus bizarres ont déjà été tentées, avec des accidents à la clé, tout cela au nom de la réduction des coûts et du gain de temps.

C’est pourquoi nous avons des normes spécifiques. Il s’agit en fait d’un accident réel au cours duquel le travailleur a eu un doigt écrasé dans la machine. Bien que la machine soit équipée d’une « commande bimanuelle », celle-ci a été mal installée, ce qui n’a pas empêché le travailleur de se blesser.

Montage des deux boutons

Si les boutons sont suffisamment éloignés les uns des autres, l’opérateur ne pourra pas utiliser son bras ou sa main pour faire fonctionner la machine. Nous ne voulons pas trop les espacer, mais quelle doit être leur distance ?

Les boutons doivent être aussi éloignés que possible les uns des autres. En fait, il faut les espacer d’au moins 25 cm et veiller à ce qu’ils soient encastrés (vous devez les enfoncer avec un doigt au lieu de la paume).

Je ne recommande pas d’installer des boutons en ligne et ouverts car il est tout aussi facile pour quelqu’un d’appuyer simultanément sur les deux boutons à l’aide d’une planche en bois, par exemple.

Une meilleure option consiste à utiliser un boîtier spécial pour les boutons qui les cache, comme celui-ci de Schmersal. Les boutons peuvent être plus proches s’ils sont protégés contre une utilisation involontaire par la conception, la construction et la séparation des boutons [29 CFR 1910.217(b)(7)(v)(a)].

Les caches au-dessus des boutons empêchent l’activation du coude, et les boutons eux-mêmes n’ont pas besoin d’être encastrés ; ils peuvent être plus larges, de type palmaire, pour un contrôle plus ergonomique.

La règle de la ½ seconde

Ne remplacez pas un seul bouton de démarrage par deux boutons connectés en série.

Cela peut paraître un peu technique pour certains, mais il est important de le savoir.

Nous ne voulons pas nous retrouver dans une situation où deux boutons sont installés en série pour donner l’impression qu’il s’agit d’un dispositif de sécurité bimanuel (spoiler : ce n’est pas le cas !).

Je veux dire connecter la sortie d’un bouton à l’entrée du^deuxième bouton. Il faut appuyer sur les deux boutons en même temps pour obtenir une sortie du deuxième bouton. Cependant, quelqu’un pourrait fixer un bouton à l’aide d’un ruban adhésif et le contourner de manière semi-permanente sans relais de sécurité.

Découvrez-le par vous-même

J’ai vu de nombreuses machines dotées de deux boutons, mais sans relais de sécurité.

Voici un test simple pour vérifier si un relais de sécurité bimanuel approprié est présent et utilisé.

Étape 1 : Appuyez sur l’une des commandes/boutons à deux mains et maintenez-la enfoncée.
Étape 2 : Attendez 5 secondes
Étape 3 : Appuyez sur la^deuxième commande bimanuelle ou sur le bouton.

Si la machine démarre, c’est qu’elle est mal conçue et qu’elle n’est probablement pas équipée d’un relais de sécurité bimanuel.

Comment cela se fait-il ?

Les boutons doivent être pressés à moins de 0,5 seconde l’un de l’autre.

Une commande bimanuelle dépourvue de relais de sécurité spécial permettra à la machine de démarrer de cette manière parce qu’elle n’est pas synchronisée, c’est-à-dire qu’elle ne permet pas d’appuyer sur les deux boutons en même temps. Sans ce dispositif, l’un des boutons pourrait être recouvert de ruban adhésif ou enfoncé à l’aide d’un poids, ce qui annulerait le dispositif de sécurité bimanuel et permettrait de démarrer la machine à l’aide d’un seul bouton.

L’utilisation d’un relais de sécurité à commande bimanuelle oblige l’utilisateur à appuyer simultanément sur les deux boutons à moins d’une demi-seconde d’intervalle, ce qui empêche l’utilisateur de contourner l’un des boutons.

Voici un exemple de ce qu’il ne faut pas faire lors du câblage d’une commande bimanuelle. Dans cet exemple, l’actionnement synchrone n’est pas appliqué.

Au lieu de cela, connectez les boutons à un relais de sécurité bimanuel. Le schéma électrique ressemble à ceci :

Détection des défauts

Un relais de sécurité bimanuel assure non seulement un actionnement synchrone, mais peut également détecter des défauts tels que des courts-circuits.

Regardez le schéma électrique du relais de sécurité bimanuel ci-dessus. Remarquez que chaque bouton n’est pas relié à deux, mais à trois fils distincts. Chaque bouton a deux contacts : un contact normalement ouvert et un contact normalement fermé.

Un seul défaut ou un dysfonctionnement n’entraîne pas la perte de la fonction de sécurité, et chaque défaut est détecté par autosurveillance avant l’actionnement suivant.

Si l’un des contacts se bloque, le relais de sécurité détectera le défaut lors de la prochaine pression sur le bouton, car il « voit » qu’un seul des contacts a changé d’état.

Le relais de sécurité peut détecter des défauts tels que

• Circuits ouverts/courts-circuits
• Défauts de mise à la terre
• Défauts de circuits croisés
• Contacts soudés
• Sous-tension/surtension
• Défauts de câblage
• Etc.

Calculs de la distance de sécurité pour les commandes bimanuelles

Maintenant que nous connaissons la distance entre les boutons, nous devons savoir à quelle distance les placer de la zone dangereuse de la machine.

Le Code des réglementations fédérales de la CNESST 29 CFR 1910.217(c)(3)(vii)(c) stipule que« La distance de sécurité (_Ds) entre chaque dispositif de commande bimanuelle et le point d’opération doit être supérieure à la distance déterminée par la formule suivante : _Ds = 63 pouces/seconde ×_Ts« 

Après avoir relâché la commande bimanuelle, l’opérateur ne doit pas pouvoir atteindre une zone dangereuse active. Nous installerons la commande bimanuelle à une distance calculée de manière adéquate par rapport au danger de la machine.

Consultez le calculateur de distance de sécurité ci-dessous. Maintenez la valeur _Ds à 63 et essayez une autre valeur du paramètre Ts, qui est le temps d’arrêt de la machine (tout a cessé de bouger).

Le calculateur indique la distance minimale de la zone de danger de la machine à laquelle les boutons de commande bimanuelle doivent se trouver. Trois secondes ne semblent pas beaucoup ; en réalité, un temps d’arrêt de la machine de trois secondes signifie que vous devriez éloigner le poste de commande à deux boutons d’environ 16 pieds !

Vous voulez en savoir plus sur le calcul des distances de sécurité ? Cliquez ici pour un article plus approfondi sur le sujet.

Conclusion

Comme vous pouvez le constater, les commandes bimanuelles sont plus complexes qu’il n’y paraît. Un système de commande bimanuelle doit présenter toutes les caractéristiques suivantes :

1. Les deux boutons doivent être actionnés simultanément
2. Les boutons doivent être protégés contre toute utilisation involontaire.
3. Fiabilité du système de contrôle
4. Monté à une distance sûre du danger

Une fois correctement installé, un système de commande bimanuelle devrait permettre d’éviter les blessures évitables de l’opérateur.

Les références

EN ISO 13851, Sécurité des machines – Dispositifs de commande bimanuelle – Principes de conception et de sélection
EN ISO 12100 – Évaluation et réduction des risques
EN 60204-1 Équipement électrique des machines Partie 1 : Exigences générales
EN ISO 13849-1 Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité
EN 13855 (EN 999) Positionnement des équipements de protection en fonction de la vitesse d’approche des parties du corps humain

CNESST 29 CFR 1910.211 – Définitions
CNESST 29 CFR 1910.212 – Exigences générales pour toutes les machines.
CNESST 29 CFR 1910.217, Presses mécaniques à moteur
Commande bimanuelle (révolution partielle uniquement) – 1910.217(c)(3)(viii)

CSA B11.0 Safety of Machinery, General Requirements, and Risk Assessment (Sécurité des machines, exigences générales et évaluation des risques)
CSA B11.19 Critères de performance pour la sauvegarde
NFPA 79 Norme électrique pour les machines industrielles

Remarque : des exigences supplémentaires peuvent être requises pour les presses mécaniques, notamment des dispositions pour deux opérateurs, des dispositifs anti-répétition, etc. Veuillez consulter ce lien : https://www.osha.gov/etools/machine-guarding/presses/two-hand-controls

Sources des normes et règlements

Documents de la CNESST : https://www.osha.gov
American National Standards Institute (CSA) : https://www.ansi.org/
National Fire Protection Association (NFPA) : https://www.nfpa.org
Centre de documentation : https://www.document-center.com/

FAQ