Fluides de transformateur de classe K : classes O, K, L et K1–K3 selon l’IEC 61039
La « classe K » est la notion qui se cache derrière la plupart des allègements d’exigences incendie pour les transformateurs immergés. Ce que dit la classification, comment elle est mesurée et ce qu’elle signifie pour la charge calorifique.
Mis à jour le 12 novembre 2026 · Publié par IsoTec
La classification
L’IEC 61039 classe les liquides isolants selon deux propriétés. La lettre décrit le point de feu ; le chiffre, le pouvoir calorifique inférieur – l’énergie libérée lorsque le liquide brûle.
| Lettre | Point de feu | Chiffre | Pouvoir calorifique inférieur |
|---|---|---|---|
| O | ≤ 300 °C | 1 | ≥ 42 MJ/kg |
| K | > 300 °C | 2 | < 42 MJ/kg |
| L | Pas de point de feu mesurable | 3 | < 32 MJ/kg |
Un chiffre plus élevé signifie moins d’énergie disponible pour entretenir un incendie. Le point de feu est la température la plus basse à laquelle le liquide continue de brûler pendant au moins 5 secondes après l’inflammation.
Liquides typiques pour transformateurs
| Liquide | Point d’éclair | Point de feu | Pouvoir calorifique inférieur | Classe |
|---|---|---|---|---|
| Huile minérale | environ 150 °C | environ 170 °C | 46,0 MJ/kg | O1 |
| Ester naturel | environ 316 °C | environ 360 °C | 37,5 MJ/kg | K2 |
| Ester synthétique | environ 260 °C | environ 316 °C | 31,6 MJ/kg | K3 |
Valeurs typiques issues de données publiées ; chaque produit est différent. Les hydrocarbures de haut poids moléculaire peuvent aussi dépasser 300 °C de point de feu ; en tant qu’hydrocarbures, ils ont un pouvoir calorifique élevé. Utilisez toujours les valeurs du fluide concerné.
Charge calorifique : exemple de calcul
La charge calorifique du liquide est sa masse multipliée par son pouvoir calorifique inférieur. Pour 1 000 litres, avec des masses volumiques typiques :
| Liquide | Masse volumique typique | Masse | Charge calorifique |
|---|---|---|---|
| Huile minérale | 0,88 kg/l | 880 kg | environ 40,5 GJ |
| Ester naturel | 0,92 kg/l | 920 kg | environ 34,5 GJ |
| Ester synthétique | 0,97 kg/l | 970 kg | environ 30,7 GJ |
La charge calorifique d’un ester est inférieure d’environ 15–25 % à celle de l’huile minérale – une différence réelle mais modérée. L’avantage décisif est que les esters sont beaucoup plus difficiles à enflammer et n’entretiennent pas facilement un feu de nappe. L’isolation solide, comme la cellulose, s’ajoute toujours à la charge calorifique.
Énergie nécessaire pour atteindre le point de feu
Porter 1 000 litres d’une température de service de 80 °C à leur point de feu exige, sans pertes thermiques, environ 147 MJ pour l’huile minérale, environ 430 MJ pour l’ester synthétique et environ 476 MJ pour l’ester naturel. Un ester a donc besoin d’environ trois fois plus de chaleur avant qu’un feu de nappe puisse s’entretenir.
Ce que montrent les essais publiés
- Flamme sur la surface du liquide : sous un chalumeau oxyacétylénique, des éclairs sont apparus à la surface de l’huile minérale au bout d’environ 3 minutes et elle brûlait au bout d’environ 4 minutes ; un ester synthétique ne s’était pas enflammé après 70 minutes.
- Pulvérisation à 2 bar : un brouillard d’huile minérale a continué de brûler jusqu’à 49 secondes après le retrait de la flamme ; un brouillard d’ester synthétique s’est éteint en 7 secondes au plus.
- Transformateur exposé au feu : un transformateur de distribution contenant 365 kg d’ester synthétique a été exposé pendant environ 70 minutes à des bûchers de bois en feu. Les températures internes ont atteint environ 204 °C, la cuve n’a pas fui et le transformateur fonctionnait encore ensuite.
Source : IChemE Hazards 31 (2021). Les essais montrent le comportement de fluides donnés dans des conditions données ; ils ne remplacent pas une évaluation des risques.
Méthodes d’essai
| Propriété | Méthode | Remarque |
|---|---|---|
| Point d’éclair et point de feu | ISO 2592 / ASTM D92 (vase ouvert Cleveland) | Base de la lettre IEC 61039 et de la FM Approvals Class 6933 |
| Point d’éclair en vase clos | ISO 2719 / ASTM D93 (Pensky-Martens) | Donne des valeurs plus basses – ne pas comparer avec le vase ouvert |
| Pouvoir calorifique inférieur | Bombe calorimétrique (valeur inférieure calculée à partir de la valeur supérieure) | Base du chiffre IEC 61039 |
| Température d’auto-inflammation | ASTM E659 / DIN 51794 | Ne fait pas partie de la classification, utile pour les surfaces chaudes |
Certifications et listings
- FM Approvals Class 6933 certifie des fluides dont le point de feu atteint au moins 300 °C (moyenne de trois essais ASTM D92), avec surveillance de la production. La toxicité n’est pas évaluée.
- FM Approvals Class 3990 certifie des transformateurs complets utilisant un tel fluide, avec en plus résistance de la cuve, décompression et protection contre les défauts.
- NEC 450.23 exige aux États-Unis un liquide moins inflammable listé dont le point de feu atteint au moins 300 °C.
- Les spécifications produit comme l’IEC 61099 (esters synthétiques) et l’IEC 62770 (esters naturels) définissent les propriétés des fluides neufs.
Le mélange modifie la classe
L’huile minérale a un point de feu bien plus bas. Même un faible résidu – après un retrofilling ou un appoint avec le mauvais fluide – abaisse le point de feu du mélange. FM Approvals indique qu’une contamination par des fluides non certifiés annule la certification du lot concerné. Après un retrofilling, le point de feu doit être mesuré et le transformateur marqué avec le liquide qu’il contient. Pour aller plus loin : risques résiduels.
Les fluides de classe K d’IsoTec
IsoTec SE 300 est un ester synthétique dont le point de feu est de 316 °C (ISO 2592), classe K3. IsoTec NE 350 est un ester naturel dont le point de feu dépasse 350 °C, classe K2. Contexte : ester synthétique pour transformateurs et ester naturel pour transformateurs.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre K2 et K3 ?
Les deux ont un point de feu supérieur à 300 °C. Le chiffre décrit le pouvoir calorifique inférieur : K2 moins de 42 MJ/kg (typique des esters naturels), K3 moins de 32 MJ/kg (typique des esters synthétiques).
Classe K et « moins inflammable », est-ce la même chose ?
En pratique, le critère est le même – un point de feu supérieur à 300 °C. « Moins inflammable » est le terme de FM Global et du NEC, qui exigent en plus une certification ou un listing.
Pourquoi le point d’éclair est-il plus bas que le point de feu ?
Au point d’éclair, les vapeurs ne s’enflamment que brièvement. Le point de feu est la température plus élevée à laquelle il y a assez de vapeur pour que le liquide continue de brûler.
Un ester n’a-t-il pas de charge calorifique ?
Si. Un ester brûle une fois son point de feu atteint. Sa charge calorifique n’est inférieure que d’environ 15–25 % à celle de l’huile minérale ; le principal avantage est une résistance bien plus grande à l’inflammation.
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