« L’étude de dangers » Notions de base et éléments de réglementation

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1 « L’étude de dangers » Notions de base et éléments de réglementation
A. VALLEE Unité DIAG- Direction des Risques Accidentels Tel : Fax : S. HUBIN Tel : Fax :

2 26/04/2017 Rédiger l’EDD selon le vocabulaire requis et la réglementation en vigueur Introduction

3 26/04/2017 Déroulement : 1. Introduction : Réflexions menées sur la base de l’accidentologie 2. Vocabulaire et notions de base à maîtriser ... Risque /Danger ? Phénomène Accident ? 3. Maîtrise du risque à la source - les objectifs de l’étude de dangers 4. Contenu des EDD et réglementation ... Introduction

4 1.Réflexions menées sur la base de l’accidentologie
26/04/2017 1.Réflexions menées sur la base de l’accidentologie Introduction

5 La survenue d’un accident… qq chose de « prévisible »?
Pistes de réflexion : Méconnaissance des risques Qualité de l’analyse de risques : séquences accidentelles cachées ? Prise en compte du retour d’expérience Traitement des signaux faibles Absence d’une culture sécurité : formation, sensibilisation aux risques, … Contexte économique, politique, pression commerciale … Phases de fonctionnement « à risques » Organisation de la sécurité et gestion des barrières de sécurité Facteur humain ...

6 L’accident de FLIXBOROUGH (01/06/1974)
Société NYPRO spécialisée dans la synthèse du caprolactam, un composant pour la fabrication du Nylon Dans le process, le caprolactam est synthétisé à partir du cyclohexane circulant dans des réacteurs à une température de 155°C NYPRO ne possède que ce site. Elle est donc de taille relativement limitée avec un process particulièrement dangereux NYPRO connaît des problèmes économiques et a le souci aigu de la productivité

7 L’accident de FLIXBOROUGH
1. Une fuite se déclare sur le réacteur 5 (27/03/1974) 1 2 3 2. Décision de by-passer le n°5 et de relier le 4 et 6 par un coude 4 5 6 Aucun calcul concernant la résistance de la canalisation n’a été réalisé Aucun schéma du by-pass n’est réalisé Aucune épreuve du système n’est effectuée

8 L’accident de FLIXBOROUGH
Le 1/06/1974, le coude se détache des soufflets, libérant de larges quantités de cyclohexane Une explosion s ’en suit causant de larges dégâts et tuant 28 personnes dont 18 dans la salle de contrôle Moment de torsion

9 L’accident de BHOPAL La société Union Carbide India Ltd est spécialisée dans la fabrication de pesticides Située dans un environnement urbain dense Suite à la concurrence forte d’une autre entreprise, la fermeture de l’usine est envisagée par la maison mère américaine Maintien de l’activité au prix d’économies drastiques La qualification des opérateurs est abaissée, l’encadrement est réduit, les travaux de maintenance réduits au strict nécessaire

10 L’accident de BHOPAL (03/12/1984)
Pour sa production, Union Carbide manipule des produits très dangereux dont l’isocyanate de méthyle L’isocyanate de méthyle = gaz très toxique par inhalation Effets : œdèmes pulmonaires. Ce gaz peut également se fixer dans l’organisme pour former du cyanure Suite aux réaménagements, plusieurs accidents se produisent causant près de 50 personnes intoxiquées parmi les ouvriers sur une période d’un an

11 L’accident de BHOPAL - Déroulement
1. De l ’eau pénètre dans un réservoir Réaction exothermique avec le CMI 2. La pression monte dans le réservoir Une fuite est détecté autour du réservoir 3. Décision de déclencher le traitement à la soude La pompe est défaillante 4. Décision d ’envoyer le gaz à la torchère Impossible d ’allumer la torchère 5. Ouverture de la soupape rejet du gaz à l’atmosphère Soude

12 L’accident de BHOPAL - Bilan
La fuite a lieu au petit matin du 03/12/1984 A 2 km du site, en 4 minutes, 150 morts, 200 personnes paralysées, 600 personnes perdent conscience, personnes sont sérieusement affectées Au final, près de morts et personnes intoxiquées

13 L’accident de FLORIFFOUX (1993)
Explosion de silos à grains près de Namur (Belgique) 5 morts et plusieurs blessés Contexte : situation économique critique, indétermination des rôles et responsabilités, manque de coordination entre les différents intervenants, pas de connaissance du risque et a fortiori pas de formation, procédures d ’exploitation non adaptées au risque

14 2.Vocabulaire et notions associés aux risques technologiques

15 26/04/2017 Danger / Risque DANGER : propriété intrinsèque à une substance (butane, chlore,…), à un système technique (mise sous pression d'un gaz,...), à une disposition (élévation d'une charge),…, à un organisme (microbes), etc., de nature à entraîner un dommage sur un “ élément vulnérable ”. RISQUE : « Possibilité de survenance d’un dommage résultant d’une exposition aux effets d’un phénomène dangereux. Dans le contexte propre au « risque technologique », le risque est, pour un accident donné, la combinaison de la probabilité d’occurrence d’un événement redouté/final considéré (incident ou accident) et la gravité de ses conséquences sur des éléments vulnérables (Circulaire du 10 mai ,2010) Voir glossaire des risques technologiques: circulaire du SEI en 2007??? 7 octobre 2005 Introduction

16 ENJEUX ou « intérêts à protéger »
DANGER RISQUE « probabilité d’atteinte des cibles avec des conséquences données » Fréquence Intensité Vulnérabilité

17 Sources (ou potentiels) de dangers : thermique-toxique-surpression- projection
Pipe rack Stockage chlorate chlore Stockage de chlore Stockage de liquides inflammables

18 Enjeux (cibles potentielles) : structures-environnement-personnes à l’intérieur (dominos) et à l’extérieur rivière Pomperie incendie canalisations

19 Composantes du risque « Aléa » « Gravité » « Intensité »
26/04/2017 Composantes du risque « Aléa » « Gravité » « Intensité » « Vulnérabilité » « Probabilité » Introduction

20 Gravité des conséquences
26/04/2017 Composantes du risque 2 définitions selon l’utilisation … Risque = G * P (définition pour l’EDD) Risque sur le territoire = A * V (définition pour le PPRT) Intensité des effets des phénomènes dangereux Probabilité d’occurrence (d’un phénomène par an et par site) Vulnérabilité des enjeux Risque Aléa Cinétique Gravité des conséquences Introduction

21 Scénarios / phénomène / barrières
26/04/2017 Scénarios / phénomène / barrières Plusieurs scénarios peuvent conduire au même phénomène dangereux Un phénomène dangereux ERC EI or Scénario = un “chemin” effets phénomène … Accident = ensemble des scénarios menant aux conséquences liées à un phénomène (ex: BLEVE chaud sphère butane pleine à 85%) ERC : événement redouté central EI : événement initiateur barrière de sécurité Introduction

22 Phénomène / Accident Un phénomène (libération d’énergie ou de substance) produit des effets physiques d’une certaine intensité - sans préjuger de la présence d’enjeux - avec une probabilité et une cinétique données Un accident (événement non désiré) entraîne des conséquences / dommages d’une certaine gravité sur les enjeux avec une probabilité donnée

23 Accident Majeur « Un événement tel qu’une émission, un incendie ou une explosion d’importance majeure résultant de développements incontrôlés survenus au cours de l’exploitation, entraînant, pour les intérêts visés au L du code de l’environnement, des conséquences graves, immédiates ou différées et faisant intervenir une ou plusieurs substances ou des préparations dangereuses. » (Arrêté du 10 mai 2000 modifié par l’arrêté ministériel du 29 septembre 2005)  Seuls les accidents entraînant des conséquences à l’extérieur du site sur les intérêts (personnes, biens, environnement …) sont à étudier dans une étude de dangers. Les accidents dont les conséquences sont limitées au seul site sont du ressort de l’Inspection du Travail. Ceci reste un découpage réglementaire, en pratique, il existe encore un vide pour les accidents entraînant un grand nombre de victimes sur le site. En revanche, l’AR de l’entreprise doit couvrir l’ensemble de ces domaines.

24 Intensité des effets Mesurée en termes de flux et/ou de doses d’effets d’un phénomène physique, en distinguant les effets : 1/ Thermiques (incendie, UVCE, Boil-Over, BLEVE…) : kW/m2 en flux (ou (kW/m2)4/3.s si dose thermique) 2/ Toxiques (incendie, fuite toxique….) : SEL 5%, SEL 1%, SEI 3/ de surpression (explosion, éclatement pneumatique…) : mbars 4/ dus aux projections : énergie et répartition des impacts

25 Gravité des conséquences
Combinaison de l’intensité des effets et de la vulnérabilité des cibles, tenant compte de la cinétique (atteinte puis exposition des cibles)  La gravité est celle des conséquences Enjeux vulnérables Conséquences (humaines) gravité G Accident BOUM

26 3. Les objectifs et le contenu de l’étude de dangers
26/04/2017 3. Les objectifs et le contenu de l’étude de dangers Introduction

27 26/04/2017 L’étude de dangers Est au cœur du processus de gestion des risques d’origine accidentelle pour les IC (Art. L du CE) Le demandeur fournit une étude de dangers qui précise les risques auxquels l’installation peut exposer, directement ou indirectement, les intérêts visés à l’article L en cas d’accident, que la cause soit interne ou externe à l’installation. " Cette étude donne lieu à une analyse de risques qui prend en compte la probabilité d’occurrence, la cinétique et la gravité des accidents potentiels selon une méthodologie qu’elle explicite. " Elle définit et justifie les mesures propres à réduire la probabilité et les effets de ces accidents. " IC (pas PE) Plutôt art L (2e à 4e §) Introduction

28 Les objectifs d’une étude de dangers (1/2)
26/04/2017 Les objectifs d’une étude de dangers (1/2) Sa rédaction doit permettre [extrait de l’annexe 2 de la circulaire du 10 mai EDD AS] : de rendre compte de l’examen effectué par l’exploitant pour caractériser, analyser, évaluer, prévenir et réduire les risques d’une installation ou d’un groupe d’installations situé dans un environnement industriel, naturel et humain défini, autant que technologiquement réalisable et économiquement acceptable, que leurs causes soient intrinsèques aux substances ou matières utilisées, liées aux procédés mis en œuvre dans l’installation, à la gestion de l’établissement ou dues à la proximité d’autres risques d’origine interne ou externe à l’installation.  c’est un document utile à l’exploitant pour la démonstration de la maîtrise des risques sur son établissement Orthographe ‘officielle’: Etude de Dangers - OK Introduction

29 Maîtrise du risque à la source : 3 axes à envisager
Réduire le Danger potentiel : Exemple : diminuer les quantités de matières dangereuses, atténuer les conditions de fonctionnement (Pression, T°…) Réduire la probabilité d’occurrence d’un accident : Exemple : améliorer la maintenance préventive Réduire l’intensité ou l’étendue des effets d’un phénomène : Exemple : confiner un réservoir d’ammoniac

30 Les objectifs d’une étude de dangers (2/2)
26/04/2017 Les objectifs d’une étude de dangers (2/2) En outre… Certains processus réglementaires [selon classement nomenclature] dépendent de l’étude de dangers, ce qui rend nécessaire que son contenu permette : d’autoriser et de réglementer la ou les installations dont elle est l’objet ; de servir de base à l’élaboration des servitudes d’utilité publiques, des PPRT et à la définition des règles d’urbanisation (si nécessaires) ; de procéder à l’information préventive sur les risques du public, du personnel et des exploitants des installations voisines ; de favoriser l’émergence d’une culture partagée du risque au voisinage des établissements dans le cadre des CLIC (si concerné) ; d’élaborer le cas échéant les plans de secours (POI et PPI) Orthographe ‘officielle’: Etude de Dangers - OK Introduction

31 Tous ont un rôle à jouer dans la maîtrise des risques industriels
26/04/2017 Les acteurs L’exploitant : son personnel, son CHSCT Les bureaux d’études, les tiers experts Ses voisins immédiats ou éloignés (Installations industrielles, sous-traitants, tiers, …) Les pouvoirs publics MEDDTL (Ministère de l’Ecologie, du Développement durable, du Transport et du Logement) le Conseil Supérieur de la Prévention des Risques Technologiques (CSPRT) Inspection IC (DREAL, DRIEE Ile de France, DDCSPP, autres services) Le Préfet Le Maire Et d’autres encore : la médecine du travail, les assureurs, etc 2e point: et ses sous-traitants 3e point: Inspection (pas inspecteur) des IC (DRIRE, DDSV, STIIC) OK Tous ont un rôle à jouer dans la maîtrise des risques industriels Introduction

32 4. Les textes réglementaires relatifs à l’étude de dangers

33 Législation et réglementation principaux textes ...
AUTORISATION « SEVESO » Code de l’Environnement - Art. L alinéa 3 à 5 Arrêté du 10 mai 2000 modifié, relatif à la prévention des accidents majeurs impliquant des substances ou des préparations dangereuses présentes dans certaines catégories d ’ICPE soumises à autorisation + Circulaire du 10 mai 2000 Décret n° du 21/09/1977 modifié (codifié) Arrêté ministériel du 29/09/2005 relatif à l’évaluation et à la prise en compte de la probabilité d’occurrence, de la cinétique et de l’intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des IC soumises à autorisation Circulaire du 10 mai 2010 Traite principalement des établissements AS, mais les principales règles méthodologiques peuvent être appliquées, avec la proportionnalité à laquelle la réglementation incite, pour l’ensemble des IC Textes spécifiques (éventuellement arrêtés ministériels sectoriels) Circulaire du 10 mai 2010 récapitulant les règles méthodologiques applicables aux études de dangers, à l’appréciation de la démarche de réduction du risque à la source et aux plans de prévention des risques technologiques (PPRT) dans les installations classées en application de la loi du 30 juillet 2003 4 parties 1ère partie : Règles méthodologiques applicables pour l’élaboration des études de dangers Evaluation des risques, étude de dangers Appréciation de la démarche de réduction du risque à la source Plan de Prévention des Risques Technologiques 2ème partie : Guide d’élaboration des études de dangers pour les établissements AS 3ème partie : Glossaire des risques technologiques 4ème partie : Récapitulatif des exclusions spécifiques pour certaines installations ou certains évènements Décret du 07/09/2005 (codifié) relatif aux PPRT GUIDE PPRT (V2 : déc. 2007) détaille la méthodologie PPRT (différentes étapes de l’élaboration à la mise en œuvre) AS

34 Proportionnalité : ce que dit la réglementation
26/04/2017 Proportionnalité : ce que dit la réglementation L CE et R CE : « Le contenu de l’étude de dangers doit être en relation avec l’importance des risques engendrés par l’installation, compte-tenu de son environnement et de la vulnérabilité des intérêts mentionnés aux articles L et L du code de l'environnement. »  degré d’analyse variable, d’autant plus fin qu’installation complexe / rare / dans environnement sensible.  A l’inverse, pour des IC « standards » (nombreuses similaires…), certaines parties de l’EDD peuvent être couvertes par des approches génériques ou simplifiées (abaques et non modélisation fine par exemple) Il convient de rappeler le point essentiel que constitue le principe de proportionnalité énoncé à l’article 3 du décret du 21 septembre 1977 modifié, qui s’applique à l’ensemble du dossier de demande d’autorisation. Le niveau de détail de l’étude de dangers, ainsi que l’importance des mesures de maîtrise du risque doivent être proportionnées à ce dernier. Par conséquent, la justification des moyens de maîtrise du risque à la source, pour des installations soumises à autorisation présentant des risques modérés, découlant d’installations et de produits courants et à caractère générique (petites installations de combustion (chauffage, séchage) et leurs stockages de carburant, produits de nettoyage industriel) ne doit pas engendrer d’analyse spécifique approfondie. Dans ce cas des études semi-génériques et des garanties apportées par l’exploitant sur le fait que ces produits et installations sont conçue, implantées, mises en service, exploitées et maintenues selon les règles de l’art, avec les barrières de sécurité « standards », par des personnes dûment qualifiées à ce titre constitue une garantie présumée suffisante de faible probabilité d’accident majeur. Sous réserve d’une absence de promiscuité avec des activités incompatibles, l’étude de dangers de ce type d’installations ne doit pas chercher à évaluer la probabilité d’accident ou sa cinétique, ni à modéliser au cas par cas les distances d’effets des accidents. Pour de telles petites installations, en dehors de risques toxiques spécifiques, il est souvent peu pertinent de procédure à des modélisations complexes de distances d’effets : de simples abaques sont en général suffisants pour les distances d’effets de flux thermiques ou de surpression. Introduction

35 Proportionnalité dans les études de dangers … des pistes de réflexion
Nécessite de faire un diagnostic du niveau de risques de chaque installation a priori (en fonction par exemple du potentiel de danger et des enjeux) OU a posteriori, c’est-à-dire après le processus complet et l’appréciation du niveau de maîtrise des risques (grille d’acceptabilité) Permet d’adapter les méthodes d’approche au niveau de risques 2

36 Probabilité, Cinétique, Intensité et Gravité dans l’EDD :
l’arrêté du 29 septembre 2005 Arrêté relatif à la prise en compte et à l’évaluation de la probabilité d’occurrence, de la cinétique, de l’intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les EDD des IC soumises à autorisation (en application du L CE) + fiches (guide d’application) A- probabilité B- intensité C- gravité D- cinétique

37 P A - Caractérisation de la probabilité (1)
26/04/2017 A - Caractérisation de la probabilité (1) Échelle réglementaire nationale : annexe 1 de l’arrêté « PCIG » (29/09/2005) Échelle à 5 classes de probabilité Choix de la méthode de caractérisation (qualitative ou quantitative ou semi-quantitative) - à partir du REX, données d’experts ou « approche barrières »... P Probabilité : classe la plus faible = < 10-5/an A B C D E 10-2 10-3 10-4 10-5 ./an Introduction

38 Annexe 1 de « l’arrêté PCIG » - échelles de probabilité
26/04/2017 Annexe 1 de « l’arrêté PCIG » - échelles de probabilité 1 : voir précisions dans l’arrêté du 29/09/2005 relatif à l ’évaluation et à la prise en compte de la probabilité d ’occurrence, de la cinétique et de l ’intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des IC soumises à autorisation Idem: EXEMPLE - OK Introduction

39 B - Caractérisation de l’intensité (1)
flux et/ou doses d’effets d’un phénomène physique : à définir à l’aide d’abaques, de formules simples, de modèles de calcul ou à l’aide d’essais - [voir fiches 2, 3 et 4 de la circulaire du 10 mai 2010 pour les phénomènes de dispersion atmosphérique, d’inflammation d’un nuage de gaz GPL ou d’un BLEVE GPL] Valeurs de référence de seuils d’effets des phénomènes dangereux pouvant survenir dans des installations classées dans l’annexe 2 de l’arrêté du 29/09/2005 (dit « PIGC ») ; seuils sur l’homme et les structures (effets dominos) ; pour les effets dominos, possibilité d’être moins pénalisant (à démontrer)

40 B - Caractérisation de l’intensité (2)
26/04/2017 B - Caractérisation de l’intensité (2) => Exemples : seuils sur l’homme Distances d’effet évaluées en tenant compte des barrières (durée de fuite…) et des conditions du site (conditions météo, taille de brèche…) Cartographie des effets Introduction

41 B - Caractérisation de l’intensité (3) Usage de modèles de calcul
26/04/2017 B - Caractérisation de l’intensité (3) Usage de modèles de calcul Hypothèses pour l’environnement Conditions d’occurrence Seuils d’effets Ex. Pression Température Nature des produits Détection + fermeture vanne (durée de fuite) Ex. Vitesse de vent Température ambiante... Modèles Logiciels Distances d’effets (+/-incertitudes) Points clefs : - validité et choix du modèle - pertinence des hypothèses - pertinence dans l’analyse et l’utilisation des résultats Introduction

42 C - Caractérisation de la gravité - Principes
26/04/2017 C - Caractérisation de la gravité - Principes Combinaison pour un accident donné de l’intensité des effets et de la vulnérabilité des cibles situées dans la zone exposée à ces effets (nombre de cibles exposées) Pour la gravité sur les personnes, consiste à croiser la cartographie des effets (distances aux seuils réglementaires) et la cartographie des personnes exposées, qu ’elles soient présentes en permanence ou en transit dans la zone concernée, en prenant en compte les mesures constructives de protection des personnes et les possibilités de mise à l’abri si la cinétique le permet. Traiter aussi la gravité vis-à-vis des conséquences sur l’environnement (pas de règles nationales) Phénomènes de dispersion atmosphérique : voir fiche 5 Introduction

43 Annexe 3 de « l’arrêté PCIG » - échelle de gravité
Létaux significatifs Premiers effets létaux Effets irréversibles Désastreux > 10 personnes exposées > 100 personnes exposées > 1000 personnes exposées Catastrophique Entre 1 et 10 personnes exp. Entre 10 et 100 personnes exp. Entre 100 et 1000 personnes exp. Important Au plus 1 personne exp. Entre 10 et 100 personnes exp. Sérieux 0 personne exp. Modéré La zone létale 5% ne sort pas. La zone létale 1% ne sort pas. Moins de 1 personne exp.

44 D - Caractérisation de la cinétique
Il faut vérifier que : l’exploitant doit vérifier que la cinétique de mise en œuvre des barrières de sécurité  cinétique du scénario le plus rapide conduisant à l’accident majeur temps d’intervention compatible avec la cinétique de développement du phénomène dangereux : éléments relatifs à l’évolution des phénomènes et la propagation de leurs effets à faire figurer dans l’EDD LENTE : possibilité de mise à l’abri des populations exposées. Sinon : RAPIDE

45 Contenu d’une étude de dangers (1/2) (Annexe 2 circulaire du 10 mai 2010 [EDD-AS])
 Description et caractérisation de l’environnement (plans associés)  Description des installations et de leur fonctionnement  Présentation du système de gestion de la sécurité (SGS) et lien avec l’EDD (pour les AS)  Identification et caractérisation des potentiels de danger  Réduction des potentiels de dangers  Enseignements tirés du retour d’expérience (des accidents et incidents représentatifs)

46  Évaluation des risques
26/04/2017 Contenu d’une étude de dangers (2/2) (Annexe 2 circulaire du 10 mai 2010 [EDD-AS])  Évaluation des risques  Caractérisation des différents phénomènes et des accidents potentiels en termes d’intensité des effets des phénomènes, de gravité des conséquences des accidents, de probabilité et de cinétique de développement en tenant compte des performances des mesures de prévention et de protection  Évolutions et mesures d’amélioration proposées par l’exploitant  Représentation cartographique  Résumé non technique de l’étude de dangers Troisième point en italiques: que pour les AS Introduction

47 Éléments attendus dans l’EDD
Viser l’exhaustivité dans l’identification des phénomènes dangereux et accidents associés Cotation en: - probabilité, - cinétique, - intensité (PhD), - gravité (Accident) avec cartographie des zones d’effets Pour les AS, éléments nécessaires à la détermination des aléas pour le PPRT (tableau avec les phénomènes)

48 Arrêté du 10 mai 2000 modifié : établissements visés
L’établissement possède un ou plusieurs produits visé(s) par une ou plusieurs rubriques de la nomenclature citées en annexe 1 les masses des produits sont telles que : Masse de produit > au seuil de l’annexe 1 de l’arrêté (article 1.2.1) Masse d'un produit > au seuil d'autorisation et règle des cumuls de l'arrêté >1 (article 1.2.2) Masse de produit > seuil AS de la nomenclature (article 1.2.3)

49 Arrêté du 10 mai 2000 modifié: règle des cumuls
Lorsque plusieurs substances ou préparations dangereuses visées par les rubriques de la nomenclature figurant à l’annexe I sont présentes dans un établissement, dont l’une au moins des installations est soumise à autorisation au titre de l’une des rubriques figurant en annexe I du présent arrêté, les dispositions du présent arrêté s’appliquent lorsque la règle d’addition suivante est satisfaite : avec : qx désignant la quantité de la substance ou de la préparation x susceptible d’être présente dans l’établissement, Qx désignant la quantité seuil présenté dans l'annexe 1 Cette condition s’applique : pour les substances ou préparations visées par les rubriques 11.., à l ’exclusion des rubriques 1171, 1172, 1173 ; ou pour les substances ou préparations visées par les rubriques 1171, 1172 et 1173 ; ou pour les substances ou préparations visées par les rubriques 12.., 13.. et 14.. et 2255.

50 1/ zone de risques élevés : installations nouvelles non autorisées
Circulaire du 10 mai 2010, chapitre sur les critères d’appréciation de la démarche de maîtrise des risques (MMR) 3 zones de risques 1/ zone de risques élevés : installations nouvelles non autorisées 2/ zone de risque intermédiaire, “MMR” 3/ zone de risque moindres

51 Circulaire du 10 mai 2010, chapitre sur les critères d’appréciation de la démarche de maîtrise des risques (MMR) MMR 1 modéré Non 1 MMR 2 Sérieux Non 2 Important Non 3 Catastrophique Non 4 Non1 MMR 2 Désastreux A B C D E P G

52 Exemple de grille de présentation des accidents majeurs
Gravité sur les personnes E D C B A V. Désastreux 11, 12, 13, 14, IV. Catastrophique III. Important 7 1 II. Sérieux 5, 6, 8, 9, 10, 2, 3 I. Modéré 4 MMR RANG 1 MMR RANG 2 NON (sans distinction de rang) Probabilité d’occurrence des accidents potentiels

53 Outils d’analyse des risques

54 Outils possibles pour l’APR
26/04/2017 Outils possibles pour l’APR Installations peu complexes ou maille d’étude large Analyse Préliminaire des Risques (APR) Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité (AMDEC) Sous-ensembles bien déterminés Analyse des risques sur schémas de type HAZOP Systèmes thermo-hydrauliques Introduction

55 Outil associé : tableau d’analyse (exemple du tableau d’APR)
26/04/2017 Outil associé : tableau d’analyse (exemple du tableau d’APR) Identifier des situations de danger (pertes de confinement) Déterminer les causes d’une situation de danger et le phénomène dangereux associé Mettre en lumière les barrières de sécurité existantes et proposer des améliorations Vérifier par une itération que la mise en place d’une barrière n’induit pas un nouveau scénario Introduction

56 La méthode HAZOP : les principes
26/04/2017 La méthode HAZOP : les principes Décrits dans la Norme CEI : “ Études de danger et d’exploitabilité (études HAZOP) – Guide d’application ” Nécessite les plans de circulation des fluides ou schémas de tuyauteries L’HAZOP part de l’identification systématique de dérives de paramètres Dérive = Mot-clé & Paramètre Ex. Mots-clé: Sans, Pas de, Plus de, Moins de, Inverse… Ex. Paramètres : Pression, Température, Débit, Temps... Introduction

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58 26/04/2017 L’Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité (AMDEC) L’AMDEC consiste à examiner systématiquement pour un composant tous les modes de défaillances définis à partir de listes-guide. Norme CEI : 1985 « Techniques d ’analyse de la fiabilité des systèmes - Procédure d’analyse des modes de défaillances et de leurs effets (AMDE) » Défaillance : Cessation de l’aptitude d’un composant à accomplir une fonction requise (Norme CEI ) Mode de défaillance : Effet par lequel une défaillance est observé (Norme CEI ) Ex. modes de défaillance : Ne démarre pas, Reste ouvert/fermé,.. Introduction

59 Modes de défaillances génériques
AMDEC Modes de défaillances génériques (Norme : 1985)

60 ATTENTION : L'étude ne se limite pas au fonctionnement normal de l'installation : nécessaire d’étudier les phases transitoires et les phases : Démarrage Arrêt d’urgence Maintenance : procédures de dégazage, vidange, nettoyage, séchage, réchauffage... Basculement de la marche automatique en mode manuel Ne pas oublier les lignes d’utilités

61 Constitution du groupe de travail
26/04/2017 Constitution du groupe de travail La réalisation de l’AR par un groupe de travail présente des avantages garantissant une meilleure qualité de la réflexion - Les opérateurs connaissent mieux les installations - Implique l’exploitant - Appropriation de l’étude - Favorise la formation et la communication (confrontation de différents points de vue : ouvrier, maintenance, responsable sécurité, …) - Permet de tendre vers l’exhaustivité Constitution du groupe de travail : - 7 à 8 personnes au maximum - Opérateurs de différents secteurs (production, sécurité, maintenance, …) - Un animateur garant de la méthode (rôle capital) Introduction

62 Analyse détaillée des risques
DEMARCHE 1. Caractérisation de l’intensité 2. Caractérisation de la gravité de l’accident 3. Effets dominos internes : itération dans l’analyse des risques OUTILS et DONNEES REQUISES : 1. Modélisations, retour d ’expérience, abaques, formules réglementaires, approche qualitative ... 2. Couplage des effets avec le comptage des cibles humaines exposées (ex. outil SIG) Échelle gravité MEEDDM

63 Analyse détaillée des risques
DEMARCHE 4. Construction d’arbres pour les phénomènes dangereux susceptibles de conduire à un accident majeur (regroupement de plusieurs scénarios) Pour chaque phénomène dangereux : 5. Caractérisation de la probabilité (à partir des valeurs de probabilité d’occurrence annuelle causes et des NC des barrières) et choix des EIPS (AS) 6. Caractérisation de la cinétique OUTILS et DONNEES REQUISES : 4 Règles + outils graphiques / logiciels de construction d’arbres de défaillances et d’événements 5. Règles de quantification d’arbres de défaillances Traduction dans l’échelle probabilité MEEDDM 6. Définition (rapide ou lente)

64 L’arbre des défaillances : principes
Norme CEI 61025 : 1990 “ Analyse par Arbre de Panne (APP) ” Déterminer, pour un événement redouté donné, l’enchaînement des défaillances (+ combinaisons) conduisant à l’événement redouté Permet de remonter aux évènements élémentaires - Suffisamment connus d’où pas nécessaire d’en identifier les causes, - Évènements dont les causes présentent peu d’intérêts, - Évènements dont les causes seront étudiées par ailleurs...

65 Arbre des défaillances
&  1

66

67 Arbre des défaillances : avantages et limites
Permet de considérer des combinaisons d’événements (adéquation avec l’analyse d’accidents passés) Probabilités d’occurrence Critères de priorité pour la prévention des accidents Mise en œuvre trop fastidieuse sur tout un système PRINCIPAL INCONVENIENT

68 L’arbre d’événements : principes
Démarche proche dans son concept à l’arbre des défaillances On suppose une défaillance d’origine Déterminer la dérive du système en envisageant systématiquement le fonctionnement ou non de barrières de sécurité (humaines, organisationnelles)

69 Stockage Liquide inflammable Limitation durée de fuite
26/04/2017 Construction des séquences accidentelles avec l’arbre d’événements - exemple Rupture canalisation Stockage Liquide inflammable Isolement par vanne automatique sur détection fuite Limitation durée de fuite gabarits Prévention des chocs sur canalisation choc engin Rejet illimité Dysfonctionnement barrière Intensité maxi Rupture canalisation Autres causes Rejet limité temps rejet : 30 s Fonctionnement barrière Intensité réduite On cherche à quantifier la proba de la rupture de canalisation. On recherche les causes possibles : chocs engins ….ou autres Introduction

70 Visualisation des scénarios un outil possible : le nœud papillon
26/04/2017 Visualisation des scénarios un outil possible : le nœud papillon Approche de type arborescente, largement utilisée (approche probabiliste ou déterministe de la gestion des risques) Combinaison d’un arbre des défaillances et d’un arbre d’évènements Permet de décrire complètement les scénarios d’accident autour d’un même évènement redouté central Permet de positionner les barrières de sécurité et favorise leur valorisation Introduction

71 SCENARIO Arbre d’événements Arbre de défaillances Prévention
26/04/2017 Arbre d’événements Véhicules Moyens lutte incendie Ein 1 Ein 2 Ein 4 EC 5 Ein 6 EC7 EI Ein 3 ERC ERS Ph D EFF SCENARIO Arbre de défaillances Barrières de sécurité Prévention Protection ET OU Chocs sur canalisation Fuite Explosion nuage Erreurs opératoires Chute d’une ligne haute tension Protection des racks Incendie Inflammation rapide Inflammation retardée Foudre Introduction

72 Quantification probabiliste d’un nœud papillon
26/04/2017 Quantification probabiliste d’un nœud papillon Que cherche-t-on ? A estimer la probabilité d ’occurrence d ’un phénomène dangereux sur une période de temps donnée. La période de temps retenue est l’année. On cherche donc à estimer une Probabilité d ’Occurrence Annuelle. Arbre d’événements Ein 1 Ein 2 Ein 3 Ein 4 Ein 5 EC 6 Ein 7 EIn 8 EI ERC ERS Ph D EFF SCENARIOS Arbre de défaillances Barrières de défense Prévention Protection ET OU Introduction

73 Caractérisation de la probabilité - les difficultés
1. Outil de représentation  Outil de quantification Attention à la confusion entre les notions de fréquence et de probabilité et à l’applicabilité des lois de quantification Problème d’unité : fA en an-1 fB en an-1 fA*fB : an-2 ??? EI A EI B fA fB fA * fB Exemple : F(mauvaise connexion) = 10/an n’est pas une probabilité

74 2. Dynamique du système Attention aux changements d’état du système étudié et à la réalité d’occurrence des événements initiateurs et conjonctions d’événements initiateurs envisagés - besoin d’outils complémentaires à l’arbre de défaillances Illustration sur un arbre : porte ET entre deux EI E1 t E2

75 3. Fenêtre temporelle d’occurrence de l’événement
Attention aux durées d’occurrence des événements : événement ponctuel : chute d’avion, impact foudre, déconnexion flexible, … événement (situation) qui perdure dans le temps : travaux, installation en maintenance, ... L’utilisation directe des fréquences ne permet pas de prendre en compte la variation du risque induite.

76 4. Limites d’utilisation des bases de données
De nombreuses bases de données … par exemple : ARAMIS LOPA - Layer Of Protection Analysis, simplified process risk assessment, CCPS, 2001 Purple Book - CPR HSE : Safety Report Assessment Guide (chlore et GPL) PCAG 6K (Planning Case Assessment Guide), HSE, Août 2004 OREDA, offshore Reliability Data, 1997 EIReDA, European Industry reliability Data Bank, 1998 ...

77 Mais des bases de données non homogènes entre elles :
nature des données : fréquences d’occurrence, probabilités conditionnelles, probabilité de défaillance sur sollicitation de barrières, taux de défaillance d’équipements, ... utilisation de la donnée dans l’arbre : événements initiateurs, ERC, barrières, probabilités intermédiaires mais aussi : âge des données, mode de recensement, données liées à un secteur d’activité, prise en compte du REX, avis d’experts, prise en compte de certaines « barrières », données fournisseur, données obtenues sur expérimentations, … Pauvreté des informations relatives à la constitution des bases de données Informations souvent limitées aux fréquences des ERC - peu d’information sur l’origine des données  causes retenues pour l’étude de l’ERC non connues  pas d’information pour vérifier l’adéquation des données utilisées à la configuration de l’établissement  risque = utiliser des données non adéquates / comparer des fréquences qui n’ont pas été estimées en retenant les mêmes causes

78 Démontrer la maîtrise des risques au travers des barrières de sécurité

79 Typologies de barrières (Oméga 10) : définition
Rappel des différentes barrières ou MMR : Barrières de sécurité Barrières Humaines de Sécurité (BHS) Barrières Techniques de Sécurité (BTS) Systèmes Instrumentés de Sécurité Détection de chlore déclenchant via un automate de sécurité l'isolement des installations Passifs Cuvette de rétention Systèmes à Action Manuelle de Sécurité Isolement des installations par déclenchement BAU par opérateur Contrôle d ’étanchéité d ’un bras de dépotage avant transfert Actions Humaines non relayées par des éléments techniques de sécurité Soupape Actifs Dispositifs de sécurité Oméga 20 Oméga 10

80 Définitions Barrière technique de sécurité (BTS) : Barrière de sécurité constituée d’un dispositif de sécurité ou d’un système instrumenté de sécurité Dispositif de sécurité : Élément unitaire, autonome, ayant pour objectif de remplir une fonction de sécurité dans sa globalité (ex. cuvette, soupape, mur coupe-feu…) Système instrumenté de sécurité : Combinaison de capteurs, d’unité de traitement et d’actionneurs (équipements de sécurité) ayant pour objectif de remplir une fonction de sécurité (ex. détection vapeurs inflammables) Système à action manuelle de sécurité : Combinaison d’une BTS et d’une activité humaine pour mener à bien une fonction de sécurité (ex. bouton d’arrêt d’urgence)

81 Barrières passives (Oméga 10)
Dispositifs passifs : ne mettent en jeu aucun système mécanique pour remplir leur fonction et ne nécessitent ni action humaine (hors intervention de type maintenance), ni action d’une mesure technique, ni source d’énergie externe pour remplir leur fonction. Exemples : Dispositif passif Murs de confinement Toit flottant de bacs Murs coupe-feu sans ouverture Talus de réservoirs Events de respiration de bacs sans ressort Arrête-flamme Ignifugeage Disque de rupture Cuvette de rétention Ecrans de protection mécanique ou thermique Réducteur de débit sans ressort Un dispositif de sécurité est un élément unitaire, autonome, ayant pour objectif de remplir une fonction de sécurité, dans sa globalité

82 Définitions techniques des critères de choix
1. Indépendance par rapport au procédé, à l’événement initiateur et aux autres barrières de sécurité (modes communs de défaillance) 2. Efficacité (ou capacité de réalisation) : aptitude d’une barrière de sécurité à remplir la fonction de sécurité pour laquelle elle a été choisie, pendant une durée donnée - Dimensionnement adapté - Résistance aux contraintes spécifiques : contraintes normales d’exploitation et contraintes en cas d’incident ou d’accident

83 Définitions techniques des critères de choix
3. Temps de réponse : intervalle de temps entre le moment où une barrière de sécurité est sollicitée et le moment où la fonction de sécurité assurée par cette barrière est réalisée dans son intégralité (selon sa capacité de réalisation). Le temps de réponse de la barrière doit être adapté à la cinétique du phénomène qu’elle doit maîtriser. Attention ! Le temps réel de mise en œuvre de la barrière est supérieur au temps de réponse ainsi défini car il intègre l ’intervalle de temps entre l’événement initiateur et la sollicitation effective de la barrière (détection fuite par exemple). 4. Niveau de confiance - concept éprouvé - architecture sûre (complexité réduite) - testabilité - sécurité positive - tolérance à la première défaillance

84 Pérennité de fonctionnement et de la performance des barrières de sécurité
Maintien du niveau de confiance : exigences de suivis à prendre en compte pour envisager de conserver dans le temps un niveau de confiance à une barrière technique. - testabilité - inspection - maintenance - accessibilité

85 Analyser les phénomènes dangereux et les moyens de caractérisation
Stéphane DUPLANTIER Unité Incendie - Ventilation Direction des Risques Accidentels

86 1-Incendie : Définition et phénoménologie…
26/04/2017 1-Incendie : Définition et phénoménologie… Incendie = Combustion (ou feu) non maîtrisée : Réaction en milieu gazeux aux abords de la surface des combustibles Produits cellulosiques : Papiers, cartons, bois… Plastiques et mousses : PE, PP, PVC, ABS, … Liquides : carburants, solvants, alcools, … Gaz et vapeurs : GPL, gaz naturel, acéthylène, ... Poussières, poudres, copeaux : céréales, sucre, bois, aluminuium, fer, plastiques… ENERGIE INFLAMMATION Les plastiques sont des solides dont une bonne partie a la propriété d’être liquéfiable. Les solides à l’état divisé ont un front de flammes très faible. Flux rayonnés (!! Effets d ’échelle !!) : - cellulosiques, majorité des liquides 30 kW/m² - Plastiques : 40 kW/m² Débit massique surfacique = « vitesse » de combustion : - entre 10 g/m²/s et 100 g/m²/s (soufre = 5 g/m²/s !) COMBUSTIBLE COMBURANT Introduction

87 1-Incendie : Définition et phénoménologie…
26/04/2017 1-Incendie : Définition et phénoménologie… Incendie = Combustion (ou feu) non maîtrisée : Réaction en milieu gazeux aux abords de la surface des combustibles ENERGIE Oxygène de l’air Peroxydes organiques Oxygène « procédé » Oxygène contenu dans les combustibles INFLAMMATION COMBUSTIBLE COMBURANT Introduction

88 1-Incendie : Définition et phénoménologie…
26/04/2017 1-Incendie : Définition et phénoménologie… Incendie = Combustion (ou feu) non maîtrisée : Réaction en milieu gazeux aux abords de la surface des combustibles Flamme nue : fumeur, autre incendie, travaux… Etincelle : défaillance électrique, décharge électrostatique, choc mécanique, travaux… Surface chaude : pot d’échappement, défaillance électrique, travaux… Rayonnement thermique : chauffage radiant, soleil Rayonnement électromagnétique : antennes relais, portable ENERGIE INFLAMMATION Dans normes ATEX : 14 sources d ’inflammation répertoriées COMBUSTIBLE COMBURANT Introduction

89 Combustion d’un liquide
Mouvement convectif des fumées Rayonnement vers l ’extérieur T : température au sein du liquide en fonction de la profondeur Rayonnement vers le liquide T (°C) Le rayonnement de la flamme sur le liquide provoque la vaporisation d ’une partie du liquide qui va ré-alimenter la flamme en combustible Z (m)

90 Effets potentiels d ’un incendie
26/04/2017 Effets potentiels d ’un incendie Convection Toxicité et Visibilité Conduction Brandons Rayonnement Conduction : Propagation de la chaleur dans les solides (concerne surtout les effets dominos, des effets localisés à proximité du feu) Convection : en milieu ouvert, ces effets sont principalement localisés au niveau de la flamme (on considère généralement une hauteur équivalente à deux fois la hauteur des flamme). Rayonnement : Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique dans une gamme de fréquence variant de l’IR à l ’UV. Les photons se propagent en ligne droite à l’infini ou presque (%HR). C’est ce mode de propagation thermique qui est susceptible de toucher les tiers. Dans les feux de grande surface (supérieurs à 10 mètres de diamètre), la part rayonnée ne représente que quelques % de la puissance totale d’un incendie. Pollution des eaux : produits stockés et additifs des eaux d’extinction Pollution des sols et des eaux Effets thermiques Introduction

91 Incendie : Effets (seuils réglementaires pour les EDD)
26/04/2017 Incendie : Effets (seuils réglementaires pour les EDD) Seuils réglementaires (Annexe 2 de l ’arrêté du 29 septembre 2005) Sur l ’homme 3 kW/m² ou 600 [(kW/m²)4/³].s : seuil des effets irréversibles 5 kW/m² ou 1000 [(kW/m²)4/³].s : seuil des premiers effets létaux 8 kW/m² ou 1800 [(kW/m²)4/³].s : seuil des effets létaux significatifs sur les structures 5 kW/m² : seuil des destructions de vitres significatives 8 kW/m² : seuil des effets dominos et de dégâts graves sur les structures 16 kW/m² : seuil des dégâts très graves sur les structures (hors béton) 20 kW/m² : seuil de tenue du béton pendant plusieurs heures 200 kW/m² : seuil de ruine du béton en quelques dizaines de minutes Le seuil à 8 kW/m² est le seuil à partir duquel l ’arrêté indique qu ’une étude plus détaillée des effets dominos peut être faite Attention seul le rayonnement est modélisé => on peut en général modéliser jusqu ’à 8 kW/m² En première approche : effet domino = hauteur de flamme Introduction

92 Les paramètres importants
La nature du produit impliqué et ses propriétés physico-chimiques (vitesse de combustion, chaleur de combustion) La géométrie des flammes L’émittance des flammes

93 Principe de modélisation de feu de nappe
26/04/2017 Principe de modélisation de feu de nappe Modélisation en deux étapes : Etape 1 : Évaluation du terme source Forme des flammes : emprise au sol, hauteur des flammes Caractéristiques thermocinétiques : pouvoir émissif de la flamme Etape 2 : Propagation des effets thermiques Aspect géométrique : Facteur de forme Aspect physique : Atténuation atmosphérique Introduction

94 Pouvoir émissif (ordres de grandeur)
26/04/2017 Incendie : Paramètres importants pour la modélisation du « Terme source » Pouvoir émissif (ordres de grandeur) Fuel lourd kW/m2 Pétrole brut kW/m2 Essence kW/m2 Source : TEWARSON (FMRC ) Gaz Naturel Liquéfié kW/m² Gaz de Pétrole Liquéfié kW/m² Kérosène kW/m² Source : MIZNER, EYRE (1982) 50-60 kW/m² correspond au rayonnement des flammes issues d’un feu d’une flaque de GPL (butane ou propane). En cas d’incendie de générateurs d’aérosols, 100 kW/m² est la valeur à retenir. Introduction

95 2-Dispersion de fumées toxiques
Un incendie constitue une source d'émission de gaz toxiques assez particulière du fait de la diversité des gaz émis, de leur température et du mouvement ascensionnel général des fumées qui résulte de la poussée d'Archimède.

96 Les paramètres importants
La nature des produit impliqués (concentration en produits « polluants », vitesse de combustion, chaleur de combustion) Le terme source (caractéristiques de l ’émission : vitesse, température des gaz, hauteur d ’émission) Conditions météorologiques Modélisation : terme source (pas d ’outil) + dispersion (plusieurs types d ’outils) Cinétique : lente mais durée importante du phénomène

97 La nature des produits Pour des hydrocarbures liquides classiques, peu de conséquences sur les personnes et l ’environnement. Principaux produits de combustion : CO2, H2O, CO et imbrûlés. Généralement des effets peuvent être observés au sol dès lors que des produits tels que (Cl, F, N,…) sont présents dans les produits combustibles. Peut-être utile de calculer des effets en cas de forte teneur en soufre en raison de la formation possible de SO2

98 Influence de la météo et de l’environnement
Vitesse du vent Stabilité atmosphérique (gradient de température instable-neutre-stable) Sol : rugosité modifie la dispersion Relief : modifie la dispersion (vallée) ou la position des cibles par rapport au panache Couche d’inversion : peu d’influence car énergie cinétique des fumées importante

99 Modèles de dispersion Modèle gaussien (simple d ’emploi, valide en champ lointain dès lors que les effets de gravité ne sont plus prépondérants) Modèle intégral (valide en champ proche quand force d ’inertie encore significative) Modèle 3D : valable partout mais emploi complexe et plus coûteux mais quasi obligatoire dès lors que l ’environnement est complexe (immeubles, falaises)

100 Impact sur les personnes
Approche par seuil relativement difficile Approche par dose conseillée Prise en compte du mélange en supposant le cumul des différentes contributions Problème sur la détermination de l’impact sur des durées d’exposition à cheval entre le chronique et l’accidentel (dépôts de suies, HAP, phtalates,…)

101 Dispersion de polluants toxiques Seuils d’effets à retenir
Pour les produits toxiques : seuils réglementaires (Annexe 2 de l’arrêté du 29 septembre 2005) Sur l ’homme SEI Dangers significatifs pour la vie humaine SEL (CL 1%) Seuils des premiers effets létaux (dangers graves) SEL (CL 5%) Seuils des effets létaux (dangers très graves) Pour les produits combustibles concentrations correspondant aux LIE et LSE puis seuils d ’effets thermiques et/ou seuils d ’effets de pression réglementaires

102 3 - Boil-over Un boil-over est un phénomène de moussage brutal impliquant des réservoirs atmosphériques et résultant de la transformation en vapeur, d'eau liquide (fond d'eau, eau libre, émulsion) contenue dans un réservoir en feu.

103 26/04/2017 Boil Over : Définition et phénoménologie Retour d’expérience TACAO, 1982 : 200 morts, 500 blessés, 50 M$ de dégâts MILFORD HAVEN, 1983 : 6 blessés, 11 M$ de dégâts THESSALONIQUE, 1986 : 8 blessés, 10 bacs détruits Principaux dégâts observés : flux thermiques et surtout vague de produit chauds (TACAO) Introduction

104 Boil Over : Phénoménologie
26/04/2017 Boil Over : Phénoménologie Présence d’un fond d ’eau L’hydrocarbure a une certaine teneur en eau Pénétration de l'eau de pluie au travers des évents Condensation sur les parois internes du réservoir Introduction d’eaux d'extinction Introduction

105 Boil Over : Effets physiques et seuils réglementaires
Rayonnement thermique de la boule de feu Projections d'hydrocarbures en feu, extension de l’incendie Seuils d’effets : doses thermiques ( Ø4/3*t) 600 (kW/m²)4/3.s : seuil des brûlures significatives 1000 (kW/m²)4/3.s : seuil des premiers effets létaux 1800 (kW/m²)4/3.s : seuil des effets létaux significatifs (Feuille de calcul annexée à la circulaire du 23/07/2007: BOCM) Et distances d’éloignement par formules de l’IT 89 pour le BO classique (2 types d’effets/3)

106 Les paramètres importants
La nature du produit impliqué et ses propriétés physico-chimiques (viscosité, densité) La quantité de produit impliquée La hauteur initiale de liquide dans le bac Modélisation : 2 modèles Cinétique : lente, l’occurrence dépend toutefois des conditions initiales

107 Boil Over : Phénoménologie
26/04/2017 Boil Over : Phénoménologie Vaporisation de l’eau si : Température d’ébullition moyenne suffisamment élevée Tebul > 120 °C Effet piston si : Hydrocarbure suffisamment étanche à la vapeur d ’eau Étanchéité => viscosité suffisante La viscosité doit être supérieure à celle du kérosène à 393°K (120°C) soit > 0,73 cSt Introduction

108 Boil over : Calculs de propension au phénomène
26/04/2017 Boil over : Calculs de propension au phénomène Quelques résultats Produits TBUL HC (K) D T ébu l n (cSt) BRUT LOURD 621 5,5 FUEL OIL n°2 544 10 GAZOLE 506 0,8 KEROSENE 441 0,73 ESSENCE 406 0,37 Classique ou couche mince Classique Couche mince Pas de boil over Les Boil Over de Kérosène sont possibles. Ceux d ’essence non. Introduction

109 4-Explosion : Différents types d’explosions…
26/04/2017 4-Explosion : Différents types d’explosions… Énergie potentielle chimique Réactions de décomposition Combustion => Vapeurs, gaz inflammables et/ou poussières Énergie potentielle physique Éclatements pneumatiques BLEVE 4.1 (U)VCE Dans un bac 4.2 Éclatement de bac Introduction

110 4.1 - UVCE Unconfined Vapour Cloud Explosion
REX : Saint Herblain, Bouncefield Formation d’un nuage de gaz explosible sur un dépôt de liquides inflammables à la suite : d’un sur-remplissage (cf. REX) d’un remplissage de cuvette (évaporation de flaque)

111 Explosion VCE : Définition et phénoménologie
26/04/2017 Explosion VCE : Définition et phénoménologie Retour d’expérience Délai d’inflammation d’une dizaine de minutes Source d ’inflammation généralement d ’énergie limitée Vitesse de flamme très variable / Les effets de pression sont parfois anisotropes Définition et phénoménologie Inflammation : comburant, combustible et énergie Mélange intime du comburant et du combustible (entre LIE et LSE) Accélération de la combustion : turbulence (jet, obstacle, confinement…) A noter que dans 70 % des cas d’allumage d’un nuage combustible formé accidentellement seuls des effets thermiques ont été à déplorer (les effet mécaniques ont été négligeables) Délai d’inflammation long => les nuages ont eu le temps de se « calmer » (moins de turbulences) avant d’être allumés. Cela va dans le sens de la sécurité Energie d’inflammation limitée => effet de l’explosion plus faible Deux derniers points => les effets dépendent également du milieu environnant la fuite. Les caractéristiques intrinsèques du combustible ne sont pas les seules à gérer les conséquences d’une explosion Introduction

112 Explosion VCE : Phénoménologie
26/04/2017 Explosion VCE : Phénoménologie Déflagration Détonation Origine Source d’inflammation Allumage par explosif Transition déflagration / détonation (Rare en industrie) Vitesse de flamme quelques mètres à dizaines de m/s > 1000 m/s Pressions maximales quelques bars quelques dizaines de bars Mode de propagation de la flamme Conduction Compression puis auto- inflammation Paramètres influençant la vitesse de propagation de la Turbulence du jet Obstacles Confinement Régime de propagation stable Introduction

113 Explosion VCE : Effets (seuils réglementaires pour les EDD)
Seuils réglementaires (arrêté du 29 septembre 2005) Sur l’homme 20 mbar : seuil des effets indirects par bris de vitres 50 mbar : seuil des effets irréversibles 140 mbar : seuil des premiers effets létaux 200 mbar : seuil des effets létaux significatifs sur les structures 20 mbar : seuil de destruction significative des vitres 50 mbar ; seuil des dégâts légers 140 mbar : seuil des dégâts graves 200 mbar : seuil des effets domino 300 mbar : seuil des dégâts très graves

114 Modélisations des conséquences d ’une explosion
Les effets thermiques (voisin de la distance à la LIE) Les effets de pression : Equivalent TNT (modélisation généralement trop majorante) Méthode multi-Energy Calcul 3D

115 4.2-Éclatement de bac : Définition et phénoménologie (1/2)
26/04/2017 4.2-Éclatement de bac : Définition et phénoménologie (1/2) Le phénomène modélisé en cas d’explosion de bac est le suivant : - à pression atmosphérique, la totalité du volume du bac est rempli d’un mélange inflammable d’air et de vapeurs d’hydrocarbures à la stœchiométrie, (configuration majorante qui peut survenir toutefois lors de la vidange « excessive » d ’un bac par absorption d ’air dans le bac) - ce nuage s’enflamme en présence d’une source d’ignition (foudre, décharge électrostatique, feu de cuvette) La combustion rapide du mélange gazeux comburant/carburant et l'expansion des produits de combustion qui en résulte sont à l'origine d’une montée en pression dans le réservoir. La principale différence entre l’explosion de vapeur et l’explosion de poussière réside dans le fait que la poussière doit d’abord être en suspension pour former un mélange explosible avec l’air. La granulométrie, et donc l’humidité qui va influer sur la granulométrie, va donc jouer un rôle primordial : plus les poussière sont fines plus il est facile de les mettre en suspension et plus elles resteront longtemps en suspension. La granulométrie aura également un rôle sur la combustion. En effet, plus les poussières seront fines, plus le rapport surface de contact avec l’oxygène/masse totale de combustible sera élevé. Introduction

116 4.2-Éclatement de bac : Définition et phénoménologie (2/2)
26/04/2017 4.2-Éclatement de bac : Définition et phénoménologie (2/2) Au-delà d’une certaine limite de pression, (appelée pression de rupture PRUP), l’élément de résistance le plus faible du bac va céder et le bac va commencer à s’ouvrir, entraînant une ouverture, principalement à la liaison robe/toit et/ou à la liaison robe/fond. L’énergie interne accumulée va ensuite se libérer sous 2 formes : -énergie perdue dans la détente adiabatique du gaz, qui génère les ondes de pression à l’extérieur -énergie dispersée pour les projections de missiles La principale différence entre l’explosion de vapeur et l’explosion de poussière réside dans le fait que la poussière doit d’abord être en suspension pour former un mélange explosible avec l’air. La granulométrie, et donc l’humidité qui va influer sur la granulométrie, va donc jouer un rôle primordial : plus les poussière sont fines plus il est facile de les mettre en suspension et plus elles resteront longtemps en suspension. La granulométrie aura également un rôle sur la combustion. En effet, plus les poussières seront fines, plus le rapport surface de contact avec l’oxygène/masse totale de combustible sera élevé. Introduction

117 4.3 – Pressurisation de bac
Apparition d’une boule de feu par rupture de l’enveloppe d’un réservoir consécutive à une lente montée en pression (vaporisation du produit contenu dans un réservoir pris dans un feu enveloppant (tous types de liquide inflammable)) La section d’évent (Se) nécessaire pour évacuer la surpression est calculée à partir des formules présentées dans la circulaire du 10 mai 2010 Le résultat du calcul est à comparer avec la section effective des évents et si la surface n’est pas suffisante, alors le phénomène est physiquement possible = calcul de distances d’effet (irréversibles, létaux , létaux significatifs) Si la section est trop faible (surface pas assez importante, le phénomène est retenu et des distances d’effet calculées) L’outil de calcul des effets des phénomènes est mis à disposition sur le site de l’INERIS sous PRIMARISK intitulée « Pressurisation de bac » 

118 26/04/2017 5 - Explosion en milieu confiné (silos) Accidentologie Accidents marquants dans les silos 1982 : Metz (12 morts), Boiry Ste Rictrude 1993 : Florrifoux (5 morts) 1997 : Blaye (11 morts) Introduction

119 26/04/2017 Analyse des risques liés aux produits Dangers présentés par les produits Différents aspects de l’activité de stockage : Présence de carbone, d ’hydrogène, et d’oxygène, Production importante de poussières. Trois types de dangers : L’auto-échauffement. L’incendie L’explosion Introduction

120 Analyse des risques liés aux produits Risque d’explosion
26/04/2017 Analyse des risques liés aux produits Risque d’explosion Introduction

121 Caractéristiques de sécurité des produits agro-alimentaires Explosion
26/04/2017 Caractéristiques de sécurité des produits agro-alimentaires Explosion Introduction

122 26/04/2017 Analyse des risques liés aux produits Risques d’incendie (auto-échauffement) Introduction

123 Caractéristiques de sécurité des produits agro-alimentaires Incendie
26/04/2017 Caractéristiques de sécurité des produits agro-alimentaires Incendie Introduction