maitre de l ouvrage clermont auvergne metropole
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Département du Puy de Dôme (63)
MAITRE DE L’OUVRAGE
CLERMONT AUVERGNE METROPOLE
TRAVAUX D’EXTENSION DES FILIERES DE TRAITEMENT DES EAUX
ET DES BOUES ET DE VALORISATION ENERGETIQUE DE LA
STATION D’EPURATION DES TROIS RIVIERES
ASSISTANT A MAITRISE D’OUVRAGE COORDONNATEUR SECURITE ET
PROTECTION DE LA SANTE CONTROLEUR TECHNIQUE
B 01/09/2020 Mise à jour suite commentaires AMO et CAM BVE CLE FGO
A 30/07/2020 1ére émission BV FG SFE
Révision Date Description Etabli par Vérifié par Validé par
ETUDE DE DANGERS
Contrat Emetteur Discipline Zone Type Chrono Révision Statut
B-001689 SEV HS 00_ RP 001 B PRE
Format : A4 Echelle : Sans
Etude de dangers
Travaux d’extension des filières de traitement des eaux et des boues et de
valorisation énergétique de la station d’épuration des Trois Rivières
Etude de dangers méthanisation et valorisation du biogaz sur la STEP des Trois Rivières
Travaux d’extension des filières de traitement des eaux et des boues et de valorisation énergétique de la station d’épuration des Trois Rivières CLERMONT AUVERGNE METROPOLE SEPTEMBRE 2020
Glossaire – Abréviations 7
Résumé non technique 9
A. Contexte, objectifs et contenu de l’étude 19
A.1. Contexte 19
A.2. Objectifs de l’étude de dangers 19
A.3. Périmètre et contenu de l’étude de dangers 19
B. Documents de référence 31
B.1. Textes réglementaires, normes et guides techniques utilisés 31
B.2. Documents et données liés au projet 32
B.3. Terminologie 32
C. Description des installations projetées et de leur
environnement 33
C.1. Localisation et accès 33
C.2. Description de l’environnement 35
C.3. Description des installations 40
D. Organisation en matière de sécurité – Mesures générales de
prévention, protection et intervention 50
D.1. Organisation du site en matière de sécurité 50
D.2. Dispositions générales de prévention et de protection du risque incendie /
explosion 52
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D.3. Dispositions générales de prévention et de protection des risques liés à la
circulation interne 54
D.4. Dispositions générales de prévention et de protection des risques de pollution
des eaux et du sol 55
D.5. Besoin en eau d’extinction incendie et volume à confiner 56
E. Identification et caractérisation des potentiels de dangers 61
E.1. Dangers liés aux produits 61
E.2. Gestion des incompatibilités – Règles de stockage 69
E.3. Gestions des activités sur site 70
E.4. Dangers liés aux procédés et installations 71
E.5. Réduction des potentiels de dangers 71
F. Analyse de l’accidentologie 73
F.1. Bases de données consultées 73
F.2. Exemples d’accidents recensés sur des installations de stockage de boues
(matières ou digestat) 74
F.3. Exemples d’accidents recensés sur des installations de digestion –
méthanisation 76
F.4. Exemples d’accidents recensés sur des installations de stockage de biogaz
84
F.5. Exemples d’accidents recensés liés au transport du biogaz 89
F.6. Exemples d’accidents survenus sur des installations de déshydratation /
stockage du digestat déshydraté 93
F.7. Exemples d’accidents recensés sur des torchères 95
F.8. Exemples d’accidents survenus sur des stockages de produits chimiques au
sein de STEP 99
F.9. Conclusion 106
G. Analyse des risques 107
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G.1. Analyse des risques d’origine externe 107
G.2. Analyse des risques liés aux installations 115
H. Analyse détaillée des risques 137
H.1. Phénomènes dangereux retenus à l’issue de l’analyse des risques 137
H.2. Critères retenus pour la détermination des zones de dangers 137
H.3. Modèles de calcul utilisés 141
H.4. Modélisation du PhD1a – Explosion d’un digesteur plein, en fonctionnement
normal (effets de surpression) 150
H.5. Modélisation du PhD1b – Explosion d’un digesteur vide (effets de
surpression) 154
H.6. Modélisation du PhD2 – Explosion d’une bâche à boues digérées (effets de
surpression) 158
H.7. Modélisation du PhD3 – Explosion d’un gazomètre (effets de surpression) 161
H.8. Modélisation du PhD4 – Explosion non confinée de biogaz résultant de la
ruine du gazomètre à double membrane souple (effets thermiques et de surpression)
164
H.9. Modélisation du PhD5 – Explosion dans le container de traitement du biogaz
(effets de surpression) 170
H.10. Modélisation du PhD6 – Explosion dans le poste d’injection de gaz (effets de
surpression) 173
H.11. Modélisation du PhD7 – Explosion de biogaz dans un silo à boues
déshydratées (effets de surpression) 176
H.12. Modélisation du PhD8a – Explosion non confinée de biogaz ou de
biométhane résultant de la rupture guillotine d’une tuyauterie aérienne 179
H.13. Modélisation du PhD8b – Jet enflammé de biogaz résultant de la rupture
guillotine d’une tuyauterie aérienne 182
H.14. Modélisation du PhD9 – Explosion non confinée de biogaz suite à l’extinction
de la torchère 184
H.15. Tableau récapitulatif des distances d’effets des phénomènes dangereux
modélisés 186
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I. Analyse détaillée des risques 189
I.1. Analyse détaillée des risques 189
I.2. Tableau récapitulatif des accidents majeurs 193
I.3. Placement des accidents majeurs potentiels dans la matrice de criticité 193
J. Conclusion 194
Annexes 195
J.1. Annexe 1 – Plan d’implantation du site 195
J.2. Annexe 2 – Circuit de visite 197
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Glossaire – Abréviations
Les termes employés dans les études de dangers sont définis dans la circulaire du 10 mai
2010. Les principaux sigles employés dans la présente étude sont les suivants :
A
ATEX ATmosphère EXplosive
E
EDD Etude De Dangers.
EI Evénement Initiateur ; événement immédiatement en amont d’un
Evénement Redouté Central.
EPR Evaluation Préliminaire des Risques (idem APR)
ERC Evénement Redouté Central.
F
FDS Fiche de Données de Sécurité.
L
LIE Limite Inférieure d’Explosivité.
Un nuage d’air et de gaz (vapeur) inflammable (ou de poussières
combustibles) en concentration inférieure à la LIE du gaz (ou de la
poussière) considéré ne peut s’enflammer et exploser.
LSE Limite Supérieure d’Explosivité.
Un nuage d’air et de gaz (vapeur) inflammable (ou de poussières
combustibles) en concentration supérieure à la LSE du gaz (ou de la
poussière) considéré ne peut s’enflammer et exploser.
M
Mesure de Maîtrise des
Risques (MMR)
Ensemble d’éléments techniques et/ou organisationnels nécessaires et
suffisants pour assurer une fonction de sécurité. On distingue les MMR
de prévention et les MMR de protection (ou de limitation).
P
PhD Phénomène Dangereux.
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S
SEI Seuil des Effets Irréversibles sur la santé humaine
SEL / SPEL Seuil des premiers Effets Létaux ( 1% de décès sur la population
exposée)
SELS Seuil des Effets Létaux Significatifs ( 5% de décès sur la population
exposée)
U
UVCE Unconfined Vapour Cloud Explosion.
Explosion d’un nuage de gaz ou de vapeur inflammable dans un
environnement non confiné, encombré ou non encombré.
V
VCE Vapour Cloud Explosion.
Explosion d’un nuage de gaz ou de vapeur inflammable dans un
environnement confiné, encombré ou non encombré.
Autres sigles propres aux installations étudiées :
BSR Bassin de Stockage et de Restitution différée
PAC Pompe à chaleur.
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Résumé non technique
Le présent résumé dit « non technique » a pour objet de fournir à des lecteurs non-
spécialistes du domaine des installations industrielles, une information objective et factuelle,
et leur permettre ainsi de comprendre le projet, les enjeux, et les mesures prises pour que les
risques, liés à l’exploitation de la future installation, soient les plus faibles possibles, dans tous
les cas que ces risques ne mettent pas en péril la sécurité des tiers, à l’extérieur du site .
CONTEXTE
Le projet concerne la construction d’une unité de méthanisation des boues avec valorisation
énergétique du biogaz produit, sur le site de la station d’épuration des eaux (STEP) des Trois
Rivières.
La méthanisation consiste en une digestion anaérobie (en absence d’oxygène, grâce à des
bactéries spécifiques), de matières organiques (boues issues du traitement des eaux et/ou
déchets extérieurs non dangereux tels que déchets alimentaires), dans des conditions
contrôlées (température d'environ 37°C, temps de séjour d'environ 20 jours). Elle produit du
biogaz composé à 65% de méthane (CH4) et 35% de dioxyde de carbone (CO2) (+ traces
d'hydrogène sulfurée (H2S) et de Composés Organiques Volatiles (COV)). Ce biogaz est
ensuite épuré (élimination du CO2 et des autres impuretés). Le gaz résultant, désigné par le
terme biométhane, à une composition très proche du gaz naturel ou gaz de ville (pourcentage
de CH4 de l’ordre de 98%). Il est donc injecté dans le réseau de gaz.
Le méthane est une source d'énergie largement utilisée du fait de son pouvoir calorifique.
Le projet permet donc, à partir de déchets non dangereux, la production d'une énergie locale
et renouvelable, en accord avec les directives européennes.
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LOCALISATION ET ENVIRONNEMENT DU SITE
La station d’épuration des Trois Rivières est située sur la commune de Clermont-Ferrand.
L’environnement du site est constitué :
de terrains à vocation agricole au nord ;
d’activités industrielles à l’est ;
d’activités industrielles au sud (sucrerie Cristal Union) ;
Le site est bordé par les voies de circulation suivantes :
la rue de Boudon au sud ;
le chemin de Malintrat, l’autoroute A71 puis la départementale D772 à l’ouest.
Les premières habitations sont relativement éloignées (plusieurs centaines de mètres).
L’aéroport le plus proche (Aéroport de Clermont Ferrand) est situé à environ 1km à vol
d’oiseau.
Carte IGN de la zone d’implantation des installations en projet (Source : Géoportail – échelle
1 : 20 000)
Implantation
des
installations
en projet
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PR
Vue aérienne du site
PRESENTATION DES INSTALLATIONS ETUDIEES
Sont étudiées les installations nouvelles et/ou modifiées dédiées à la méthanisation des boues et à la valorisation du biogaz. Ces installations comprennent : les installations de méthanisation constituées des ouvrages suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Homogénéisation des
matières avant digestion
Deux bâches amont (boues
épaissies) de 350 m3 utile
unitaire
51
Digestion des matières
Deux digesteurs de 4 000 m3
utile unitaire associés à une
rétention de 4 000 m3
52A
52B
55 (rétention)
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les installations de valorisation du biogaz constituées des ouvrages suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Stockage du biogaz
Un gazomètre primaire de
50 m3
Un gazomètre secondaire de
1 200 m3
60
61
Purification du biogaz
Une unité de prétraitement sur
charbon actif et de purification
par membrane
62
Injection du biogaz dans le
réseau GrDF
Une unité d'injection dans le
réseau de 240 Nm3/h
(bien qu’implantée sur le site,
cette unité est propriété de
GrDF)
82
Réseau biogaz et
biométhane
Tuyauteries aériennes et
enterrées de transfert du biogaz
et du biométhane entre les
différentes installations
-
les installations de stockage et traitement du digestat constituées des ouvrages
suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Stockage du digestat
Deux bâches aval (boues
digérées) de 476 m3 utile
unitaire
09
Stockage du digestat
déshydraté
Un silo en béton de 100 m3
utile (existant)
Un nouveau silo métallique de
100 m3 utile
16
16B
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les utilités nécessaires au fonctionnement des installations listées ci-avant :
Installation / Fonction Equipement / Installation
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Brûlage du biogaz en excès Une torchère 63
Chauffage des matières
entrant dans les digesteurs
Deux pompes à chaleur de
330 kW de puissance
thermique unitaire
51
Désodorisation du ciel gazeux
des cuves
Désodorisation de l'air vicié
issu des différentes cuves par
traitement acido-basique
Désodorisation sur matériaux
absorbant du bassin BSR
70
33
Stockage des réactifs
chimiques 33, 51, 53, 09, 70
OBJECTIFS, DEMARCHE ET CONTENU DE L’ETUDE DE DANGERS
Le présent document constitue l’étude de dangers des installations nouvelles et/ou modifiées
dédiées à la méthanisation des boues et à la valorisation du biogaz.
Cette étude évalue, au moyen d’une analyse des risques, la probabilité d’occurrence et la
gravité des conséquences des accidents qui pourraient se produire sur les installations
étudiées, et vérifie la pertinence et suffisance des mesures de sécurité afin de garantir un
niveau de risque aussi faible que possible.
La démarche d’analyse de risques, qui a été menée dans l’étude, comprend cinq étapes
successives détaillées ci-après.
1- Identification des dangers intrinsèques à l’installation du fait des produits présents
et/ou des procédés mis en œuvre, et mesures prises pour réduire ces potentiels de
dangers
Les dangers liés aux produits présents sur les installations de méthanisation et valorisation
du biogaz sont :
le biogaz : le biogaz est inflammable du fait de sa teneur en méthane. Il peut donc générer
des phénomènes d’incendie (effets thermiques) ou d’explosion (effets de surpression). Sa
teneur en hydrogène sulfuré, qui est un gaz très toxique, est faible et ne présente pas un
danger pour les populations.
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le biométhane obtenu après purification du biogaz : comme ce dernier, le biométhane est
inflammable. Il peut donc générer des phénomènes d’incendie (effets thermiques) ou
d’explosion (effets de surpression).
Les boues avant et après méthanisation : le principal risque est une pollution des eaux
et du sol en cas de perte de confinement d’un ouvrage contenant ces boues.
les produits chimiques utilisés pour le traitement des boues, de l’air vicié présent
dans les équipements, et du biogaz. Les produits potentiellement dangereux utilisés sont
de l’acide sulfurique, de la soude et de la javel. Ces produits sont corrosifs ou irritants et
présentent un risque de pollution en cas de perte de confinement. Certains, notamment la
javel et l’acide sulfurique, sont incompatibles et généreraient du chlore en cas de mise en
contact.
La réduction des potentiels de dangers a été prise en compte dès la conception des
installations. En effet, la conception des équipements et les conditions opératoires ont été
choisies de façon à minimiser les dangers et/ou limiter les effets des phénomènes dangereux
qui pourraient se produire. En outre, des mesures de prévention et de protection vis-à-vis des
risques identifiées (incendie, explosion, perte de confinement de produits) sont prévues
(détection de gaz, détection incendie, rétention).
2- Analyse de l’accidentologie :
En analysant les accidents déjà survenus sur des installations similaires, l’étude de
l’accidentologie permet de tirer des enseignements quant à la nature des accidents possibles
et à l’adéquation des mesures de sécurité prises.
3- Analyse des risques liés aux installations
Une analyse des risques a été réalisée selon une méthode reconnue pour les études de
dangers (méthode de l’Analyse Préliminaire des Risques). Celle-ci a permis de déterminer
tous les scénarios accidentels possibles. A l’issue de cette analyse sont retenus uniquement
les scénarios pouvant conduire à un phénomène dangereux susceptible d’impacter des tiers.
Pour les installations étudiées, les phénomènes dangereux identifiés, quelle que soit leur
probabilité d’occurrence, sont les suivants :
Explosion d’un nuage de gaz inflammable (biogaz) contenu dans un équipement
(digesteurs, bâches à boues digérées, gazomètres, unité de traitement biogaz…), en
raison de la présence de biogaz dans un milieu confiné et de la présence d’une source
d’inflammation. Ce scénario d’explosion confinée de gaz génère des effets de surpression.
Explosion d’un nuage de gaz inflammable (biogaz ou biométhane) en extérieur, en raison
de la fuite (au niveau d’une tuyauterie, d’un gazomètre…) et de la présence d’une source
d’inflammation. Ce scénario d’explosion non confinée de gaz génère des effets thermiques
et de surpression.
Inflammation immédiate de gaz inflammable (biogaz ou biométhane), en raison de la fuite
(au niveau d’une tuyauterie contenant du gaz sous pression) et de la présence d’une
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source d’inflammation. Ce scénario de jet enflammé (ou feu de torche) génère des effets
thermiques.
4- Modélisation des phénomènes dangereux
Cette étape consiste à déterminer les distances d’effets thermiques ou de surpression de
chacun des phénomènes dangereux retenus à l’issue de l’analyse des risques. Les distances
sont évaluées pour les trois seuils d’effets réglementaires suivants :
Le Seuil des effets irréversibles (SEI) qui correspond au seuil à partir duquel les personnes
exposées subiraient des blessures (telles que des brûlures) irréversibles ;
Le Seuil des premiers effets létaux (SPEL) qui correspond au seuil pouvant entrainer le
décès de 1 personne sur 100 exposées ;
Le Seuil des effets létaux significatifs (SELS) qui correspond au seuil pouvant entrainer le
décès de 5 personnes sur 100 exposées.
Nota : Un seuil de surpression correspondant au seuil de destructions de vitres est rajouté
pour les effets de surpression en cas d’explosion mais il n’est pas contraignant.
Dix phénomènes dangereux ont été retenus et modélisés :
PhD1a – Explosion d’un digesteur en fonctionnement normal (effets de surpression) ;
PhD1b – Explosion d’un digesteur, en phase de vidange, quasiment vide de boues (effets
de surpression) ;
PhD2 – Explosion d’une bâche à boues digérées (effets de surpression) ;
PhD3 – Explosion d’un gazomètre (effets de surpression) ;
PhD4 – Explosion non confinée de biogaz consécutive à une perte de confinement du
gazomètre souple (effets thermiques et de surpression) ;
PhD5 – Explosion de biogaz dans le container d’épuration du biogaz (effets de
surpression) ;
PhD6 – Explosion de biométhane au niveau du local d’injection GrDF (effets de
surpression) ;
PhD7 – Explosion de biogaz dans un silo des boues déshydratées (effets de surpression).
PhD8a – Explosion non confinée (UVCE) de biogaz / biométhane résultant de la rupture
guillotine d’une tuyauterie du réseau biogaz (effets de surpression et effets thermiques) ;
PhD8b – Jet enflammé de biogaz / biométhane résultant de la rupture guillotine d’une
tuyauterie du réseau biogaz (effets thermiques).
Pour chaque phénomène dangereux étudié, les distances d’effets correspondant aux seuils
des effets létaux (SELS, SPEL) et aux seuils des effets irréversibles (SEI) définis
précédemment, ainsi que la cartographie sur plan de ces zones d’effets sont disponibles au
§ H.
Aucun phénomène dangereux ne génère d’effets létaux en dehors des limites du site.
Un seul phénomène dangereux génère des effets irréversibles hors site. Il s’agit du PhD1b –
Explosion d’un digesteur vide de boues mais rempli de biogaz – dont le tracé des zones
d’effets est présenté ci-après.
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5- Analyse détaillée des risques
Une analyse détaillée des risques, comprenant une évaluation de la probabilité, de la gravité
et de la cinétique, a été réalisée pour le phénomène dangereux PhD1b – Explosion d’un
digesteur vide de boues mais rempli de biogaz – puisque les effets irréversibles (50 mbar)
générés par ce phénomène sorte légèrement des limites du site côté ouest.
Cette analyse détaillée des risques comprend :
l’évaluation de la gravité des conséquences du phénomène dangereux :
Il s’agit de dénombrer le nombre de personnes susceptibles d’être exposées aux effets
irréversibles. Ce nombre a été estimé à moins de une personne sur la base des règles de
comptage de la circulaire du 10 mai 2010, ce qui correspond à une gravité de niveau
« modéré » selon l’échelle de l’arrêté ministériel du 29 septembre 2005 qui compte cinq
niveau (de « modéré » à « désastreux »).
l’évaluation de la probabilité d’occurrence du phénomène dangereux :
La probabilité d’occurrence d’une explosion d’un digesteur vide a été évaluée à 10-7/an,
soit de niveau E, par référence à l’échelle de l’arrêté ministériel du 29 septembre 2005 qui
compte cinq niveau (de « A » à « E » par ordre de probabilité croissante). Un niveau E
traduit un évènement « Possible mais extrêmement peu probable » et correspond à une
probabilité de 10-5 (peut se produire moins de 1 fois tous les 10 000 000 ans).
l’évaluation de la cinétique du phénomène dangereux :
L’explosion d’un digesteur vide est un phénomène dangereux rapide selon l’arrêté
ministériel du 29 septembre 2005.
6- Synthèse de l’analyse des risques
Les différents accidents envisagés sont, in fine, placés dans la matrice dite de criticité ci-
dessous qui permet d’apprécier le niveau de risque global d’une installation.
Pour les installations en projet, seul l’explosion d’un digesteur vide (PhD1b) est reportée dans
la matrice, les autres phénomènes dangereux ne générant pas d’effets létaux ou irréversibles
sur des tiers à l’extérieur du site.
Rappelons que la gravité de l’explosion d’un digesteur vide résulte exclusivement de l’impact
sur une portion du chemin de Malintrat.
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Probabilité (sens croissant de E vers A)
Gravité E D C B A
Désastreux
Catastrophique
Important
Sérieux
Modéré
PhD1b –
Explosion d’un
digesteur vide
CONCLUSIONS DE L’ETUDE DE DANGERS
Grâce à la réflexion menée en amont pour minimiser les dangers, optimiser l’implantation des
différents équipements et définir les mesures de sécurité nécessaires, il s’avère qu’un seul
phénomène dangereux est susceptible de générer des effets irréversibles sur des tiers. Il
s’agit de l’explosion d’un digesteur vide dont les effets irréversibles (50 mbar) impactent une
portion du chemin de Malintrat (gravité des effets évaluée de niveau « modéré »).
Ce phénomène dangereux est très improbable (probabilité estimée à 10-7/an, niveau E). Il est
placé dans une case verte de la matrice de criticité.
Le niveau de risque des installations de méthanisation et valorisation du biogaz en
projet sur la STEP des Trois Rivières est donc jugé acceptable.
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A. Contexte, objectifs et contenu de l’étude
A.1. Contexte
Le projet concerne la construction d’une unité de méthanisation des boues avec valorisation
énergétique du biogaz produit, sur le site de la station d’épuration des eaux (STEP) des Trois
Rivières.
La méthanisation, aussi appelée digestion, est une fermentation de matières organiques, en
l’absence d’oxygène, et sous l’action de bactéries spécifiques. Cette dégradation produit du
biogaz, qui est un mélange de méthane, de dioxyde carbone et en moindre proportion d’eau,
d’azote et d’hydrogène sulfuré. Ce biogaz est purifié puis injecté, sous forme de biométhane
composé à 96,7% de méthane, dans le réseau GrDF.
A.2. Objectifs de l’étude de dangers
L’étude de dangers expose les dangers que peuvent présenter les installations en décrivant
les principaux accidents susceptibles d’arriver, leurs causes (d’origine interne ou externe),
leur nature et leurs conséquences.
Elle précise et justifie les mesures propres à réduire la probabilité et les effets de ces accidents
à un niveau acceptable.
Elle décrit l’organisation de la gestion de la sécurité mise en place sur le site et détaille la
consistance et les moyens de secours internes ou externes mis en œuvre en vue de combattre
les effets d’un éventuel sinistre.
A.3. Périmètre et contenu de l’étude de dangers
A.3.1. Périmètre de l’étude
Le périmètre de l’étude de dangers comprend les installations nouvelles et/ou
modifiées dédiées à la méthanisation des boues et à la valorisation du biogaz.
Ces installations sont présentées au § C.3.
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A.3.2. Contenu de l’étude
Conformément aux prescriptions réglementaires en vigueur, la présente étude de dangers
(EDD) comprend :
une présentation de l’environnement du site et des installations projetées (§ C.) ;
la description de l’organisation du site en matière de sécurité et les mesures
générales de prévention et de protection (§ D.) ;
l’analyse des risques des installations déployée en 5 étapes :
l’identification des potentiels de dangers des installations et les mesures
proposées pour réduire les dangers à la source (§ E.) ;
l’analyse de l’accidentologie dont l’objectif est de tirer des enseignements sur les
accidents s’étant déjà produits sur des installations similaires (type d’accidents,
causes, conséquences, mesures correctrices prises) et de vérifier leur prise en compte
dans la conception du projet (§ F.) ;
l’Analyse des Risques qui permet d’identifier les phénomènes dangereux (PhD) ou
scénarii potentiellement majeurs, c’est-à-dire dont les effets sont susceptibles de sortir
du site (§ G.) ;
la modélisation des effets des phénomènes dangereux retenus à l’issue de
l’APR, permettant de vérifier si les PhD retenus sont effectivement majeurs (effets
hors site) (§ H.) ;
l’Analyse Détaillée des Risques des PhD avérés majeurs avec évaluation de
l’intensité des effets, de la probabilité, de la gravité et de la cinétique (§ I.) ;
la présentation des différents Phénomènes Dangereux (PhD) majeurs étudiés
dans la matrice de criticité (matrice gravité x probabilité) permettant de rendre
compte du niveau de maîtrise des risques des installations (§ I.2. et I.3).
Un résumé non technique de la présente étude de dangers, explicitant la probabilité, la
cinétique et les zones d’effets des accidents potentiels, est joint en début de rapport.
A.3.3. Démarche d’analyse et d’étude de réduction des risques
La démarche d’analyse des risques est présentée sur le schéma ci-après. Elle est réalisée en
cinq étapes.
Le descriptif des installations (produits, procédés, plans, schémas, …) et de leur
environnement constitue les données d’entrée de l’analyse.
Le produit de sortie de l’analyse est constitué par la liste des phénomènes dangereux majeurs,
caractérisés par leur probabilité, gravité, intensité et cinétique, et hiérarchisés dans la matrice
de criticité Gravité (G) x Probabilité (P) permettant d’apprécier le niveau de maîtrise des
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risques du site et, le cas échéant, de proposer des Mesures de Maitrise des Risques (MMR)
supplémentaires.
Logigramme présentant la démarche d’analyse et d’étude de réduction des risques
Les différentes étapes de la démarche sont détaillées ci-après.
Remarque sur le niveau de détail de l’analyse des risques :
L’analyse des risques réalisée est orientée vers les risques susceptibles de porter atteinte à
l’environnement, en particulier aux personnes à l’extérieur du site. Elle complète l’analyse des
risques pour les salariés au sein de l’établissement, réalisée au titre du Code du Travail, et
formalisé par le document unique d’évaluation des risques professionnels (sécurité du
personnel – décret du 5 novembre 2001).
Potentiels de dangers Quels sont les potentiels de dangers ?
Quelles mesures / technologies sont prévues pour réduire ces dangers ?
Accidentologie Quels incidents/accidents se sont produits sur des installations similaires
Quelles mesures sont prévues ?
Analyse Préliminaire des Risques Quels PhD majeurs potentiels ?
Analyse Détaillée des Risques
Modélisation des PhD
Evaluation de la criticité du risque
(P x G)
Recherche et études de Mesures
de Réduction du RisquesRisque acceptable
Effets hors site
Placement dans une zone verte de
la matrice P x G
Placement dans une zone jaune
ou orange de la matrice P x G
oui
non
oui
non
oui
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A.3.3.1. 1ère étape : Identification des potentiels de dangers
Cette première étape de l’analyse des risques a pour objectif d’identifier et caractériser les
potentiels de dangers.
La méthode employée pour identifier les potentiels de dangers consiste à :
identifier les potentiels de dangers liés aux produits, en examinant les propriétés et les
quantités de produits susceptibles d’être présents sur le site ;
identifier les équipements qui ne mettent pas en œuvre de matière dangereuse mais qui
représentent un danger du fait de leurs conditions opératoires.
Les données d’entrée sont :
la liste des produits et des Fiches de Données de Sécurité (FDS) ;
la liste des équipements présents sur le site.
A la suite de cette identification, une réflexion est menée sur les possibilités éventuelles de
réduire les potentiels de dangers du site telles que la réduction, suppression ou substitution
des produits et/ou des procédés dangereux par des produits et/ou des procédés moins
dangereux.
A.3.3.2. 2ème étape : Analyse de l’accidentologie
L’analyse de l’accidentologie est la première étape de l’analyse des risques. Elle porte sur les
accidents survenus sur des installations similaires. Elle permet de tirer des enseignements
qui seront analysés ensuite (scénarios accidentels, adéquation des mesures de maîtrise des
risques, …).
A.3.3.3. 3ème étape : Analyse des risques
Cette 3ème étape de l’analyse des risques s’articule en deux parties :
1- l’analyse des risques d’origine externe, liés à l’environnement naturel ou aux activités à
proximité du site, qui constituent des agresseurs potentiels pour les installations. En
fonction de leur intensité et des mesures prises, ces risques seront ou non retenus par la
suite en tant qu’événements initiateurs (ou causes) d’un événement redouté.
2- L’analyse des risques internes, propres aux installations, ou analyse des dérives. Il s’agit
d’une analyse systématique des risques. Elle vise à :
lister tous les Evènements Redoutés Centraux possibles (ERC) ;
identifier les causes (ou Evénements Initiateurs (EI)) et les conséquences (ou
Phénomènes Dangereux (PhD)) de chacun des ERC envisagés ;
recenser les mesures de prévention, de détection et de protection prévues ;
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évaluer la gravité sur les tiers de chaque phénomène dangereux pour, in fine, identifier
et retenir tous les phénomènes dangereux majeurs potentiels devant, de ce fait, être
analysés et quantifiés dans le cadre de l’Analyse Détaillée des Risques. Les
phénomènes dangereux majeurs potentiels sont tous les PhD susceptibles de
conduire, directement ou par effet-domino, à des effets sur les tiers (personnes en
dehors du site), sans tenir compte des éventuelles mesures de protection existantes
sauf si celles-ci sont des barrières passives.
Le produit de sortie de l’analyse est constitué de tableaux contenant les colonnes suivantes :
Colonne 1 Evènements redoutés
Colonne 2 Causes (événements initiateurs)
Colonne 3 Conséquences (phénomènes dangereux et effets)
Colonne 4 Mesures de prévention et de protection
Colonne 5 Gravité potentielle (évaluée en ne tenant compte que des éventuelles
barrières passives)
Colonne 6 Commentaires
A ce stade de l’analyse des risques, la gravité est évaluée de façon binaire :
Mineure = Pas d’effets hors site ;
Majeur = Effets hors site ( dans ce cas, le PhD est dit majeur) ou à vérifier par la
modélisation.
Nota : La gravité est évaluée pour les personnes tierces (hors personnel, sous-traitants, etc.
travaillant sur le site), selon les attentes de l’étude de dangers.
A.3.3.4. 4ème étape : Analyse détaillée des risques
Les phénomènes dangereux (PhD) majeurs potentiels, identifiés lors de l’APR, sont
modélisés.
Les distances d’effets obtenues par la modélisation permettent :
1- de confirmer s’il s’agit effectivement de PhD majeurs (effets à l’extérieur du site) pour
lesquels une analyse détaillée – et quantifiée – est réalisée.
2- d’examiner les risques d’effets dominos.
Par effets dominos, on entend nouveau phénomène dangereux potentiellement majeur
résultant d’un PhD majeur. A noter, dans l’évaluation de l’effet domino, les effets du PhD
initiateur et ceux du PhD résultant par effets dominos ne sont pas à cumuler.
L’analyse détaillée et quantifiée des PhD majeurs comprend :
l’évaluation de la gravité du PhD ;
l’évaluation de la probabilité du PhD ;
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l’évaluation de la cinétique des PhD ;
l’identification et la caractérisation des mesures de Maitrise des Risques (MMR).
Evaluation de la probabilité :
L’échelle de probabilité de référence est celle de l’Arrêté Ministériel du 29/09/2005 [R1] :
Niveau de
fréquence E D C B A
Qualitative
Possible mais
extrêmement peu
probable
Très improbable Improbable Probable Courant
N’est pas
impossible au vu
des
connaissances
actuelles mais
non rencontré au
niveau mondial
sur un très grand
nombre
d’installations en
exploitation
depuis des
années
S’est déjà produit
dans ce secteur
d’activité mais a
fait l’objet de
mesures
correctives
réduisant
significativement
sa probabilité
S’est déjà produit
dans ce secteur
d’activité ou dans
ce type
d’organisation au
niveau mondial,
sans que les
éventuelles
corrections
intervenues
depuis apportent
une garantie de
réduction
significative de sa
probabilité
S’est déjà
produit et/ou
peut se
reproduire
pendant la durée
de vie de
l’installation
S’est produit sur
des sites
considérés et/ou
peut se produire
à plusieurs
reprises pendant
la durée de vie
de l’installation
malgré
d’éventuelles
mesures
correctrices
½
quantitative
Cette échelle est intermédiaire entre les échelles qualitative et quantitative, et permet de tenir
compte des mesures de maîtrise des risques mises en place
Quantitative
(par unité et
par an)
L’évaluation de la probabilité est réalisée de façon quantitative ou qualitative en se basant sur
des bases de données reconnues et le retour d’expérience.
Elle tient compte des Mesures de Maitrise des Risques éventuelles, qui interviennent en
prévention ou protection dans le déroulement accidentel. La notion de MMR est développée
plus loin.
L’évaluation de la probabilité peut s’appuyer sur une construction type « nœud papillon » qui
est une représentation graphique sous forme de double arborescence, combinant un arbre de
défaillance et un arbre d’événements. La partie gauche du nœud papillon correspond à un
arbre de défaillances et permet d’identifier les causes et combinaisons de causes de
l’événement redouté (dit événement redouté central ERC). La partie droite du nœud papillon
est un arbre d’événements et permet de déterminer les conséquences de l’ERC.
10-4 10-3 10-2 10-5
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Dans cette représentation, pour un même événement redouté central, chaque chemin
conduisant d'une défaillance d’origine (évènement indésirable ou courant) jusqu’à l’apparition
de dommages au niveau des cibles (effets majeurs) désigne un scénario particulier (un
chemin = un scénario).
Les Mesures de Maîtrise des Risques (MMR) sont représentées sur le nœud papillon par des
barres verticales symbolisant le fait qu’elles s’opposent au développement du scénario
d’accident.
Une même barrière ne peut pas apparaître plusieurs fois sur un même chemin allant de l’EI
au PhD et à ses effets en passant par l’ERC.
Les différents Evénements Initiateurs (EI) sont reliés par des portes logiques « ET » et « OU »
suivant que l’événement aval nécessite ou non pour se produire, la réalisation de plusieurs
EI :
Porte « ET » : la réalisation de tous les EI (ou causes) est nécessaire à la réalisation de
l’événement aval.
Porte « OU » : la réalisation d’un des EI (ou causes) suffit à la réalisation de l’événement
aval.
Cet outil permet d’apporter une démonstration renforcée de la bonne maîtrise des risques en
présentant clairement l’action des mesures de maîtrise des risques sur le déroulement d’un
phénomène accidentel.
Formalisme d’une séquence accidentelle avec la méthode des nœuds papillons
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Désignation Signification Définition Exemples
EIn Evènement
Indésirables
Dérive ou défaillance sortant du cadre
des conditions d'exploitation usuelles
définies
Le surremplissage ou un départ
d’incendie à proximité d’un
équipement dangereux peuvent
être des évènements initiateurs
EC Evénement
Courant
Evénement admis survenant de façon
récurrente dans la vie d'une
installation
Les actions de test, de
maintenance ou la fatigue
d'équipements sont généralement
des événements courants
EI Evénement
Initiateur
Cause directe d’une perte de
confinement ou d’intégrité physique
La corrosion, l'érosion, les
agressions mécaniques, une
montée en pression sont
généralement des événements
initiateurs
ERC Evénement
Redouté
Central
Perte de confinement sur un
équipement dangereux ou perte
d’intégrité physique d'une substance
dangereuse
Rupture, brèche, ruine ou
décomposition d’une substance
dangereuse dans le cas d’une
perte d’intégrité physique
ERS Evènement
Redouté
Secondaire
Conséquence directe de l’événement
redouté central, l’événement redouté
secondaire caractérise le terme
source de l’accident
Formation d’une flaque ou d’un
nuage lors d’un rejet d’une
substance diphasique
Ph D Phénomène
Dangereux
Phénomène physique pouvant
engendrer des dommages majeurs
Incendie, explosion, dispersion
d’un nuage toxique
EM Effets Majeurs Dommages occasionnés au niveau
des cibles (personnes, environnement
ou biens) par les effets d’un
phénomène dangereux
Effets létaux ou irréversibles sur la
population
synergies d’accident
Légende des événements figurant sur le modèle de nœud papillon
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Evaluation de la gravité :
L’échelle de gravité de référence est celle de l’AM du 29/09/2005 [R1] :
Niveau de gravité
Zone délimitée par
le seuil des effets
létaux significatifs
Zone délimitée par
le seuil des effets
létaux
Zone délimitée par
le seuil des effets
irréversibles sur la
vie humaine
Désastreux Plus de 10 personnes
exposées (1)
Plus de 100 personnes
exposées
Plus de 1 000
personnes exposées
Catastrophique Moins de 10 personnes
exposées
Entre 10 et 100
personnes exposées
Entre 100 et 1 000
personnes exposées
Important Au plus 1 personne
exposée
Entre 1 et 10
personnes exposées
Entre 10 et 100
personnes exposées
Sérieux Aucune personne
exposée
Au plus 1 personne
exposée
Moins de 10 personnes
exposées
Modéré Pas de zone de létalité hors établissement
Présence humaine
exposée à des effets
irréversibles inférieure
à « une personne » (1) Personnes exposées : personnes exposées à l’extérieur des limites du site, en tenant compte le
cas échéant des mesures constructives visant à protéger les personnes contre certains effets et la
possibilité de mise à l’abri des personnes en cas d’occurrence d’un phénomène dangereux si la
cinétique de ce dernier et de la propagation de ses effets le permettent.
Les règles de comptage utilisées sont celles proposées dans la circulaire du 10 mai 2010 [R2].
Nota : Comme précisé en bas du tableau ci-dessus, les personnes comptabilisées dans la
gravité sont « les personnes exposées à l’extérieur des limites du site ». En effet, l’étude de dangers
a pour objet de protéger les tiers, présents dans l’environnement du site. La protection du personnel de
la STEP est garantie par le respect du Code de Travail. Quant aux visiteurs, leur présence est
occasionnelle, de courte durée en un même point. De plus, avant tout déplacement au sein de la STEP,
ils reçoivent une information sur les risques des installations et les consignes à respecter (téléphone
éteint, interdiction de fumer, interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la
visite, ils sont encadrés par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en
queue de groupe).
Evaluation de la cinétique :
La cinétique est à relier au temps d’atteinte des cibles par les effets.
L’échelle de cinétique retenue compte deux niveaux :
cinétique lente : le développement du phénomène accidentel, à partir de sa détection, est
suffisamment lent pour permettre de protéger les populations exposées avant qu’elles ne
soient atteintes.
cinétique rapide : le développement du phénomène accidentel, à partir de sa détection,
ne permet pas de protéger les populations exposées avant qu’elles ne soient atteintes.
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L’estimation de la cinétique d’un accident permet de valider l’adéquation des mesures de
protection prises ou envisagées ainsi que l’adéquation des plans d’urgence mis en place pour
protéger les personnes exposées à l’extérieur des installations avant qu’elles ne soient
atteintes.
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Identification et caractérisation des Mesures de Maitrise des Risques (MMR) :
Une Mesure de Maîtrise des Risques ou MMR est une chaîne de sécurité, constituée de un
ou plusieurs équipements, qui remplit une fonction de sécurité et satisfait un certains nombres
de critères : indépendance, efficacité, temps de réponse et testabilité / maintenabilité (ou
maintien dans le temps).
Sont distinguées :
les MMR humaines ou organisationnelles (BHS – Barrières Humaines de Sécurité)
(exemple : contrôle d’une opération par une tierce personne) (cf. Rapport d’étude de
l’INERIS Omega 20) ;
les MMR techniques (BTS) qui comprennent :
les dispositifs de sécurité actifs (soupape de décharge, clapet limiteur de débit, …) ou
passifs (disque de rupture, arrête-flammes, cuvette de rétention, …)
les Systèmes Instrumentés de Sécurité (SIS) (ensembles constitués d’une détection,
d’un traitement du signal et d’un actionneur).
les MMR qui associent un dispositif technique et une action humaine (BTHS) (par
exemples : fermeture manuelle d’une vanne suite à la détection visuelle d’une
augmentation anormale de la pression du réacteur, mise en sécurité d’une vanne par
actionnement d’un bouton d’arrêt d’urgence par l’opérateur suite à une détection de fuite,
…).
L’étude de dangers évalue l’efficacité des MMR identifiées en attribuant à chaque MMR un
niveau de confiance (NC). Ce NC est définit par analogie aux exigences qualitatives des
normes NF EN 61508 et NF EN 61511 (1) (cf. Rapport d’étude de l’INERIS Omega 10). Ce
niveau de confiance est lié à la probabilité de défaillance de la barrière et associé à un facteur
de réduction du risque (NC 1 PFD (Probability of Failure on Demand) = 10-1 / sollicitation
facteur de réduction du risque = 10, NC 2 PFD = 10-2 / sollicitation facteur de réduction
du risque = 100).
(1) NF-EN 61508 : Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques / électroniques /
électroniques programmables relatifs à la sécurité.
NF EN 61511 : Sécurité fonctionnelle – Systèmes instrumentés de sécurité pour le secteur de
l’industrie de process.
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A.3.3.5. 5ème étape : Bilan de l’analyse des risques
A l’issue de l’analyse détaillée des risques, les phénomènes dangereux majeurs sont
hiérarchisés selon leur probabilité et gravité via la matrice gravité x probabilité réglementaire
(aussi appelée matrice de criticité) :
Probabilité (sens croissant de E vers A)
Gravité E D C B A
Désastreux
Catastrophique MMR rang 1 MMR rang 2
Important MMR rang 1 MMR rang 1 MMR rang 2
Sérieux MMR rang 1 MMR rang 2
Modéré MMR rang 1
En fonction du niveau de criticité obtenu, des mesures complémentaires peuvent être
proposées.
Zone en vert : zone de risque moindre accidents « acceptables » dont il n’y a pas lieu
de s’inquiéter outre mesure (le risque est maîtrisé). Pas de mesures de réduction
complémentaire du risque.
Zone en jaune et orange « MMR » : zone de Mesures de Maîtrise des Risques. Les
phénomènes dangereux dans cette zone doivent faire l’objet d’une démarche
d’amélioration continue en vue d’atteindre, dans des conditions économiquement
acceptables, un niveau de risque aussi bas que possible, compte tenu de l’état des
connaissances et des pratiques et de la vulnérabilité de l’environnement de l’installation
zone ALARP (As Low As Reasonnably Practicable). Il est important de démontrer que
toutes les mesures de maîtrise des risques ont été envisagées et mises en œuvre (dans
la mesure du techniquement et économiquement réalisable).
La gradation des cases "MMR " en " rangs ", correspond à un risque croissant, depuis le
rang 1 jusqu'au rang 2. Cette gradation correspond à la priorité que l'on peut accorder à
la réduction des risques, en s'attachant d'abord à réduire les risques les plus importants
(rangs les plus élevés).
Zone en rouge « NON » : zone de risque élevé accidents « inacceptables »
susceptibles d’engendrer des dommages sévères à l’intérieur et hors des limites du site
(mesures compensatoires à mettre en œuvre).
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B. Documents de référence
B.1. Textes réglementaires, normes et guides
techniques utilisés
[R1] Arrêté du 29 septembre 2005 – dit arrêté « PCIG » – relatif à l’évaluation et à la prise
en compte de la probabilité d’occurrence, de la cinétique, de l’intensité des effets et de
la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des
installations soumises à autorisation.
[R2] 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 » applicable aux installations
soumises à simple autorisation moyennant le principe de proportionnalité.
[R3] INERIS – rapport n°46032 – Etude comparative des dangers et des risques liés au
biogaz et au gaz naturel – 10/04/2006.
[R4] INERIS – DRA-09-101660-12812A – Scénarios accidentels et modélisation des
distances d’effets associés pour des installations de méthanisation de taille agricole et
industrielle – 18/01/2010.
[R5] INERIS – DRA-07-88414-10587B – Etude des risques liés à l’exploitation des
méthaniseurs agricoles – 18/01/2008.
[R6] INERIS – DRA-12-117442-01013A – Retour d’expérience relatif aux procédés de
méthanisation et à leurs exploitation – 13/02/2012.
[R7] INERIS – DRA-14-133344-01580B – Etude des distances d’effets (explosion,
thermique, toxique) des principaux scénarios majorants d’unité d’épuration de biogaz
et d’injection de biométhane – 07/10/2014.
[R8] Seuils de toxicité aigüe de l’hydrogène sulfuré – Rapport INERIS INERIS– DRC-08-
94398-10646A.
[R9] Guide de l’état de l’art sur les silos pour l’application de l’arrêté ministériel relatif aux
risques présentés par les silos et les installations de stockage de céréales, de grains,
de produits alimentaires ou de tout autre produit organique dégageant des poussières
inflammables - Version 3 – 2008 – MEEDDAT.
[R10] INERIS – Rapport d’étude N°DRA-16-133610-06190A du 23/06/2016 – Les explosions
non confinées de gaz et de vapeurs.
[R11] INERIS – Réf. 17-163622-11458A – Vers une méthanisation propre, sûre et durable –
Février 2018.
[R12] BARPI – Synthèse de la « Journée technique Maîtrise des risques sur les sites de
méthanisation et compostage » – 25 février 2020.
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B.2. Documents et données liés au projet
Les documents et données sur lesquels l’étude s’est appuyée sont :
le plan d’implantation des installations projetées ;
la documentation technique sur les équipements ;
les PIDs ;
les données fournies par SUEZ.
B.3. Terminologie
En référence aux termes de l’arrêté ministériel du 10 novembre 2009, fixant les règles
techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de méthanisation soumises à
autorisation en application du titre Ier du livre V du code de l'environnement, les termes
suivants sont employés :
Méthanisation : processus de transformation biologique anaérobie de matières
organiques qui conduit à la production de biogaz et de digestat.
Installation de méthanisation : unité technique destinée spécifiquement au traitement de
matières organiques par méthanisation. Elle peut être constituée de plusieurs lignes de
méthanisation avec leurs équipements de réception, d’entreposage et de traitement
préalables des matières, leurs systèmes d’alimentation en matières et de traitement ou
d’entreposage du digestat et déchets et des eaux usées, et éventuellement leurs
équipements d’épuration de biogaz.
Matières : on entend par matières les déchets et les matières organiques ou effluents
traités dans l’installation. Le terme « boues » est plus communément employé.
Biogaz : gaz issu de la fermentation anaérobie de matières organiques, composé pour
l’essentiel de méthane et de dioxyde de carbone, et contenant notamment des traces
d’hydrogène sulfuré.
Digestat : il s’agit des boues digérées, constituées d’un résidu brut liquide, pâteux ou
solide issu de la méthanisation de matières organiques.
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C. Description des installations projetées et
de leur environnement
C.1. Localisation et accès
La station d’épuration des Trois Rivières est située sur la commune de Clermont-Ferrand.
Le site est situé sur la parcelle cadastrale BH 0120.
Sa superficie est d’environ 138 000 m². Son altitude est de 328,9 m.
Ses coordonnées géographiques sont :
Longitude 3° 9’ 5.21’’E ;
Latitude 45° 47’ 58.41’’ N.
Coordonnées Lambert 93 du site sont :
X : 711770.99 ;
Y : 6522224.22.
(Source : Geoportail)
Carte IGN de la zone d’implantation des installations en projet (Source : Géoportail – échelle
1 : 20 000)
Implantation
des
installations
en projet
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Deux entrées distinctes permettent d’accéder sur le site depuis la rue de Bourdon au sud.
L’entrée ouest (1) est dédiée au transport des intrants et à l’évacuation des boues, elle est
équipée d’un pont bascule. L’entrée est (2) est dédiée aux véhicules légers et aux visiteurs.
Accès au site
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Vue aérienne du site
C.2. Description de l’environnement
C.2.1. Environnement humain et infrastructures
L’environnement du site est constitué :
de terrains à vocation agricole au nord ;
d’activités industrielles à l’est ;
d’activités industrielles au sud (sucrerie Cristal Union) ;
Le site est bordé par les voies de circulation suivantes :
la rue de Boudon au sud ;
le chemin de Malintrat, l’autoroute A71 puis la départementale D772 à l’ouest.
Les premières habitations sont relativement éloignées (plusieurs centaines de mètres).
L’aéroport le plus proche (Aéroport de Clermont Ferrand) est situé à environ 1km à vol
d’oiseau.
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Une servitude de 100 m de part et d’autre de l’axe de l’autoroute est prévue dans le PLU (voir
carte ci-après).
Servitude de 100 m de part et d’autre de l’axe de l’autoroute A 71 (extrait PLU)
C.2.2. Environnement naturel
C.2.2.1. Topographie
Le terrain où se situe le site est relativement plat. Son altitude est d’environ 328 m.
Le site n’est pas situé en proximité d’une zone montagneuse.
C.2.2.2. Géologie – Hydrogéologie
D’après Géorisques, le site se situe en zone « unité semi-perméable ». Sur la commune de
Clermont-Ferrand, 289 cavités sont recensées actuellement. Nous ne connaissons pas leur
emplacement exact, dites « cavités souterraines non minières non localisées » au niveau de
la zone du site.
Une masse d’eau souterraine se situe sous le site, au niveau 01 : sables, argiles et calcaires
du bassin tertiaire de la Plaine de la Limagne libre (source : Infoterre) :
type : imperméable localement aquifère ;
écoulement : libre et captif, majoritairement captif.
Le sol du site est exposé au retrait-gonflement des argiles d’aléa moyen.
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C.2.2.3. Hydrographie
Plusieurs cours d’eau circulent tout autour du site :
le ruisseau des Ronzières, sur la limite nord du site, et entourant le site à l’est à une
distance d’environ 150 m, et à l’ouest à une distance d’environ 950 m ;
l’Artière qui longe le site au sud à une distance, au plus proche, d’environ 700 m.
C.2.2.4. Climatologie
(Relevées station Clermont-Ferrand-Aulnat).
Le climat de Clermont-Ferrand est semi-continental, dit « tempéré chaud ».
Températures :
Les températures moyennes normales sont (période 1981-2010) :
Minimale : -0,1°C
Maximale : +26,5°C
Les températures extrêmes relevées sont :
Minimale : - 29°C (14/02/1929)
Maximale : +40,7°C (31/07/1983)
Le site se situe en zone de gel modéré (selon norme FD P 18-326).
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Orages :
Pour la commune de Clermont-Ferrand, la densité de foudroiement (nombre de coups de
tonnerre par km² et par an) est de 2,8 (moyenne nationale = 2,52) et le niveau kéraunique
(nombre de jours par an où l’on entend gronder le tonnerre) est de 28 (valeurs nationales
allant de 6 à 44).
Précipitations :
Des précipitations importantes sont enregistrées toute l'année à Clermont-Ferrand, y compris
lors des mois les plus secs.
Neige :
Le site se situe en zone A2 pour la neige selon l’EuroCode 1.
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Vents :
En termes de vent, le site se situe en zone 2 selon l’EuroCode 1 ce qui correspond à une
valeur de base de la vitesse de référence du vent de 24 m/s (86,4 km/h). Toutefois, des rafales
jusqu’à 158,4 km/h ont été enregistrées.
C.2.2.5. Sismologie
La commune de la Clermont-Ferrand se situe en zone d’aléa sismique de niveau 3 (« aléa
modéré ») selon le zonage du décret 2010-1255 du 22 octobre 2010 (intégré au Code de
l’Environnement – Article D. 563-8-1).
Certains séismes historiques ont potentiellement été ressentis dans les environs du site. La
zone est classée en « intensité maximale VII - chutes cheminées, fissures murs » sur une
échelle allant de III (ressenti par certains) à IX (destruction).
C.2.2.6. Inondations – Crues – Remontées de nappe
Le site est concerné par le risque d’inondation en cas de crue milléniale selon le PPRNPi de
l’agglomération clermontoise qui a été approuvé le 8 juillet 2016. Il est situé en zone B selon
le zonage du PPRNPi.
La zone n’est pas sensible aux remontées de nappe.
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C.3. Description des installations
Les installations de l’unité de traitement des eaux usées sont composées d’une partie de
traitement de l’eau et d’une partie traitement des boues (méthanisation) et valorisation du
biogaz.
Le plan masse, présentant l’implantation des ouvrages, est joint en Annexe 1.
A noter : Un circuit de visite pédestre permet la présentation de la STEP par groupe d’au plus
19 personnes. Le cheminement de ce circuit est matérialisé sur le plan masse en Annexe 2.
Le périmètre de l’étude de dangers comprend les installations nouvelles et/ou
modifiées, dédiées à la méthanisation des boues et à la valorisation du biogaz.
Il comprend :
les installations de méthanisation constituées des ouvrages suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Homogénéisation des
matières avant digestion
Deux bâches amont (boues
épaissies) de 350 m3 utile
unitaire
Cf. § C.3.1.
51
Digestion des matières
Deux digesteurs de 4 000 m3
utile unitaire associés à une
rétention de 4 000 m3
Cf. § C.3.2.
52A
52B
55 (rétention)
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les installations de valorisation du biogaz constituées des ouvrages suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Stockage du biogaz
Un gazomètre primaire de
50 m3
Un gazomètre secondaire de
1 200 m3
Cf. § C.3.4.
60
61
Purification du biogaz
Une unité de prétraitement sur
charbon actif et de purification
par membrane
Cf. § C.3.5.
62
Injection du biogaz dans le
réseau GrDF
Une unité d'injection dans le
réseau de 240 Nm3/h
(bien qu’implantée sur le site,
cette unité est propriété de
GrDF)
Cf. § C.3.6.
82
Réseau biogaz et
biométhane
Tuyauteries aériennes et
enterrées de transfert du biogaz
et du biométhane entre les
différentes installations
Cf. § C.3.8.
-
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les installations de stockage et traitement du digestat constituées des ouvrages
suivants :
Installations / Fonctions Ouvrages / Equipements
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Stockage du digestat
Deux bâches aval (boues
digérées) de 476 m3 utile
unitaire
Cf. § C.3.3
09
Stockage du digestat
déshydraté
Un silo en béton de 100 m3
utile (existant)
Un nouveau silo métallique de
100 m3 utile
Cf. § C.3.7.
16
16B
les utilités nécessaires au fonctionnement des installations listées ci-avant :
Installation / Fonction Equipement / Installation
Repères sur le plan
masse d’implantation
en Annexe 1
Brûlage du biogaz en excès Une torchère
Cf. § C.3.9. 63
Chauffage des matières
entrant dans les digesteurs
Deux pompes à chaleur de
330 kW de puissance
thermique unitaire
51
Désodorisation du ciel gazeux
des cuves
Désodorisation de l'air vicié
issu des différentes cuves par
traitement acido-basique
Désodorisation sur matériaux
absorbant du bassin BSR
Cf. § C.3.10.
70
33
Stockage des réactifs
chimiques Cf. § C.3.11. 33, 51, 53, 09, 70
Les principales caractéristiques de ces installations sont rappelées ci-après.
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C.3.1. Bâches à boues épaissies
Nombre : 2
Type de construction : béton
Volume utile unitaire : 350 m3
Volume vide unitaire : 380 m3
Agitation : 2 agitateurs (1 par bâche)
C.3.2. Digesteurs
Nombre : 2
Type de construction : métallique
Volume utile unitaire : 4 000 m3
Volume vide unitaire : 4 520 m3
Volume de ciel gazeux en fonctionnement normal : 520 m3
Hauteur : 13 m
Diamètre : 21 m
Agitation : 2 x 3 agitateurs horizontaux par digesteur
Alimentation en boues par pompage
Température de fonctionnement : 37°C
Pression de fonctionnement : 5 mbar
Temps de séjour des boues : une vingtaine de jours
Chauffage par eau chaude fournie par des pompes à chaleur (PAC) qui récupèrent
l’énergie sur les effluents traités avant rejet au milieu naturel.
Dispositifs de sécurité présents sur chaque digesteur :
1 + 1 en secours soupapes pression-dépression, combinées avec un arrête-flamme
qui protège contre le risque de propagation d’explosion à l’intérieur du digesteur lors
d’une ignition atmosphérique
Mesures de niveau
Mesures de température
Inertage (CO2 ou N2) lors des opérations de remplissage du digesteur vide ou de
vidange complète (1 fois tous les 10 ans)
Rétention en cas de fuite : bassin de rétention de 4 000 m3
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C.3.3. Bâches aval
Nombre : 2
Type de construction : béton avec couverture souple
Volume utile unitaire : 476 m3
Volume vide unitaire : 650 m3
Volume du ciel gazeux de chaque bâche : 180 m3
Hauteur : 5,3 m
Agitation : 2 agitateurs (1 par bâche)
Dispositifs de sécurité présents sur chaque bâche aval :
Mesures de niveau
Rétention en cas de fuite : les trop pleins des bâches, ainsi que la galerie technique
entre les 2 bâches, sont raccordées au poste toutes eaux.
C.3.4. Gazomètres
Nombre : 2
1er gazomètre : Type de construction : virole métallique à simple membrane (Lipp)
Volume utile : 50 m3
Température de fonctionnement : température ambiante
Pression de fonctionnement : 0-1 mbar
Alimentation en biogaz : depuis les digesteurs, par tuyauteries aériennes
Dispositifs de sécurité :
1 mesure de pression (pressostat) sur la tuyauterie de sortie du biogaz
1 détecteur de CH4 situé dans la hotte de ventilation du gazomètre
1 garde hydraulique assurant la fuite de biogaz du gazomètre vers l’extérieur en cas
d’augmentation non contrôlée de la pression (en cas de non fonctionnement de la
torchère)
2nd gazomètre :
Type de construction : double membrane (Ecothane)
Volume utile : 1 200 m3
Température de fonctionnement : température ambiante
Pression de fonctionnement : 20 à 28 mbar
Alimentation en biogaz : par tuyauteries enterrées avec le biogaz comprimé (par deux
surpresseurs) extrait du premier gazomètre
Dispositifs de sécurité :
1 + 1 en secours ventilateurs centrifuges assurant le maintien en pression entre les
deux enveloppes du gazomètre
1 mesure de pression (pressostat) sur la tuyauterie de sortie du biogaz
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1 registre de régulation (permet de maintenir la pression dans la double enveloppe)
1 détecteur de CH4 en sortie du registre
1 garde hydraulique assurant la fuite de biogaz du gazomètre vers l’extérieur en cas
d’augmentation non contrôlée de la pression (en cas de non fonctionnement de la
torchère)
C.3.5. Unité d’épuration du biogaz
Le biogaz issu de la méthanisation des boues est composé à 65% de méthane (CH4) et à
30% de dioxyde de carbone (CO2). Les 5% restants sont constitués de produits de
décomposition divers (azote, hydrogène, hydrogène sulfuré). Il doit donc être traité avant
d’être envoyé dans le réseau de GrDF en tant que biométhane.
Avant épuration membranaire, un prétraitement du biogaz est effectué sur charbon actif.
Ensuite le biogaz passe sur l’unité de traitement par membrane, implantée dans un container
de 85 m3 de dimensions L x l x h = 12,2 m x 2,4 m x 2,9 m.
Dispositifs de sécurité au niveau de l’épuration membranaire:
détecteur de CH4
détecteur d’H2S
Le déclenchement de l’un de ces capteurs entraine une alarme sonore et visuelle et coupe
l’arrivée de biogaz (fermeture de la vanne motorisée).
C.3.6. Unité d’injection du biométhane dans le réseau GrDF
Le poste d’injection de biométhane GrDF est un skid constitué d’un container métallique
composé de plusieurs compartiments contigus :
Un local odorisation de 5 m3
Un local poste gaz (local injection) de 15 m3 comprenant un skid d’analyse du biométhane
et un skid de comptage du biométhane injecté dans le réseau ;
Un local électrique
Débit de biométhane injecté dans le réseau : 240 Nm3/h
Dispositifs de sécurité du poste gaz :
détecteur de fumée
détecteur de CH4
détecteur d’oxygène
Le déclenchement de l’un de ces capteurs entraine une alarme sonore et visuelle et coupe
l’arrivée de biométhane (fermeture de la vanne motorisée).
Le skid de réinjection GrDF (repère 82 sur le plan masse d’implantation) sera implanté à
l’intérieur du site, à proximité de la rue de Bourdon.
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Exemple de skid d’injection de biométhane
C.3.7. Silos à boues déshydratées
Nombre : 2 (1 existant ; 1 nouveau)
Silo existant : Type de construction : béton armé
Volume utile unitaire : 100 m3
Volume vide unitaire : 110 m3
Hauteur : 6 m
Hauteur par rapport au terrain naturel : 12,8 m
Largeur x longueur : 4,4 x 4,4 m (intérieur)
Dispositifs de sécurité :
Mesure de niveau
Nouveau silo Type de construction : métallique
Volume utile unitaire : 100 m3
Volume vide unitaire : 110 m3
Hauteur : 7 m
Hauteur par rapport au terrain naturel : 11,5 m
Diamètre : 4,7 m
Dispositifs de sécurité :
Mesure de niveau
Détecteur de CH4
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C.3.8. Réseau de tuyauteries biogaz et biométhane entre les différents
équipements
Les tuyauteries enterrées sont en polyéthylène matériaux PE. Les tronçons aériens sont en
inox soudé, avec un nombre de connexions par brides limité.
Tuyauteries biogaz : Avant pré-traitement (Séchage / Désulphurisation)
DN200
Qmax = 335 Nm3/h (Biogaz Sec) soit environ 350 Nm3/h (Biogaz saturé en humidité)
P = 25 mbar (Pression gazomètre souple)
Au bloc de compression (Amont épuration membranaire)
DN200
Qmax par compresseur unitaire = 350 Nm3/h
Qmax pour les 2 compresseurs fonctionnant en simultané = 470 Nm3/h
Pmax = 14,5 bar pour les 2 compresseurs fonctionnant en simultané
Tuyauteries biométhane : DN100
Qmax = 220 Nm3/h (Sec)
Pression entre 5,5 et 8 bar
C.3.9. Torchère
Hauteur : 8 m
Diamètre au niveau de la flamme : 1,6 m
Débit maximal de biogaz pouvant être torché : 480 Nm3/h
Fonctionnement : automatique
Dispositif de sécurité :
1 détection de flammes alarmée
1 dispositif de non-retour de flammes
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C.3.10. Désodorisation
Le bâtiment désodorisation (repère 70) abrite deux tours, une tour acide et une tour
soude/javel, qui permettent un traitement acido-basique des ciels gazeux des cuves afin
d’éliminer les odeurs des produits.
Une opération de désodorisation dédiée au bâtiment 33 Bassin Stockage Restitution est
effectuée sur matériaux absorbants (traitement des gaz H2S, SO2, SO3, Cl2 et NOx ainsi que
les hydrocarbures, les mercaptans et les COV).
C.3.11. Produits chimiques
Les réactifs chimiques utilisés pour le traitement des matières, dans le process de digestion,
de l’air et du biogaz sont les suivants (seuls les nouveaux stockages sont mentionnés) :
REACTIFS LIEU DE STOCKAGE MODE DE
STOCKAGE QUANTITE UTILISATION
Polymère émulsion 51_ Bâtiment boues -
préparation polymère
Cubitainers &
cuves 8 x 1 m3
Epaississeurs dynamiques
(tambours d'égouttage)
Lait de chaux 51_ Bâtiment boues -
stockage et dosage Chaux
Vrac en
bâche béton 25 m3 Bâches à boues primaires
Anti mousse
53_ Extraction &
Recirculation des boues
digérées
Cubitainer 1 m3 Digesteurs
Hydroxyde de
magnésium
Mg(OH)2
09_ Bâches à boues
digérées Bâche béton 2 x 7 m3 Bâches à boues digérées
Acide sulfurique 70_ Réactifs Cuve 2 m3 Désodorisation
Javel 70_ Réactifs Cuve 5 m3 Désodorisation
Soude 70_ Réactifs Cuve 2 m3 Désodorisation
Charbon actif 62_ Traitement biogaz Sac ou silo 2 x 2 m3 Pré-traitement biogaz
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Pour rappel, les réactifs déjà présents sur le site sont :
REACTIFS LIEU DE STOCKAGE MODE DE
STOCKAGE QUANTITE UTILISATION
Chloro sulfate de fer
(FeClSO4)
21_ Chlorure ferrique - local
eau industrielle Cuve 70 m3 Bassin biologique
Polymère
10 _ Déshydratation des
boues - préparation
polymère
Cubitainer 1 m3 Centrifugeuses
Chaux 16_ Stockage chaux/boues Silo 90T Post chaulage des boues
déshydratées
Acide 01_ Désodorisation
existante Cuve 1 m3 Désodorisation existante
Javel 01_ Désodorisation
existante Cuve 5 m3 Désodorisation existante
Soude 01_ Désodorisation
existante Cuve 5 m3 Désodorisation existante
Toutes les cuves de stockage de produits liquides dangereux comportent :
une signalisation particulière est réalisée comportant à minima le nom du produit, son code
ONU, le volume de la cuve, la fiche produit et la FDS
une double enveloppe (ou double virole) encerclant la virole de la cuve et formant ainsi un
espace annulaire avec la virole de la cuve, lequel est équipé d’une détection de fuite
(détection de liquide type poire de niveau)
une mesure de niveau (LIT) avec seuil et trois à quatre détections de niveau d’alerte
(LSLL/LSL/LSH et LSHH)
un évent en partie haute
un dispositif de trop-plein en point haut
Le dépotage des produits se fait sur une aire rétentive commune pour tous les produits
L’autorisation de dépotage est donnée par le chef d’exploitation après vérification de la
conformité du produit livré et de la cuve de réception.
Pour éviter le dépotage d’un réactif dans une cuve non prévue pour le stockage de ce dernier,
des raccords identifiés par produit et conçus de manière à éviter toute confusion, par des
tailles ou des couleurs, sont mis en œuvre. Des coffrets individuels en façade extérieure,
protégés, identifiés et cadenassés par cadenas, sont prévus.
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D. Organisation en matière de sécurité –
Mesures générales de prévention,
protection et intervention
D.1. Organisation du site en matière de sécurité
La responsabilité de la sécurité et de la surveillance du site incombe à l’exploitant.
La totalité du personnel exploitant est formé :
au déclenchement de la procédure d’alerte des services extérieurs de secours et de lutte
contre l’incendie ;
aux risques biologiques.
De plus, au moins deux agents sont formés à l’utilisation de tous les types d’extincteurs.
Les consignes particulières sur la conduite à tenir en cas d’incendie, de dégagement d’H2S
ou fuite de méthane, les plans d’évacuation, l’emplacement des extincteurs, ainsi que le
numéro de téléphone permettant d’appeler les pompiers seront affichés.
D.1.1. Gestion des situations d’urgence
En journée, pendant les jours ouvrés :
Le personnel présent sur le site est en mesure d’intervenir dès qu’un incident se produit, il
donnera l’alerte au responsable de la station et appellera les secours si cela est nécessaire.
Il dispose de trois détecteurs de gaz H2S, CH4 et NH3.
En dehors des heures ouvrées, les nuits, le week-end et les jours fériés :
En dehors des heures de présence de personnel sur le site, les interventions sont assurées
par un agent d’astreinte (délai d’intervention de 30 minutes à compter du déclenchement d’une
alarme). Cet agent d’astreinte reçoit notamment :
les alarmes en cas de détection incendie, détection explosimètres ;
les défauts moteurs des équipements vitaux de la station et les défauts des analyseurs ou
de l’instrumentation.
Selon l’échelle de criticité fixée, la personne se rend sur le site pour intervention et/ou informe
le responsable de la station.
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D.1.2. Organisation de la station en matière de sécurité liée aux produits
Afin de sécuriser le stockage des produits chimiques, les produits seront conditionnés sur
rétention en respectant les règles d’incompatibilité. L’inventaire des produits sera tenu à jour.
Les FDS (Fiches de Données de Sécurité) seront connues et tenues à disposition des
opérateurs.
Le dépotage des produits se fera par l’intermédiaire de coffrets sécurisés contenant des
bornes de raccord rapide dédiées spécifiquement à chaque produit.
D.1.3. Gestion des retours d’expérience
Les accidents et des accidents évités de justesse (ou presque-accidents) seront analysés afin
de remédier aux défaillances détectées. Un suivi des actions correctives sera également
réalisé.
D.1.4. Plan de prévention pour les entreprises extérieures
En cas d’intervention effectuée par une entreprise extérieure, des mesures spécifiques
d’information et d’organisation sont prises.
Tous les travaux de réparation ou d’aménagement sortant du domaine de l’entretien courant
sont effectués après :
Etablissement d’un plan de prévention pour toute ouverture de chantier, réalisé par des
entreprises extérieures conformément au décret n°92.158 du 20 février 1992.
Procédure de sécurité pour les entreprises extérieures travaillant dans l’enceinte du site
qui précise les consignes générales préventives et les consignes d’alerte.
Délivrance d’un permis de feu pour toute intervention d’entreprise devant travailler par
point chaud (soudage, oxycoupage, meulage, perçage, polissage…).
Par ailleurs, des protocoles de sécurité sont définis avec les entreprises livrant les différents
produits chimiques et les boues et graisses externes à traiter.
D.1.5. Entretien et maintenance des installations
Les installations sont vérifiées et entretenues régulièrement en interne ou par des sociétés
extérieures spécialisées, en particulier :
vérification, graissage et dépoussiérage des moteurs ;
contrôle du bon fonctionnement des détecteurs incendie, explosimètres, pressostats,
sondes de niveau, de température, des électrovannes… ;
contrôle du bon état des installations (gazomètres, digesteurs, …) ;
contrôle de l’étanchéité des ouvrages, notamment du réseau biogaz ;
remplacement des pièces d’usure.
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Les installations électriques seront contrôlées annuellement par une société spécialisée.
La vidange des digesteurs de la station d'épuration, nécessaire pour procéder à l’entretien de
l’équipement tous les 10 ans, sera opérée par des entreprises extérieures et en présence de
l’exploitant, dans des conditions optimales de sécurité, selon une procédure stricte. Cette
procédure prévoit notamment un inertage au CO2 ou à l’azote N2
D.1.6. Gestion des alarmes
Un dispositif de télésurveillance et de télétransmission est prévu de façon à transmettre à
l’opérateur en charge de l’exploitation et des astreintes des messages d’avertissement en cas
de dysfonctionnements majeurs pouvant se produire sur les équipements.
D.2. Dispositions générales de prévention et de
protection du risque incendie / explosion
D.2.1. Origine des risques
Les origines de risques d’incendie et/ou d’explosion sont principalement :
des comportements dangereux ou des opérations à risques :
les travaux avec feux nus ou points chauds ;
les fumeurs, ...
des installations à risques :
les installations électriques ;
les installations du process susceptibles de dégager du biogaz (dont du méthane) :
digesteurs, gazomètres par exemple.
D.2.2. Prévention des risques
Les risques au niveau des installations (avec biogaz notamment) sont l’explosion et l’incendie.
Vis-à-vis de l’incendie, les mesures de prévention prises sont :
la limitation des sources d’ignition ;
la formation du personnel ;
le suivi des paramètres (température, pression) ;
la limitation des sources d’ignition, qui passe par les mesures récapitulées dans le tableau
ci-après ;
la mise en place, dans les locaux à risque d’incendie, de détecteurs incendie.
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Vis-à-vis de l’explosion, s’ajoutent les mesures suivantes :
l’inventaire, la délimitation et la réduction des zones à risques ATEX. Dans ce cadre, et
conformément à la réglementation (directive européenne 1999/92/CE relative au risque
d'explosion retranscrite en droit français principalement par les décrets du 24 décembre
2002 et arrêté du 8 juillet 2003), une étude ATEX a été réalisée. Les matériels amenés à
fonctionner en présence d’une atmosphère explosive sont conformes au type de zones
dans lesquelles ils sont installés. Tous les autres matériels sont mis hors énergie en cas
de détection de gaz (au niveau de la zone biogaz et boues) (les ventilateurs d’extraction
fonctionnent en permanent).
Dans les locaux à risque d’explosion, des détecteurs de gaz (CH4) permettent de déceler
toute fuite de gaz et de mettre l’installation en sécurité (coupure alimentation en biogaz,
coupure énergie électrique).
Mesures de prévention vis-à-vis des sources d’ignition :
Sources d’ignition
possibles Mesures de prévention prises sur le site
Foudre Les installations sensibles seront protégées contre les effets
directs et indirects de la foudre.
Travaux avec points
chauds
Tous les travaux générateurs de points chauds seront soumis
a permis de feu (consigne de sécurité).
Cigarettes, allumettes
Des contraintes très strictes sont prévues vis à vis des
fumeurs avec une délimitation claire et bien identifiée des
zones où il est autorisé de fumer (affichage). En dehors de
ces zones, il est strictement interdit de fumer.
Etincelle électrostatique
L'ensemble des installations fixes du site sera relié à la terre.
Le port de vêtements et de chaussures antistatiques est
obligatoire dans les zones à risques d’explosion, définies par
le zonage ATEX.
Incident d’origine
électrique
Installations et matériels électriques conformes aux
prescriptions de la norme NFC 15-100 « Installation électrique
basse tension ».
Installations contrôlées par un organisme extérieur une fois
par an.
Moteurs importants équipés de disjoncteurs ou de relais
thermiques.
Dans les zones à risques d’explosion (ATEX), utilisation de
matériels antidéflagrants, à sécurité intrinsèque ou à sécurité
augmentée.
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Sources d’ignition
possibles Mesures de prévention prises sur le site
Imprudences,
comportements
dangereux
Formation du personnel et information / formation des
intervenants extérieurs.
D.2.3. Détection gaz et incendie
Les locaux et zones à risque d’explosion de gaz sont équipés de détecteurs CH4 déclenchant
une alarme sonore et visuelle lorsque le seuil correspondant à 20% de la LIE du méthane est
atteint.
Les locaux et zones à risque d’incendie sont équipés de détecteurs incendie déclenchant une
alarme sonore et visuelle. Cela concerne notamment les locaux électriques.
Les locaux pour lesquels il existe lié à H2S pour le personnel sont équipés de détecteurs fixes
d’H2S.
D.3. Dispositions générales de prévention et de
protection des risques liés à la circulation interne
En raison de la circulation de camions sur le site, il existe un risque d’accident (collision) entre
deux véhicules ou entre un véhicule et un autre équipement (réservoir, …).
D.3.1. Mesures de prévention
La limitation des risques d’accident liés à la circulation sur le site passe par :
la formation du personnel ;
le respect des règles de conduite (vitesse, plan de circulation, …) ;
le respect des règles de déchargement (utilisation des emplacements dédiés).
D.3.2. Mesures de protection
Les stockages et les tuyauteries de biogaz sont protégés des éventuelles agressions de la
circulation par des barrières physiques (muret, passage en caniveau,…).
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D.4. Dispositions générales de prévention et de
protection des risques de pollution des eaux et du
sol
D.4.1. Causes possibles
Les causes possibles de pollution des eaux et du sol sont liées :
à une fuite de produit au niveau d’une zone de dépotage ou de stockage ;
aux eaux de ruissellement sur les voies de circulation ;
aux eaux d’extinction incendie ;
entraînant un épandage accidentel de produit dangereux dans l’environnement (via le réseau
eaux pluviales) puis une pollution des eaux et sols.
D.4.2. Mesures de prévention ou de protection
Les mesures de prévention ou de protection prises sont :
dépotage et stockage des produits chimiques sur rétention ;
collecte des fuites et/ou épandage accidentels de produits, matières ou digestat dans des
regards raccordés aux postes toutes eaux.
Tous les réactifs chimiques sont stockés en cuves, chacune équipée d’une double enveloppe
jouant le rôle de rétention, avec détection de fuite (détection de liquide type poire de niveau).
Le dépotage de ces produits se fait sur une aire rétentive commune pour tous les produits.
Une rétention de 4 000 m3 permet de récupérer les digestats en cas de fuite au niveau des
digesteurs.
En cas d’incendie, les eaux d’extinction seront collectées dans un bassin de rétention
spécifique de 300 m3 (cf. § D.5.2).
Les trop pleins des bâches, ainsi que la galerie technique entre les 2 bâches, sont raccordées
au poste toutes eaux.
Les eaux potentiellement polluées recueillies sont analysées et pompées pour traitement par
une entreprise extérieure si nécessaire.
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D.5. Besoin en eau d’extinction incendie et volume à
confiner
D.5.1. Besoins en eau d’extinction incendie et moyens disponibles sur le
site
Les besoins en eau d’extinction ont été estimés pour les installations nouvelles concernées
par le projet de méthanisation, objet du présent dossier de demande d’autorisation.
La méthodologie utilisée est celle présentée dans le document technique D9-INESC-FFSA-
CNPP, édition septembre 2001.
La surface de référence est la plus grande surface non recoupée par des murs coupe-feu.
Un calcul a été fait pour les bâtiments suivants qui sont les bâtiments de plus grande surface
et où un départ de feu est possible :
le bâtiment boues (repère 51 sur le plan d’implantation en Annexe 1) ;
surface = 418,5 m²
hauteur = 9,7 m
structure en béton armé
le bâtiment exploitation-laboratoire (repère 90) (bien qu’il ne soit pas directement lié à
l’activité méthanisation).
surface = 685 m²
hauteur = 4,1 m
structure en béton armé
Dans le cas du bâtiment boues, le risque a été pris de catégorie 1 car les matières (boues)
présentes dans la zone considérée sont peu combustibles. La version de juillet 2001 du guide
D9 ne donne pas de valeur pour la classe de risque à retenir pour ce type de matières. En
revanche, la version projet de juillet 2019 (qui devrait être officialisée prochainement) contient
un fascicule supplémentaire : le fascicule S : Activités relatives aux déchets, dans lequel il est
proposé une classe de risque de 1 pour l’activité de méthanisation.
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Dans le cas du bâtiment exploitation-laboratoire, le risque a également été pris de catégorie
1 conformément au fascicule A : Risques accessoires séparés, communs aux divers
industries, du guide D9 version de juillet 2001 ou projet de juillet 2019.
Le détail des deux calculs est présenté en pages suivantes.
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Critères Coefficients Commentaires
Activité Stockage
Hauteur de stockage
- Jusqu'à 3 m 0
- Jusqu'à 8 m 0,1
- Jusqu'à 12 m 0,2
- Au delà 12 m 0,5
Type de construction (²)
- Ossature stable au feu > ou = 1 heures -0,1
- Ossature stable au feu > ou = 30 minutes 0
- Ossature stable au feu < 30 minutes 0,1
Types d'interventions internes
- Acceuil 24 H / 24 ( présence permanente à l'entrée) -0,1
- DAI (détection automatique incendie) généralisée reportée
24H / 24 en télésurveillance ou au poste de secours 24 H /
24 lorsqu'il existe avec des consignes d'appel
-0,1
- Service sécurité incendie 24 H / 24 avec moyens
appropriés; équipe de seconde intervention en mesure
d'intervenir 24 H / 24)
-0,3
0,1 0
1,1 1
418,5 Surface du bâtiment = 418,5 m²
27,621
1
Risque 1 Q1=Qi x 1
Risque 2 Q2=Qi x 1,5
Risque 3 Q3=Qi x 2
non
Cellule de stockage/activité recoupées (oui ou non)
Débit calculé en m3/h Qcalculé= 27,621 0
Débit total calculé en m3/h SQcalculé=
Débit requis en m3/h
(multiple de 30 m3/h) Qrequis=
Le débit requi ne peut être
inférieur à 60 m3/h
Risque sprinklé (oui ou non)
non
27,621
60
Risque retenu (voir annexe 1 du document D9)
27,621 0
-0,1 Structure en béton armé
Non prise en compte de façon
dimensionnante
S Coefficients
1 + S Coefficients
Surface de référence : S en m²
Q= 30 x S x (1+ Scoefficients) / 500
Bâtiment boues
Coefficients retenus
0,2 Hauteur = 9,7 m
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Dans les deux cas, le débit d’eau à fournir est évalué à 60 m3/h.
Les deux prises d’eau présentes sur le site ainsi que le poteau incendie situé au niveau du
portail d’entrée poids-lourds permettent de délivrer ce débit pendant 2 heures.
Des RIA et des extincteurs sont également prévus et répartis sur l’ensemble du site.
Critères Coefficients Commentaires
Activité Stockage
Hauteur de stockage
- Jusqu'à 3 m 0
- Jusqu'à 8 m 0,1
- Jusqu'à 12 m 0,2
- Au delà 12 m 0,5
Type de construction (²)
- Ossature stable au feu > ou = 1 heures -0,1
- Ossature stable au feu > ou = 30 minutes 0
- Ossature stable au feu < 30 minutes 0,1
Types d'interventions internes
- Acceuil 24 H / 24 ( présence permanente à l'entrée) -0,1
- DAI (détection automatique incendie) généralisée reportée
24H / 24 en télésurveillance ou au poste de secours 24 H /
24 lorsqu'il existe avec des consignes d'appel
-0,1
- Service sécurité incendie 24 H / 24 avec moyens
appropriés; équipe de seconde intervention en mesure
d'intervenir 24 H / 24)
-0,3
0 0
1 1
685 Surface du bâtiment = 685 m²
41,1
1
Risque 1 Q1=Qi x 1
Risque 2 Q2=Qi x 1,5
Risque 3 Q3=Qi x 2
non
Cellule de stockage/activité recoupées (oui ou non)
Débit calculé en m3/h Qcalculé= 41,1 0
Débit total calculé en m3/h SQcalculé=
Débit requis en m3/h
(multiple de 30 m3/h) Qrequis=
Le débit requi ne peut être
inférieur à 60 m3/h
Bâtiment exploitation-laboratoire
Coefficients retenus
0,1 Hauteur = 4,10 m
Risque retenu (voir annexe 1 du document D9)
41,1 0
-0,1 Structure en béton armé
Non prise en compte de façon
dimensionnante
S Coefficients
1 + S Coefficients
Surface de référence : S en m²
Q= 30 x S x (1+ Scoefficients) / 500
Risque sprinklé (oui ou non)
non
41,1
60
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Localisation des prises d’eau existantes
D.5.2. Rétention des eaux d’extinction
Le volume des eaux d’extinction est évalué à l’aide de la D9A-INESC-FFSA-CNPP, édition
août 2004, en considérant :
le débit d’extinction sur 2 heures, soit 60 m3/h x 2h = 120 m3/h ;
le drainage des eaux pluviales sur la base de 10 l/m² x 5 500 m² de surface drainée soit
55 m3.
Le volume d’eau à collecter en cas d’incendie est donc de 120 + 55 = 175 m3.
Un bassin spécifique de 300 m3 est prévu à cet effet. Ce bassin est équipé d’une vanne de
fond et surverse vers une noue végétalisée le long de l’autoroute. La vanne de fond est
bloquée en cas d’incendie pour assurer la rétention.
Prises d’eau
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E. Identification et caractérisation des
potentiels de dangers
E.1. Dangers liés aux produits
Les produits présentant des dangers, que l’on peut trouver au niveau des installations
projetées, en fonctionnement normal, sont les suivants :
le biogaz issu de la digestion et le biométhane après purification ;
les boues et matières à méthaniser et les boues digérées (digestat brut ou déshydraté) ;
les réactifs chimiques utilisés pour le traitement des boues ou de l’air (désodorisation).
E.1.1. Dangers liés au biogaz et au biométhane
La production de biogaz et de biométhane est l’objectif des installations projetée sur la STEP
des Trois Rivières. Le biogaz est produit par fermentation de matières organiques, en
l’absence d’oxygène, et sous l’action de bactéries spécifiques. Le biométhane est obtenu
après épuration du biogaz de façon à obtenir un gaz proche du gaz naturel.
Composition du biogaz :
La composition du biogaz varie selon les caractéristiques des matières organiques et les
conditions de digestion de ces matières. L’INERIS, dans son rapport d’étude n° DRA 32 [R3],
a analysé différentes compositions de biogaz provenant d’installations de traitement des
boues dans des stations d’épuration. La composition moyenne est la suivante :
Méthane (CH4) : 65% ;
Dioxyde de carbone (CO2) : 30% ;
Azote (N2) : 2% ;
Hydrogène (H2) : < 1% ;
Hydrogène sulfuré (H2S) : < 1% ;
Eau (H2O) ;
Traces de composés aromatiques organo-halogénés.
Composition du biométhane :
La composition moyenne du biométhane est la suivante :
Méthane (CH4) > 98% ;
Dioxyde de carbone (CO2) < 2%.
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La composition moyenne du biogaz produit sur le site de la STEP des Trois Rivières est la
suivante :
Méthane (CH4) : 64,7% ;
Dioxyde de carbone (CO2) : 34,7% ;
Azote (N2) : 0,4% ;
Hydrogène sulfuré (H2S) : 100 ppm ;
COV totaux : 200 mg/Nm3
La composition du biométhane produit sur le site de la STEP des Trois Rivières est la
suivante :
Méthane (CH4) : 96,7% ;
Dioxyde de carbone (CO2) < 2,5%.
Les principales caractéristiques du méthane et de l’hydrogène sulfuré sont données dans le
tableau en page suivante.
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SUBSTANCES
(ABREVIATION) N°CAS
POINT
ECLAIR
TEMPERATURE
D’AUTO
INFLAMMATION
EN °C
LIMITES
D’INFLAMMABILI
TE EN VOLUME
%
DANS MELANGE
AVEC AIR
TEMPERATURE
D’EBULLITION
SOUS PRESSION
ATMOSPH.
EN °C
DENSITE
DE
VAP./AIR
DENSITE
DE
LIQ./EAU
SOLUBILITE
DANS
L’EAU
O = OUI
N = NON
ETIQUETAGE
MENTIO
N DE
DANGER
PRINCIPAUX DANGERS
LIE LSE
Composants dangereux du biogaz et du biométhane
Méthane (1) 74-82-8 - 537°C 5 15 Non Concerné 0,6 - O
H220
Combustibilité (explosion)
Nota : les limites
d’inflammabilité du biogaz
varient peu avec la teneur en
CO2
Asphyxie par manque
d’oxygène en milieu confiné
Hydrogène
sulfuré (H2S)
(présent dans
le biogaz)
7783-
06-4 - 260°C 4,3 46 Non Concerné 0,1 - O
H220
H330
H400
Toxique
Nota : La concentration en
hydrogène sulfuré (H2S) dans
le biogaz issu de la
méthanisation des boues de
STEP est de 500 ppm dans le
gaz non épuré et de 150 ppm
dans le gaz épuré
(1) Les caractéristiques données dans le tableau sont celles du méthane. En effet selon [R3]Erreur ! Source du renvoi introuvable., ces caractéristiques varient peu avec la proportion de CO2 présente dans le mélange.
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Dangers liés au biogaz et du biométhane :
Les dangers liés au biogaz et au biométhane sont l’incendie et l’explosion, du fait de la
présence de méthane, et le risque toxique pour le biogaz, du fait de la présence d’H2S.
Concernant le risque d’explosion :
Le principal risque lié au biogaz et au biométhane est l’inflammation (incendie / explosion).
Les caractéristiques d’explosivité du biogaz sont proches de celles du méthane. Ces
caractéristiques varient toutefois légèrement avec la proportion de CO2 et la teneur en eau du
biogaz.
En particulier, la LIE du biogaz est proche de celle du méthane, comprise entre 5,1% et 5,3%
(source : INERIS – rapport n°46032 – Étude comparative des dangers et des risques liés au
biogaz et au gaz naturel – 10/04/2006). Mais sa plage d’inflammabilité est un peu plus faible
que celle du méthane pur du fait de la présence de CO2 qui diminue la LSE (LSE du biogaz
de l’ordre de 12% vers 15% pour le méthane).
La vapeur d’eau tend, quant à elle, à diminuer la violence de l’explosion comme le montrent
les résultats des essais réalisés par l’INERIS (source : INERIS – N° DRA-07-88414-10586B
– Étude des risques liés à l’exploitation des méthaniseurs agricoles – 18/01/2008) : pour une
composition CH4-CO2 de 50%-50% à 55°C, en ajoutant de la vapeur d’eau à saturation
(conditions dans les digesteurs thermophiles), la pression maximale Pmax est de l’ordre de
3,2 bars relatifs et la constante d’explosion du gaz Kg est de l’ordre de 4 bar.m/s (les valeurs
pour le méthane sont respectivement 7,1 bars relatifs et 55 bar.m/s).
Selon l'INERIS, l’énergie minimale d’inflammation du biogaz EMI n’a pas pu être estimée. Elle
est nécessairement supérieure à celle du méthane, à cause de la présence de CO2 et de
vapeur d’eau, mais reste vraisemblablement suffisamment faible pour ne pas écarter des
sources d’inflammation (de l'ordre de quelques centaines de micro-Joules).
En cas d'inflammation de biogaz, les phénomènes dangereux seront, selon la configuration :
Flash-fire (propagation de la flamme dans le nuage), Explosion confinée ou non : UVCE
(Unconfined Vapour Cloud Explosion), VCE (Vapour Cloud Explosion), Feu torche ou Jet
enflammé.
Concernant la toxicité et le risque d’anoxie :
L’hydrogène sulfuré présent dans le biogaz (2 000 ppm max, 200 ppm en moyenne) est
toxique par inhalation. Le dioxyde de carbone (CO2) l’est également mais les seuils de toxicité
aigüe du CO2 sont bien plus élevés que ceux de l’H2S ce qui signifie que H2S est de loin le
plus toxique. Si le biogaz est toxique du fait de la présence d’hydrogène sulfuré, ce risque
reste toutefois limité aux personnes qui se trouveraient au niveau de la fuite car la teneur en
H2S du biogaz est très faible. Le risque est nul au-delà de quelques mètres de la fuite, du fait
de la dispersion atmosphérique du gaz.
Par ailleurs, le biogaz en forte concentration (par exemple en zone confinée non ventilée) ou
l’accumulation d’un de ses composants (par exemple CH4 ou CO2) peuvent provoquer
l’anoxie. Comme pour le risque toxique, le risque d’anoxie est à prendre en compte
uniquement pour le personnel amené à intervenir à proximité des installations, en particulier
en zone confinée.
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A noter : Du THS (TetraHydroThiophene) est ajouté au biométhane pour l’odoriser avant
injection dans le réseau GrDF. Ce produit n’est pas retenu dans le reste de l’étude en raison
de la très faible quantité mise en jeu sur le site.
E.1.2. Dangers liés aux boues et matières à méthaniser
Les matières à méthaniser (boues et autres « déchets ») sont mélangées dans des bâches
d’homogénéisation avant l’étape de digestion.
Ces matières ne présentent pas de risque d’incendie ou d’explosion ou de dégagement
toxique compte tenu de leur nature. En effet, elles ont une teneur en eau élevée. De ce fait,
la production de biogaz est insignifiante dans les conditions normales de stockage. De plus,
des mesures permettant de maitriser les risques sont prévues lors de leur homogénéisation-
stockage : les bâches d’homogénéisation seront couvertes et ventilées ; l’air extrait sera
envoyé vers l’unité de désodorisation.
Par conséquent, il n’est pas retenu de danger pour les matières à méthaniser.
E.1.3. Dangers liés aux boues digérées
Dans les bâches aval, où sont stockées les boues digérées, la méthanogénèse peut se
poursuivre, produisant du biogaz.
Bien que la cinétique de production de biogaz dans les bâches à boues digérées soit lente, le
risque d’explosion ne peut être exclu en cas de défaillance des mesures de prévention et
détection (ventilation du ciel gazeux, détection CH4).
Les boues digérées présentent donc des dangers liés à la production résiduelle de biogaz.
Ces dangers sont ceux du biogaz décrits ci-avant.
E.1.4. Dangers liés aux boues déshydratées
Les boues digérées déshydratées présentent peu de risque car la présence de biogaz résiduel
y est infime. En outre, leur taux d’humidité est défavorable.
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E.1.5. Dangers liés aux produits chimiques
La liste des réactifs chimiques utilisés pour le traitement des matières, dans le process de
digestion, de l’air et du biogaz est présentée au § C.2.11.
Tous les produits chimiques utilisés, hormis le polymère, sont classés irritants et/ou corrosifs
et/ou dangereux pour l’environnement.
Les principales caractéristiques des produits dangereux, pour lesquels de nouveaux
stockages sont prévus sur le site en lien avec le projet, sont données dans le tableau en page
suivante. Il s’agit de la javel, de la soude et de l’acide sulfurique utilisés pour la désodorisation
et stockés en cuves au niveau du bâtiment 70, ainsi que du charbon actif stockés dans le
bâtiment 62_ Traitement biogaz.
Les produits absorbants utilisés au niveau du bâtiment BSR 33 ne présentent pas de
caractéristiques dangereuses.
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SUBSTANCES
(ABBREVIATION) N°CAS
POINT
ECLAIR
TEMPERATURE
D’AUTO
INFLAMMATION
EN °C
LIMITES
D’INFLAMMABI
LITE EN
VOLUME %
DANS
MELANGE
AVEC AIR
TEMPERATURE
D’EBULLITION
SOUS PRESSION
ATMOSPH.
EN °C
DENSITE
DE VAP./AIR
DENSITE
DE LIQ./EAU
SOLUBILITE
DANS
L’EAU
O = OUI
N = NON
ETIQUETAGE MENTION
DE DANGER PRINCIPAUX DANGERS
LIE LSE
Réactifs / produits chimiques
Charbon actif 7440-
44-0 - - - - - - - - - -
Auto-combustion
(incendie et explosion)
Javel 7681-
52-9 - - - - 111 - 1,26 O
H290
H318
H314
H335
H400
Nocif et irritant
Incompatible avec les
acides forts (exothermie,
dégagement de Cl2) et
le peroxyde d’hydrogène
(exothermie)
Soude 1310-
73-2 - - - - < 115 - 1,33 O
H314
Corrosif
Incompatible avec les
acides et le peroxyde
d’hydrogène
(exothermie)
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SUBSTANCES
(ABBREVIATION) N°CAS
POINT
ECLAIR
TEMPERATURE
D’AUTO
INFLAMMATION
EN °C
LIMITES
D’INFLAMMABI
LITE EN
VOLUME %
DANS
MELANGE
AVEC AIR
TEMPERATURE
D’EBULLITION
SOUS PRESSION
ATMOSPH.
EN °C
DENSITE
DE VAP./AIR
DENSITE
DE LIQ./EAU
SOLUBILITE
DANS
L’EAU
O = OUI
N = NON
ETIQUETAGE MENTION
DE DANGER PRINCIPAUX DANGERS
LIE LSE
Acide sulfurique 7664-
93-9 - - - - 335 - 1,8 O
H314
Corrosif
Incompatible avec les
bases (exothermie) et la
javel (exothermie,
dégagement de Cl2 et
de SOx)
Vapeur toxique
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E.2. Gestion des incompatibilités – Règles de stockage
Les risques d’incompatibilités existent en cas de mélange :
de soude et d’acide sulfurique ;
de javel et d’acide sulfurique.
Chaque produit/substance installé sur les nouvelles installations est identifié par :
sa Fiche de Données Sécurité (FDS) qui est récupérée auprès du fournisseur et mise à
disposition ;
une Fiche Produit adaptée à la FDS qui est affichée aux postes concernés pour sensibiliser et informer les opérateurs sur les dangers, les risques et comment réagir en cas d’urgence.
Chaque produit est stocké en cuves, chacune équipée d’une double enveloppe jouant le rôle
de rétention, avec détection de fuite (détection de liquide type poire de niveau).
Le dépotage des produits se fait sur une aire rétentive spécifique pour l’acide sulfurique d’une
part et les bases (soude, javel) d’autre part.
L’autorisation de dépotage est donnée par le chef d’exploitation après vérification de la
conformité du produit livré et de la cuve de réception.
Pour éviter le dépotage d’un réactif dans une cuve non prévue pour le stockage de ce dernier,
des raccords identifiés par produit et conçus de manière à éviter toute confusion, par des
tailles ou des couleurs, sont mis en œuvre. Des coffrets individuels en façade extérieure,
protégés, identifiés et cadenassés par cadenas, sont prévus.
Ainsi, le risque d’incompatibilité lors du dépotage (erreur de cuve) ou en cas de fuite de produit
est maîtrisé.
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E.3. Gestions des activités sur site
Des potentiels de dangers liés aux différentes phases opératoires sur site et aux modes
d’approvisionnement sont listés dans le tableau ci-après :
ACTIVITES POTENTIELS DE DANGERS PRINCIPALES MESURES
Phases de
démarrage /
arrêt
Risque d’erreurs humaines
(risque de pollution,
d’explosion de gaz ou
d’incendie en fonction des
équipements concernés)
Procédure de démarrage, manuel
d’utilisation à respecter sur le site.
Procédure spécifique avec inertage au
CO2 ou à l’azote N2, pour les opérations
de remplissage du digesteur vide ou de
vidange complète (1 fois tous les 10
ans).
Livraison /
Expéditions des
matières
Risque de collision lors des
opérations de livraison ou
d’expédition par camion.
Risque de perte de
confinement (pollution).
Signalétique présente sur le site pour
guider les camions et restriction de
vitesse. Mise en place de barrières
physique en cas de risque de collision
sur des équipements à proximité des
aires de manœuvre ou de
stationnement.
Présence d’aire de dépotage au niveau
des zones de livraison ou expédition de
produits liquide.
Nettoyage régulier des aires de
chargement/déchargement.
Procédures de dépotage et d’expédition
mises en place sur le site.
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E.4. Dangers liés aux procédés et installations
Dans ce paragraphe sont recherchés et identifiés les principaux potentiels de dangers ou
évènements redoutés liés aux différentes phases opératoires de réception et de
méthanisation des déchets non dangereux, en considérant les conditions nominales, les
conditions transitoires (maintenance, …) et les conditions dégradées (dérives).
Le tableau ci-après récapitule les principaux potentiels de dangers de ces procédés et/ou
installations.
PRODUITS UTILISATION MODE DE STOCKAGE
Méthanisation
Risque lié à la fermentation : dégagement
de biogaz (méthane, H2S) en particulier
dans des ouvrages fermés
Explosion (VCE) : effets de
surpression
Effets toxiques (H2S)
Valorisation et
traitement du
biogaz
Risque lié au stockage et à la mise en
œuvre de biogaz en cas de
fuite (gazomètre, tuyauteries, surpresseur,
torchère, …) ou de biométhane (unité de
purification, poste d’injection)
Explosion (VCE et
UVCE) : effets thermiques
+ effets de surpression
Effets toxiques (H2S) pour
le biogaz
E.5. Réduction des potentiels de dangers
La réduction des potentiels de dangers à la source est axée sur quatre principes :
Principe de substitution : substituer les produits dangereux en préférant des produits
moins dangereux ayant les mêmes propriétés ;
Principe d’intensification : minimiser les quantités de produits dangereux stockés ;
Principe d’atténuation : définir les conditions opératoires les moins dangereuses
possibles ;
Principe de limitation des effets : conception des installations afin de se prémunir à la
source des conséquences des événements redoutés.
Source : Formalisation du savoir et des outils dans le domaine des risques majeurs (DRA-35)
-9 - L’étude de dangers d’une Installation Classée (INERIS - avril 2006).
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E.5.1. Substitution des produits
Les produits utilisés ou générés sur l’unité de traitement des boues ne peuvent être
remplacés. Par définition, cette unité est faite pour produire du biogaz, à partir de boues, afin
d’être réinjecté dans le réseau.
E.5.2. Intensification
Les quantités de produits chimiques stockés sont relativement faibles, limitées au juste
besoin.
E.5.3. Atténuation des dangers – Limitation des effets en cas de
matérialisation des dangers
Les équipements sont conçus de façon à minimiser les dangers et/ou limiter les effets des
phénomènes dangereux qui pourraient se produire (voir § G. Analyse des risques). En
particulier soupapes pression-dépression sur les digesteurs.
Par ailleurs, une étude ATEX sera réalisée pour les installations nouvelles (mise en place
d’explosimètres et utilisation de matériels ATEX lorsque nécessaire).
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F. Analyse de l’accidentologie
Dans ce paragraphe sont recensés et analysés les accidents survenus sur des installations
similaires à celles objet du présent dossier.
L’objectif de l’analyse de l’accidentologie n’est pas de dresser une liste exhaustive de tous les
accidents ou incidents survenus, ni d’en tirer des données statistiques. Il s’agit, avant tout, de
rechercher les types de sinistres les plus fréquents, leurs causes et leurs effets, ainsi que les
mesures prises pour limiter leur occurrence ou leurs conséquences, en vue d’en tirer les
enseignements pour les installations projetées, c’est-à-dire de vérifier que toutes les mesures
sont prévues pour éviter les types accidents déjà survenus sur des installations similaires.
F.1. Bases de données consultées
Les sources de données exploitées sont :
la base ARIA du BARPI (Bureau d’Analyse des Risques et Pollutions Industrielles) du
Ministère DPPR/SEI/BARPI (www.aria.developpement-durable.gouv.fr) qui recense les
incidents ou accidents survenus en France depuis 1900 ;
la synthèse BARPI du 25 février 2020, de la « Journée technique Maîtrise des risques sur
les sites de méthanisation et compostage » [R13] ;
les synthèses faites dans les rapports de l’INERIS relatifs aux procédés de méthanisation :
DRA-12-117442-01013A – EAT DRA DRC-93 – Opération A – Retour d’expérience relatif aux procédés de méthanisation et à leurs exploitation – 13/02/2012 [R6] ;
DRA-07-88414 – 10587B – Etude des risques liés à l’exploitation des méthaniseurs agricoles – 18/01/2008 [R5].
La recherche d’accidents effectuée dans la base ARIA (sur la période 2000 – 2019) a porté
successivement sur les mots clés suivants, en association avec les activités Collecte et
traitement des eaux usées ou Traitement des déchets :
Stockage des boues
Digestion - Méthanisation
Stockage de biogaz
Transport de biogaz
Déshydratation des boues (digestat) – Stockage des boues déshydratée
Torchère biogaz
Stockage de produits chimiques au sein de STEP
Tous les accidents issus de cette recherche ne sont pas repris ; seuls les plus représentatifs
sont retenus.
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Nota : les accidents survenus sur des installations de type agricole ou autres que des STEP
ne sont pas pris en compte.
F.2. Exemples d’accidents recensés sur des
installations de stockage de boues (matières ou
digestat)
RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 32 – AUCH, le 05/06/2014 :
Une cuve de stockage de boue et de digestat liquide, sans
rétention, déborde vers 8 h dans un centre de méthanisation
(biogaz). La matière se répand au sol, coule le long du talus
bordant la route et rejoint le réseau pluvial. Le personnel du
site constate la fuite à 8h30. Le contenu de la cuve est
transféré dans une autre pour arrêter le débordement.
L’exploitant érige un merlon de sable pour endiguer la fuite.
L’effluent et l’eau de lavage rejoignent un bassin de stockage
des eaux pluviales de la zone industrielle et augmentent
considérablement sa teneur en matières en suspension
(MES). La cuve déborde à nouveau le 09/06 au matin.
Après ces événements, l’exploitant nettoie les terrains touchés
par les écoulements et envoie les déchets dans une filière de
traitement. Le bassin des eaux pluviales est vidangé puis curé.
L’eau pompée est réutilisée dans le cadre du process de
l’entreprise.
La cuve a débordé par moussage. La détection de niveau n’est
pas sensible à la présence de mousse induite par un polymère
présent dans le digestat liquide. Il n’y a donc pas eu d’alerte
de niveau haut.
A la suite de l’événement, l’exploitant entreprend d’obturer par
un système gonflable la surverse du bassin d’eaux pluviales
et de vidanger et isoler la cuve objet du rejet de matière.
L’inspection des installations classées lui demande également
de dresser un bilan des autres stockages susceptibles de
polluer le milieu naturel, et en cas de détection de non-
conformité de planifier des actions correctives. Les stockages
devront en particulier posséder une rétention.
Mesures de niveau dans chaque
bâche.
Trop plein de sécurité sur chaque
bâche, rejoignant le poste toutes
eaux.
Digesteurs sur rétention.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 29 – CAMARET-SUR-MER, le 15/08/2011 :
Vers 14h30, une bâche vinyle contenant 300 m³ de boues
liquides de traitement en attente de valorisation (séchage et
épandage) se rompt dans une station d'épuration communale.
Les boues se déversent dans le réseau des eaux pluviales qui
n'est pas isolé et s'écoulent dans le centre-ville (1000 m² de
voiries reçoivent 150 m³ de boues) et le port de pêche (1000
m² touchés par 50 m³ à marée basse). Les pompiers isolent le
réseau des eaux pluviales et une cellule DEPOL vérifie
l'étanchéité des regards d'eaux pluviales. La commune
informe les marayeurs qui arrêtent le pompage d'eau de mer
dans leurs viviers. Un arrêté municipal interdit la baignade sur
les plages voisines malgré la période estivale et le lendemain
un arrêté préfectoral interdit la baignade, la pêche, le
ramassage des coquillages et le pompage d'eau à des fins
aquacoles dans l'anse de Camaret. L'opérateur fait pomper les
boues restantes dans la bâche par une société privée pendant
que les pompiers, aidés d'employés municipaux, nettoient les
réseaux pollués au moyen d'un fourgon pompe et d'un
camion-citerne. Les boues récupérées sont stockées dans un
bassin désaffecté (la station ayant été rénovée quelque mois
avant l'accident). Les analyses micro-biologiques menées sur
les moules ne montrant pas de contamination, l'arrêté
préfectoral est levé 72 vh après l'accident. La bâche en
plastique avait été achetée en 2003 pour recueillir le trop-plein
de boues provenant de l'ancienne station d'épuration, mais la
cause de sa rupture n'est pas connue.
Bâches en béton.
Suivi des niveaux.
Inspections visuelles régulières des
installations.
Inspection approfondie des
équipements lors des vidanges
décennales.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 09 – TARASCON-SUR-ARIEGE, le 04/09/2008 :
Une cuve de béton de 100 m³ cède à 9h10 dans une station
d’épuration. Les boues se déversent sur une zone de 1 000
m² en aval et 10 m³ s’infiltrent dans une canalisation d’eau
pluviale qui elle-même se déverse dans l’ARIEGE. Dès 9h45,
les sapeurs-pompiers mettent en place une digue de sable
pour éviter le déversement des boues sur un chemin à
proximité. Des prélèvements sont effectués dans la rivière
pour déterminer précisément les effets de cette pollution. Par
ailleurs, les stations de pompage de Vernajoul, La Tour du
Crieu, Pamiers et Saverdun sont avisées de cette pollution.
Des prélèvements et des analyses sont également effectués
à l’entrée de chacune d’elles pour s’assurer de la qualité de
l’eau pompée.
Bâches en béton.
Suivi des niveaux.
Inspections visuelles régulières des
installations.
Inspection approfondie des
équipements lors des vidanges
décennales.
→ Les principaux accidents survenus sur le stockage de boues sont principalement les
risques de perte de confinement ainsi qu’un risque d’émission de biogaz au niveau des
digestats entrainant une explosion.
Des mesures de niveaux et des inspections régulières permettent de détecter rapidement une
éventuelle fuite sur un stockage de boues. En cas de fuite au niveau d’un digesteur la rétention
d’une capacité de 4 000 m3 (Repère 55 sur le plan masse d’implantation) permettra d’éviter
toute pollution. Par ailleurs, des mesures sont mises en place sur les équipements pour
détecter une éventuelle fuite (détection biogaz) et pour limiter les sources d’allumage (matériel
ATEX, permis feu…).
F.3. Exemples d’accidents recensés sur des
installations de digestion – méthanisation
L’analyse des incidents indique que seulement quelques accidents relatifs au stockage du
biogaz sont survenus au cours de la dernière décennie en France. La majorité des accidents
ont comme origine une fuite du réservoir de stockage ou du réseau de distribution.
De la synthèse des accidents survenus sur dans les installations de méthanisation, il est
possible de mettre en lumière les principales dérives suivantes relatives aux installations de
méthanisation, ainsi que les mesures de prévention à prévoir :
émission accidentelle d’H2S notamment dans les fosses de mélanges des déchets ;
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procédures d’intervention spécifiques en atmosphère toxique ;
permis d’intervention en espace confiné ;
contrôle de l’atmosphère permanente, et ventilation mobile ;
port d’équipement de protection individuelle adapté ;
équipement de secours.
débordement du méthaniseur, cela peut être dû à une accumulation de sables par
exemple ;
dessablage des effluents ;
brassage des digesteurs.
gel des soupapes du méthaniseur ;
surpression interne à l’intérieur du méthaniseur, due à l’accumulation de matières
plastiques à l’intérieur de méthaniseur ;
dégrillage fin des effluents ;
brassage des digesteurs.
envol de la membrane souple d’un méthaniseur industriel, dû à des vents violents ou
tempêtes ;
les gazomètres doivent être dimensionnés pour des vents violents (150 km/h).
Quelques accidents représentatifs sont repris dans le tableau ci-après.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTEUR, METHANISEUR
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 94 – VALENTON, le 22/03/2018 :
Dans une station d’épuration, un digesteur se soulève en
raison de la remontée des eaux de la nappe. Cet ouvrage,
enterré sur une quinzaine de mètres de profondeur, était en
maintenance, vide de boues et de gaz. Sa vidange nécessite
d’avoir un rabattement de nappe pour éviter toute poussée
hydraulique par le fond. Un arrêt des pompes de rabattement
a conduit à la remontée de la nappe au droit du digesteur. La
pression hydrostatique sous la cuve vide a provoqué une
translation verticale de 30 cm de l’ensemble de l’ouvrage. Les
tuyauteries dédiées au transport de boues ont été déformées
ou arrachées. Les tuyauteries dédiées à l’aspiration du biogaz
en toit de digesteur ont été épargnées compte tenu de leur
conception avec des liaisons souples. Les inspections
visuelles ne montrent pas de fragilité de la structure. Quelques
canalisations ont cassé (alimentation en eau potable, purge
des condensats et chasse rapide des boues), ainsi que la
pompe de recirculation des boues.
L’exploitant prévoit de remettre en service la cuve avec un
remplissage par paliers afin de vérifier l’étanchéité. Selon lui,
le digesteur devrait se remettre en position lors du
remplissage. Afin d’éviter ce type d’accident, l’exploitant
prévoit :
- la mise en place d’un report du fonctionnement des
pompes au niveau de la supervision du poste de
commandement avec bandeau d’alarme ;
- la mise en place d’un voyant au droit de la pompe ;
- la modification de la procédure d’arrêt du digesteur pour
tenir compte de l’incident et des modifications apportées
aux installations.
Stabilité des digesteurs à vide
assurée par les ancrages dans la
dalle béton.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – ACHERES, le 18/01/2018 :
A 2h15, une alarme de pression basse se déclenche sur un
digesteur en cours de remplissage dans une station d’épuration
classée SEVESO seuil haut. Les agents d’astreinte constatent
le soulèvement du dôme du digesteur avec rejet de biogaz
(quantité de gaz rejeté estimée au volume du ciel gazeux) et le
déversement de 300 m³ de boues autour du digesteur. La boue
est sortie de l’ouvrage par le point de fragilité constaté sur le
dôme et par la conduite de chasse de fond de l’ouvrage.
L’exploitant stoppe l’alimentation à 2h40 et sécurise l’ouvrage.
Une des difficultés rencontrée est la fragilité du dôme qui conduit
à exclure toute possibilité d’intervention sur celui-ci. Une
limitation de l’accès au digesteur est mise en place et des balises
de détection de gaz sont installées au niveau du dôme. Un relevé
de la concentration de gaz au droit de la fuite est effectué six fois
par jour à la demande de l’inspection. Cette action permet
d’évaluer l’activité du digesteur et la baisse de production de
gaz. Pour éviter la création d’une ATEX dans l’ouvrage, le
pompage de boues n’est pas retenu comme solution pour
vidanger l’ouvrage.
Après vérification de la fin de production du digesteur, une
ventilation est mise en place à partir du 24/01 pour balayer le ciel
gazeux (mise sous cocon). Les mesures d’atmosphère
permettent de constater une baisse de la concentration en
méthane (CH4) avec un seuil inférieur à 5 % de la limite
inférieure d’explosivité (LIE). Le digesteur est alimenté en eau
pour assurer le refroidissement et la dilution du digestat. Par la
suite, il est vidangé par le haut sans s’appuyer sur le dôme qui a
été fragilisé. En effet, il ne peut pas être vidangé par le bas car
le fond a déjà commencé à décanter. La partie liquide est traitée
sur place tandis que la partie solide est traitée à l’extérieur.
Un bouchage de la conduite d’évacuation des boues du
digesteur, alors que celui-ci était alimenté à un débit de 40 m³/h,
serait à l’origine de l’évènement. Le bouchage a conduit, par
poussée d’Archimède, au décollement du dôme et à sa
fragilisation.
Procédure spécifique de
remplissage (inertage CO2 ou
N2).
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTEUR, METHANISEUR
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 - TRIEL-SUR-SEINE, le 08/07/2017
Un rejet de biogaz se produit lors de l’ouverture par intermittence
des soupapes des 3 digesteurs d’une installation de traitement
des eaux usées. L’exploitant arrête le rejet qui émet 3,834 t de
biogaz dans l’atmosphère.
L’accident a lieu alors que l’un des 2 gazomètres de stockage
du biogaz est isolé et consigné. L’ouverture des soupapes est
liée à une montée en pression dans les digesteurs, suite à
l’isolement de différents équipements en aval. En effet, le
gazomètre non consigné s’est isolé par sécurité suite à une
alarme de niveau bas de l’eau dans sa garde hydraulique. De
manière anormale, il y a alors eu isolement des 3 lignes de
production en provenance des 3 digesteurs. La torchère est
censée se mettre en fonctionnement pour évacuer et éliminer le
biogaz lors d’une fermeture des 2 gazomètres. Cependant, la
vanne du gazomètre consigné, qui avait été mise en mode hors
procédé par l’exploitant (complété par verrouillage par
cadenas), n’envoyait pas un signal d’état “fermé” à l’automate
de contrôle (elle était considérée en état “indéterminé”).
L’automate n’a pas ouvert l’accès à la torchère car il ne recevait
qu’un seul signal de gazomètre fermé. S’en est suivi la montée
en pression des dômes des digesteurs puis le rejet
atmosphérique.
Après l’accident, l’exploitant modifie la conduite de son procédé
de manière à permettre le déclenchement de l’ouverture de la
torchère sur la base de ses capteurs internes de pression. Il
modifie également la vanne du gazomètre pour qu’elle produise
un signal “fermé” en cas de consignation de l’équipement.
Les incidents consistant en des rejets accidentels de biogaz
sont très fréquents sur cette station d’épuration.
Démarrage automatique de la
torchère.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTEUR, METHANISEUR
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 - TRIEL-SUR-SEINE, le 13/02/2016
Dans une station d’épuration intercommunale, un analyseur
d’oxygène dans un digesteur de boues d’épuration
dysfonctionne vers 15h et vers 18h30 le jour suivant. Faute de
mesure d’oxygène disponible (chaine de sécurité), l’automate de
conduite de l’unité de digestion des boues isole
automatiquement le digesteur, en coupant les alimentations en
boues et l’envoi du biogaz vers les gazomètres de stockage. Le
digesteur monte en pression car le processus de digestion
thermophile des boues se poursuit. Quand la pression interne
dépasse les 35 mbar, les deux soupapes de sécurité s’ouvrent,
libérant du biogaz à l’air libre. A chaque dysfonctionnement, les
équipes d’astreinte sont appelées et rétablissent le bon
fonctionnement de l’analyseur d’oxygène. Le digesteur est remis
en exploitation et les soupapes se referment une fois la pression
redevenue normale. Environ 1023 Nm³ de biogaz à 65% en
méthane (soit 1,18 t) ont été relâchés pendant 2h15 sur ces
deux jours dans une zone urbaine classée sensible pour la
qualité de l’air.
L’analyseur d’oxygène a perdu à deux reprises son étalonnage
avec perte de la valeur zéro. La mesure de valeurs négatives l’a
mis automatiquement en défaut. L’analyseur était installé depuis
moins de 2 mois avec étalonnage conforme. L’analyseur n’est
pas redondé, donc sa mise en défaut provoque l’isolement
automatique du digesteur. Tous les analyseurs de ce type font
l’objet d’une maintenance préventive semestrielle avec
nettoyage et étalonnage, vérification de la chaine de
transmission vers l’unité centrale de l’automate. L’exploitant
envisage de redonder les analyseurs d’oxygène de chaque
digesteur et d’augmenter la fréquence d’étalonnage.
Le même type d’accident s’est produit moins d’un mois avant sur
les autres digesteurs de la station.
En cas d’arrêt de l’alimentation en
matières et de l’envoi de biogaz
vers les gazomètres, le biogaz
produit dans les digesteurs est
envoyé à la torchère.
Etude de dangers STEP des Trois Rivières
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTEUR, METHANISEUR
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 28 – LEVES, le 10/03/2005 :
Dans une station d'épuration, une fuite de biogaz se produit sur
un digesteur de boues fissuré à plusieurs endroits. Le méthane
s'infiltre dans la double paroi et s'échappe légèrement vers
l'extérieur. Un périmètre de sécurité est mis en place, 20
riverains sont évacués et 2 stations-services proches sont
fermées. Le gazomètre de la station d'épuration étant plein, le
digesteur est arrêté et 2 torchères situées à une dizaine de
mètres de l'installation sont mises en service pour brûler l'excès
de biogaz. Les employés de la station colmatent la fuite. La
situation redevient normale 8 h après le déclenchement de
l'alerte.
Inspections visuelles régulières
des installations.
Inspection visuelle régulières de
l’état des digesteurs.
Inspection approfondie lors des
vidanges décennales.
Personnel équipé
d’explosimètres portatifs
permettant de déceler une fuite
de biogaz, en tout lieu de
l’installation.
Envoi de biogaz vers la torchère
en cas d’arrêt de l’alimentation en
boues et de l’envoi du biogaz vers
le gazomètre.
Digesteur à simple paroi.
Digesteurs sur rétention
ITALIE – PESCHIERA, le 12/03/1997
Dans une station d'épuration communale des eaux usées, une
explosion se produit au cours de réparation dans un silo en béton
de fermentation et de production de biogaz. Des résidus gazeux
et des opérations de soudage seraient à l'origine du sinistre.
Deux ouvriers sont projetés à l'extérieur et sont tués, un
troisième tombe au fond de l'édifice et est sérieusement blessé.
Le toit du silo est soufflé.
Procédure de vidange (inertage).
Plan de prévention, permis de feu
pour toute opération de travaux,
maintenance.
Etude de dangers STEP des Trois Rivières
Travaux d’extension des filières de traitement des eaux et des boues et de valorisation énergétique de la station d’épuration des Trois Rivières CLERMONT AUVERGNE METROPOLE
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SEPTEMBRE 2020
RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTEUR, METHANISEUR
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
ALLEMAGNE, le 21/01/2006 :
Dans une décharge, 2 cuves de traitement des déchets liquides
d'une installation de méthanisation se rompent ou explosent vers
6 h. L'un des réservoirs contenait de la boue en fermentation et
l'autre des eaux de lixiviation ; 4 500 m³ de boue et 2 500 m³
d'eaux polluées se déversent dans l'environnement, formant une
vague destructrice. Un bâtiment proche abritant des réservoirs
est endommagé et 1000 l d'hydrocarbures ont également été
perdus dans l'accident. Une 3ème cuve, vide lors des faits, a
également été détruite. Les bassins de confinement de la
décharge n'ont pas pu arrêter la masse de liquide. D'importants
moyens en hommes et en matériels interviennent (115
pompiers...) vers 6h15 ; des experts en chimie et en biologie sont
mobilisés. D'importants moyens sont mis en œuvre pour
protéger la population et la ressource en eau potable. Des
protections auraient également été mises en place au niveau
des stations d'essence pour écarter tout risque d'explosion. Les
dommages matériels s'élèvent à plusieurs millions d'euros.
L'accident qui pourrait résulter d'une défaillance technique, n'a
pas fait de victime. Un ruisseau gelé proche a été pollué.
L'évacuation des masses de boue prendra plusieurs jours. La
remise en état des installations prendra plusieurs mois.
Digesteurs conçus pour ne pas
céder d’un coup et créer une
vague, sur rétention.
→ Les principaux accidents liés à la méthanisation sont des fuites de biogaz pouvant
notamment entrainer des explosions. Des mesures sont mises en place sur les équipements
pour détecter une éventuelle fuite (détection biogaz) et pour limiter les sources d’allumage
(matériel ATEX, permis feu…).
Les opérations de vidange des digesteurs sont encadrées par des procédures très strictes
(notamment inertage au CO2 ou N2) et ont lieu uniquement tous les 10 ans.
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SEPTEMBRE 2020
F.4. Exemples d’accidents recensés sur des
installations de stockage de biogaz
RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : GAZOMETRES, BIOGAZ
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – SAINT GERMAIN EN LAYE, le 17/06/2013 :
Un agent d’une station d’épuration relève vers 16 h un taux
élevé de biogaz (4%, composé à 65% de méthane
inflammable et explosible) dans un regard à l’entrée du
bâtiment de bio-cogénération lors de la recherche semestrielle
de fuites sur le site. Selon la procédure en vigueur et après
vérification des plans des réseaux, le service sécurité, aidé
des opérateurs de l’unité, isole un tronçon enterré de 1 100 m
véhiculant du biogaz sous pression (3 bar) alimentant les
turbines à gaz. Les turbines sont arrêtées et des mesures de
sécurisation de la zone prises (ventilation, balisage…). La
décompression trop rapide du tronçon confirme l’existence
d’une fuite. L’ouverture d’une tranchée de 30 m permet de
localiser la fuite au niveau d’un joint de type « pont à
mousson ». La quantité de biogaz perdue est évaluée à 3,4 t,
le biogaz s’est diffusé à travers le sol puis s’est accumulé dans
les regards proches de la fuite et, pour les regards électriques,
a migré vers des regards plus lointains en passant par les
fourreaux de câble. Le tronçon fuyard est remplacé par un
autre en PEHD électro-soudé sans raccord pour réduire le
nombre de joint (coût : 86 kEuros).
Inspection visuelle régulières de
l’état des installations.
Conformité du réseau biogaz au
« CODETI » (code de construction
des tuyauteurs).
Tuyauteries majoritairement
enterrées, en polyéthylène PE.
Tuyauteries aériennes en inox
soudées ; limitation des brides.
Mesure de pression (pressostat)
dans les tuyauteries de biogaz
coupant l’alimentation en biogaz en
cas de détection de chute pression.
Contrôles semestriels de recherche
de fuite via un passage de
détecteur de gaz le long des
canalisations possible sur le site.
Test d’étanchéité sur les
équipements tous les 10 ans, lors
de l’arrêt de la digestion des boues.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – ACHERES, le 04/03/2012 :
A 19h27, un défaut sur une vanne de maillage provoque l’arrêt
automatique du ventilateur du réseau d’extraction du biogaz
depuis le gazomètre d’une station d’épuration urbaine. Les
agents de maintenance ne réussissent pas à résoudre
rapidement ce défaut bloquant et le gazomètre (sphère) monte
en pression (débit entrant > débit sortant). La côte maximale
étant atteinte, l’exploitant commence à dégazer (déluter) à
l’atmosphère le biogaz (gaz inflammable composé de 65% de
CH3, 34% de CO2 et diverses impuretés dont du H2S à 50
ppm). Le défaut de la vanne étant réparé au bout de 1 h, un
2ème défaut bloquant (défaut de mesure) apparaît sur
l’automate, ce qui oblige l’exploitant à prolonger le délutage
pendant 1h30, le temps de faire intervenir un automaticien
extérieur. Le transfert de biogaz reprend vers 22 h, mettant fin
au délutage ; 2 275 m³ de biogaz, soit 2,3 t sont relâchées à
l’atmosphère. Un périmètre de sécurité est mis en place autour
de l’unité biogaz pendant le délutage. Le vent qui souffle ce
jour-là permet de diluer le biogaz rejeté, réduisant ainsi la zone
des dangers.
Le défaut de mesure apparaissant dans l’automate quand le
niveau de biogaz dépasse 8 m dans le gazomètre est
supprimé, la programmation de tous les modes de
fonctionnement de l’automate est vérifiée et les modifications
nécessaires à la suppression des défauts bloquants identifiés
sont apportées. Un accident similaire s’était produit 2 ans
avant.
Inspection visuelle régulières de
l’état des installations.
Conformité du réseau biogaz au
« CODETI » (code de construction
des tuyauteurs).
Tuyauteries majoritairement
enterrées, en polyéthylène PE.
Tuyauteries aériennes en inox
soudées ; limitation des brides.
Mesure de pression (pressostat)
dans les tuyauteries de biogaz
coupant l’alimentation en biogaz en
cas de détection de chute pression.
Contrôles semestriels de recherche
de fuite via un passage de
détecteur de gaz le long des
canalisations possible sur le site.
Test d’étanchéité sur les
équipements tous les 10 ans, lors
de l’arrêt de la digestion des boues.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 - MAISONS-LAFFITTE, le 23/03/2010 :
Dans une installation de production de biogaz classée Seveso
seuil bas, un délutage se produit à 1h15 au niveau d’un
gazomètre. Le délutage est un dégagement de biogaz au
niveau d’un gazomètre dû à un déséquilibre entre ses débits
entrant et sortant. Lorsque la capacité maximale du gazomètre
est atteinte, le biogaz s’échappe par la garde hydraulique de
l’ouvrage. Le phénomène peut être anticipé par suivi du
niveau. Le jour de l’accident, une défaillance matérielle
(problème de connectique) sur la fin de course d’une vanne
neutralise l’automatisme gérant les configurations
d’exploitation, bloquant ainsi les possibilités de transfert ou de
torchage du biogaz. Le biogaz non extrait du gazomètre est
alors dégazé.
Ne pouvant agir à distance, l’exploitant se rend sur place pour
actionner manuellement le jeu de vannes du réseau de
transfert afin de rétablir la situation. L’une d’elle étant « dure »
à manœuvrer, plusieurs minutes d’intervention sous ARI sont
nécessaires. Le « retour à la normale » a lieu 25 minutes plus
tard ; 600 kg de biogaz sont émis (composition 65% de
méthane, 34% de CO2, impuretés dont H2S à 50 ppm). Aucune
conséquence n’a été perçue en dehors de l’établissement.
Cet incident révèle la fragilité des dispositifs de fins de course.
L’exploitant décide de les modifier pour les fiabiliser et
d’allonger leur plage de détection. Les vannes « dures » seront
remplacées afin de les rendre plus aisées à manœuvrer
manuellement en cas de besoin.
Manœuvre préventive des vannes.
Le circuit vers la torchère est
normalement ouvert.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 73 – LA ROCHETTE, 07/01/1999 :
Dans une unité de recyclage de biogaz issu de la station
d’épuration anaérobie d’une papeterie, une explosion (11,02
livres de TNT) détruit une baudruche tampon en matériaux
souple de 10 m3 et les tuyauteries associées alimentant une
chaudière de production de vapeur ou une torchère de
sécurité. La baudruche est pulvérisée, des rambardes sont
tordues dans un rayon de 3 m, des toitures en tuiles sont
détruites dans un rayon de 20 m, des bardages sur l’unité et
vitres jusqu’à 130 m de distance et volent en éclat. Il n’y a pas
de victime. La baudruche se serait bloquée en descente et
mise en dépression. De l’air serait alors entré par les joints en
téflon frottant sur l’axe central. Le biogaz arrivant à nouveau
forme le mélange explosif qui est allumé par la flamme de la
veilleuse de la torchère. Une production accidentelle
d’hydrogène dans le méthaniseur et un acte de malveillance
sont également évoqués. L’usine porte plainte. Des expertises
sont réalisées. Des sécurités sont installées (analyseurs,
clapets, etc.).
Matériel ATEX.
Permis feu.
AUSTRALIE, le 02/04/2002 :
Dans une installation de traitement des eaux usées, une fuite
de gaz a lieu au niveau d’un gazomètre utilisé pour stocker le
méthane produit sur le site (capacité : 20 m3). La partie haute
de l’appareil, étudiée pour laisser échapper le surplus de gaz,
s’est bloquée sur un côté, permettant l’échappement
permanent du gaz. La situation était rendue plus périlleuse du
fait que le réservoir était toujours alimenté par le procédé.
Craignant une explosion, la police met en place un périmètre
de sécurité de 2 km autour du site et évacue les riverains. Le
site est proche de l’aéroport de Brisbane, mais le trafic n’est
que faiblement perturbé.
Technologies de gazomètre
différentes.
Dispositifs permettant de libérer les
excès de pression (gardes
hydrauliques, soupapes).
Présence de soupape sur les
digesteurs.
Gazomètres pouvant être isolés du
réseau de biogaz.
INDE – UTTAR PRADESH, le 23/03/1996 :
Une citerne de méthane explose dans une usine de traitement
des effluents au nord de l’Inde. 3 personnes sont tuées et une
autre sérieusement blessée. L’explosion a été causée par des
travaux de soudure sur le toit du bac de méthane. Le contrôle
des pollutions de l’Etat avait ordonné deux jours auparavant à
la compagnie de prendre des mesures afin d’éviter les fuites
de gaz sur le réservoir. Une plainte pour négligence criminelle
est déposée contre la compagnie.
Détection de fuite de gaz.
Plan de prévention, permis de feu
pour toute opération de travaux,
maintenance.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
Lieu et date non précisés : source R6
La membrane souple d’un méthaniseur industriel (équipé
d’une membrane simple) s’est envolée libérant ainsi le biogaz
stocké à l’intérieur.
Une violente tempête a provoqué la sortie du boudin de
fixation de sa gorge et donc l’envol de la membrane.
Cet événement est à considérer pour les gazomètres qui
doivent être dimensionnés pour des vents de 150 km/h.
Technologies de gazomètre
différentes.
→ Les principaux accidents liés au stockage de biogaz sont des fuites de gaz pouvant
notamment entrainer des explosions. Des mesures sont mises en place pour détecter une
éventuelle fuite (détection biogaz) et pour limiter les sources d’allumage (matériel ATEX,
permis feu…). De plus, la conception du gazomètre (enveloppe souple) permet de limiter les
effets d’une explosion.
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F.5. Exemples d’accidents recensés liés au transport du
biogaz
RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTION, BIOGAZ
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – ACHERES, le 30/10/2013 :
En fin d’après-midi, lors d’un contrôle semestriel de recherche
de fuite dans une grosse station d’épuration urbaine, la
présence de biogaz est détectée au niveau des conduites
enterrées de brassage d’un digesteur de boues de la station
(2% LIE au niveau du sol). Les conduites sont immédiatement
isolées par fermeture des vannes et des essais sont réalisés
quelques jours plus tard pour déterminer l’origine de la fuite.
Un joint desserré sur une conduite de refoulement est à
l’origine de la fuite, il est resserré. Cette fuite serait due aux
arrêts et redémarrages du brassage de 2 digesteurs de la
station à la suite d’une autre fuite de biogaz sur le réseau
enterré, les conduites ayant de ce fait subies des contraintes
importantes.
Un trou de 4 cm est découvert à 4 m de profondeur sur une
conduite en fonte (DN 400, PS=18 mbar) reliant 2 digesteurs
de l’unité aux gazomètres. Un volume de 24 000 m³ de biogaz
a été perdu à la suite de cette fuite. Ne pouvant être stoppée,
la production de ces digesteurs est réduite par arrêt du
brassage, du chauffage et de l’admission des boues ; la zone
biogaz est condamnée alors qu’une ventilation est installée au
niveau de la fuite. Une manchette est mise en place sur le
tronçon fuyard qui est sécurisé jusqu’à l’arrêt complet des
digesteurs qu’il alimente et dont la production est évacuée
progressivement à l’atmosphère via leurs soupapes.
Une corrosion interne lente de la conduite en fonte serait à
l’origine de l’incident. Le biogaz en sortie de digesteur est très
humide au niveau de la fuite car la première purge est après
le point de fuite. Par ailleurs, le biogaz produit dans cette unité
est plus concentré en H2S que dans les autres unités de
digestion des boues car les boues sont moins chargées en
chlorure ferrique (neutralisateur d’H2S). Enfin, ces conduites
de biogaz font partie des plus anciennes du site, subissant de
ce fait une exposition plus longue aux agents corrosifs du
biogaz.
Inspection visuelle régulières de
l’état des installations.
Conformité du réseau biogaz au
« CODETI » (code de construction
des tuyauteurs).
Tuyauteries majoritairement
enterrées.
Tuyauteries aériennes en inox
soudées ; limitation des brides.
Mesure de pression (pressostat)
dans les tuyauteries de biogaz
coupant l’alimentation en biogaz en
cas de détection de chute pression.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – SAINT GERMAIN EN LAYE, le 17/06/2013 :
Un agent d’une station d’épuration relève vers 16 h un taux
élevé de biogaz (4%, composé à 65% de méthane
inflammable et explosible) dans un regard à l’entrée du
bâtiment de bio-cogénération lors de la recherche semestrielle
de fuites sur le site. Selon la procédure en vigueur et après
vérification des plans des réseaux, le service sécurité, aidé
des opérateurs de l’unité, isole un tronçon enterré de 1 100 m
véhiculant du biogaz sous pression (3 bar) alimentant les
turbines à gaz. Les turbines sont arrêtées et des mesures de
sécurisation de la zone prises (ventilation, balisage…). La
décompression trop rapide du tronçon confirme l’existence
d’une fuite. L’ouverture d’une tranchée de 30 m permet de
localiser la fuite au niveau d’un joint de type « pont à
mousson ». La quantité de biogaz perdue est évaluée à 3,4 t,
le biogaz s’est diffusé à travers le sol puis s’est accumulé dans
les regards proches de la fuite et, pour les regards électriques,
a migré vers des regards plus lointains en passant par les
fourreaux de câble. Le tronçon fuyard est remplacé par un
autre en PEHD électro-soudé sans raccord pour réduire le
nombre de joint (coût : 86 kEuros).
Inspection visuelle régulières de
l’état des installations.
Conformité du réseau biogaz au
« CODETI » (code de construction
des tuyauteurs).
Tuyauteries majoritairement
enterrées.
Tuyauteries aériennes en inox
soudées ; limitation des brides.
Mesure de pression (pressostat)
dans les tuyauteries de biogaz
coupant l’alimentation en biogaz en
cas de détection de chute pression.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 94 – VALENTON, le 18/02/2008 :
A la suite d'une rupture de canalisation de biogaz, une
explosion se produit à 11h40 dans la salle des compresseurs
d'une station d'épuration des eaux usées et provoque un feu
torche. L'alimentation en énergie est coupée, un périmètre de
sécurité mis en place et 2 employés, légèrement blessés et
irrités par l'émanation des gaz, sont transportés à l'hôpital. Les
pompiers éteignent l'incendie après 2 h d'intervention puis
effectuent des mesures d'explosimétrie. La salle des
compresseurs est détruite et la chaufferie voisine abritant les
3 chaudières mixtes fonctionnant au biogaz est gravement
endommagée. Cet accident entraîne la mise hors d'usage des
chaudières, dont l'utilisation est indispensable pour la
digestion des boues (maintien à 37 °C des ouvrages). Grâce
au maillage du réseau d'alimentation des usines de traitement
de la région, les 2/3 des effluents habituellement traités par le
site (soit 400 000 m³/j) sont dirigés vers 2 autres usines. Une
chaudière provisoire de 3 MW (soumise à déclaration) et
fonctionnant au fioul est mise en place pour traiter jusqu'à 200
000 m³/jour. Tout déversement d'eaux polluées en milieu
naturel est ainsi évité. L'exploitant diffuse un communiqué de
presse. La réhabilitation d'une des chaudières de 4 MW pour
fonctionnement au gaz naturel est réalisée dans un délai de
15 jours ; une tierce expertise de l'installation est réalisée
avant remise en service et retour à un fonctionnement normal
de l'usine (600 000 m³/j traités). La seconde chaudière détruite
par l'accident sera réhabilitée pour fonctionner au gaz naturel
dans un délai de 6 à 8 semaines. Une enquête est effectuée
pour déterminer l'origine exacte du sinistre.
Agitation des digesteurs par
agitateurs : pas de compresseur
biogaz pour le brassage des
digesteurs au biogaz.
Conformité du réseau biogaz au
« CODETI » (code de construction
des tuyauteurs).
Tuyauteries majoritairement
enterrées.
Tuyauteries aériennes en inox
soudées ; limitation des brides.
Mesure de pression (pressostat)
dans les tuyauteries de biogaz et
détecteur explosimétrique dans les
zones confinées coupant
l’alimentation en biogaz en cas de
détection de chute pression ou de
gaz.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DIGESTION, BIOGAZ
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 94 – CACHAN, le 28/06/2006 :
Une explosion se produit vers 9 h durant l'intervention par
soudage de 2 employés des services du gaz sur la
canalisation de sortie basse pression (diam : 100 mm) d'un
poste de détente. Ce poste est également alimenté en
moyenne pression par un branchement (diam : 40 mm) en
polyéthylène (PE) installé en 1999. Cette tuyauterie a été mise
en place sans coude en contraignant la courbure du PE, le
rendant ainsi plus sensible aux éléments extérieurs. Selon
l'exploitant, le passage répété du chalumeau à proximité de la
courbure qui affleurait les parois de la fouille de travail, aurait
ramolli le PE, qui a cédé provoquant la fuite qui a explosé. Une
torchère de 10 à 15 m de hauteur se forme. L'incendie se
propage à 6 voitures dont 2 véhicules des services du gaz. Les
2 employés sont gravement brûlés et hospitalisés. Un
périmètre de sécurité est mis en place entraînant l'évacuation
de 180 personnes d'un immeuble voisin. L'incendie est
maîtrisé à 11H07 et la fuite de gaz colmatée.
Permis feu.
Plan de prévention.
→ Les principaux accidents liés au transport de biogaz sont des fuites de gaz générant un
risque d’explosion.
Sur le site de la nouvelle STEP des Trois Rivières, des mesures sont mises en place pour
détecter une éventuelle fuite (inspections visuelles des installations, pressostat coupant
l’alimentation en biogaz en cas de détection de chute pression) et pour limiter les sources
d’allumage (matériel ATEX dans les zones à risque, permis feu…).
Etude de dangers STEP des Trois Rivières
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F.6. Exemples d’accidents survenus sur des
installations de déshydratation / stockage du
digestat déshydraté
La base ARIA du BARPI ne relate aucun accident impliquant des boues déshydratées sur des
installations de méthanisation au sein de stations d’épuration des eaux urbaines.
Les accidents recensés concernent le séchage et le stockage des boues séchées (départ de
feu, explosion). Ce risque est écarté pour la STEP des Trois Rivières du fait de l’absence
d’installations de séchage et stockage de boues séchées.
Un seul accident impliquant des boues déshydratées a été recensé au sein d’une usine de
traitement des eaux usées d’une entreprise de transformation de volailles. Bien qu’il ne
concerne pas une STEP urbaine, cet accident est analysé ci-dessous étant donné que c’est
le seul accident connu.
Etude de dangers STEP des Trois Rivières
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : DESHYDRATATION DES BOUES
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 62 - HENIN-BEAUMONT, le 25/10/2001 :
Un feu se déclare la nuit dans les installations de traitement
des eaux usées d'une entreprise spécialisée dans la
transformation de volailles. L'incident se produit sur la
centrifugeuse des boues et son câblage électrique à la suite,
selon l'exploitant, de travaux de maintenance (contrôle
habituel non lié à un problème technique) réalisés par une
entreprise extérieure 4h auparavant. Un gardien effectuant
une ronde donne l'alerte après avoir noté un dégagement de
fumée et la présence de quelques flammes qui se sont
éteintes d'elles-mêmes. Les pompiers ne pourront que
constater les dommages et surveiller l'installation. La
destruction des équipements électriques et de la
centrifugeuse a entraîné l'arrêt de la station. Après accord du
gestionnaire de la station d'épuration urbaine locale,
l'exploitant rejette directement ses effluents dans le réseau
d'assainissement et met sa production en mode dégradé pour
éviter des rejets graisseux. Les installations électriques
seront réparées 17h après le début de l'incident, la production
des boues reprend et le by-pass est supprimé. Les boues
issues du procédé sont transférées par camions citernes vers
la station urbaine où elles sont stockées. Une unité mobile de
centrifugation sera mise en place 3 jours plus tard. Les
dommages matériels sont évalués à 1 MF. Une tierce
expertise est réalisée pour déterminer les causes exactes du
sinistre.
Vérification des installations
électriques
Détection incendie dans les locaux
électriques.
Moyens incendie.
→ Les accidents liés à la déshydratation du digestat sont rares. Un seul départ de feu est
recensé dans la base ARIA du BARPI.
Etude de dangers STEP des Trois Rivières
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SEPTEMBRE 2020
F.7. Exemples d’accidents recensés sur des torchères
RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE – 69 – LYON, le 26/12/2018
Un départ de feu est constaté par l’exploitant au niveau du
calorifugeage de la nouvelle Torchère.
Les causes retenues sont :
- Un mauvais calorifugeage
- Dimensionnement du volet d’air inadapté
Le feu a été rapidement maitrisé grâce à la réactivité de
l’exploitant.
Sonde de température avec report
d’alarme en supervision.
Intervention en cas de
dépassement des seuils d’alarme.
FRANCE - 78 - TRIEL-SUR-SEINE, le 01/11/2016 :
La torchère de biogaz d’une station d’épuration
intercommunale ne s’allume pas. Le personnel de quart
appelle l’astreinte qui réussit à la redémarrer dans la journée,
mais celle-ci s’éteint à nouveau vers 18h30 sans que
l’astreinte arrive à la redémarrer. Le lendemain, l’exploitant
met en place des mesures compensatoires pour réduire les
risques et le volume de biogaz rejeté à l’atmosphère par les
soupapes des digesteurs montant en pression faute de
pouvoir être brûlé (balisage et contrôle explosimètrique de la
zone biogaz, rondes renforcées, augmentation de la
consommation interne de biogaz).
Un diagnostic complet révèle finalement que le problème vient
du transformateur électrique alimentant l’allumage de la
torchère. Celui-ci est remplacé le surlendemain et la torchère
redémarre vers 10h30. Un total de 22 249 Nm³ de biogaz a
été émis à l’atmosphère, correspondant à 8,1 t de méthane
(60 % de la composition du biogaz).
Depuis son installation, cette torchère pose des problèmes
récurrents de fiabilité, notamment par temps froid et humide
(gel) pour lequel des actions préventives ont été mises en
place.
Détection de flamme.
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 02 – GRISOLLES, le 17/04/2014
Durant les nuits du 17 au 19/04, des flammes apparaissent en
sortie de torchère au niveau de l’installation de traitement du
biogaz d’un centre de traitement des déchets. Un défaut de
fin de course sur la trappe d’alimentation d’air de la torchère
serait à l’origine du déplacement de la flamme hors du tube
de la torchère. L’exploitant fait intervenir la société de
maintenance de l’installation les 18 et 19/04.
-
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RECHERCHE BARPI – MOTS CLES : BOUES, CUVE
ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTI
ON PREVUES
FRANCE - 94 – VALENTON, le 01/02/2012 :
A la suite d’un endommagement accidentel du réseau de stockage
du biogaz, une STEP urbaine doit brûler à la torche depuis 5 jours
le biogaz produit par la digestion des boues. A 5h14 en période de
grand froid, l’alarme de non-détection de la flamme pilote de la
torche se déclenche dans la salle de conduite de la station et
l’opérateur n’arrive pas à redémarrer la torche. Quelques minutes
après, la pression augmente dans le ciel gazeux des digesteurs –
jusqu’à 49 mbar – sans que leurs soupapes de sécurité s’ouvrent.
Un examen de la torchère montre que sa vanne d’alimentation et
ses brûleurs sont gelés : un dispositif de soufflage d’air chaud est
mis en place pour dégeler ces éléments avant de les calorifuger.
Faute de pouvoir brûler le biogaz à la torche, 180 Nm³ de biogaz
sont relâchés à l’atmosphère pendant 30 min par les soupapes des
digesteurs qui doivent préalablement être dégelées. Le service
d’exploitation intervient pour forcer en position ouverte les vannes
d’isolement du réseau biogaz qui s’étaient refermées, permettant
de réalimenter la torche une fois les alarmes de pression des
digesteurs désactivées. La surpression dans le corps des
digesteurs a provoqué la casse du corps d’un surpresseur de
brassage des boues. L’enquête montre que des sondes de
pression installées dans les digesteurs de boues ont gelé,
provoquant des perturbations de la mesure de pression.
L’automate de conduite a alors déclenché la coupure de
l’alimentation en biogaz du gazomètre et de la torche depuis les
digesteurs, provoquant ainsi l’extinction de la torche et le gel
progressif de ses brûleurs et de sa vanne d’alimentation en
position fermée. L’exploitant met en place une surveillance
spécifique des courbes de pression dans les digesteurs et définit
des consignes d’exploitation en cas de fluctuation des pressions
dans les digesteurs par temps froid (dégel des sondes) et de panne
de la torche (isolement de la torche et arrêt des digesteurs). Dans
les jours qui suivent, des dispositifs de réchauffage automatique
des éléments sensibles de la torche (traçage) sont installés en plus
des calorifugeages et les soupapes des digesteurs sont sécurisées
pour éviter le blocage par le gel). Des mesures de réduction du
volume de boues produites sont envisagées en cas de nouveaux
problèmes sur les digesteurs, par arrêt de la décantation primaire,
qui entraîneraient des rejets d’eaux traitées non-conformes dans
le milieu aquatique (excès d’azote en particulier).
Détection de flamme.
Soupages des digesteurs
utilisant du glycol.
Pots de purges et gardes
hydrauliques calorifugées.
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→ Les accidents recensés au niveau d’une torchère sont un torchage excessif ou un défaut
au niveau de la torche.
Les mesures mises en place sont une disposition de la torchère suffisamment en hauteur et
éloignée des équipements pour éviter tout effet thermique et une maintenance et un contrôle
régulier de la torchère.
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F.8. Exemples d’accidents survenus sur des stockages
de produits chimiques au sein de STEP
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 69 – PIERRE BENITE, le 03/08/2015 :
Des agents de conduite d’une station d’épuration urbaine sont en
ronde dans le local stockant les réactifs, proche des installations
d’incinération des boues, quand ils constatent vers 7h qu’une
cuve de 42 m³ de soude (NaOH, corrosif) en acier a basculé dans
sa rétention. Le produit reste contenu dans la rétention. Dans son
basculement, la cuve a arraché les tuyauteries de refoulement de
la pompe de transfert, projetant de la soude aux alentours. Le
caillebotis d’accès à la cuve et les équipements situés à proximité
sont endommagés. Le chef de quart arrête les équipements du
local réactifs et le four d’incinération des boues dont le laveur de
traitement des fumées est alimenté par la cuve. Il ferme la vanne
d’isolement du bassin de rétention pour éviter un déversement de
soude en entrée de la station d’épuration. Le local est consigné.
Une société extérieure vient pomper dans 2 citernes le produit
dans la rétention et la soude restant dans la cuve. La zone
imprégnée est rincée. La cuve n’étant pas réparable, des
solutions provisoires permettent le redémarrage du laveur de
l’incinération des boues 5 jours plus tard (pompes doseuses
alimentées par des containers de 1 m³).
L’examen de la rétention de la cuve montre qu’une fuite de réactif
s’est produite sur la tuyauterie de refoulement de la recirculation
de soude au niveau d’un raccord. L’analyse des courbes de
niveau dans la cuve confirme que le débit de vidange de la cuve
correspond au débit des pompes d’alimentation : la rétention s’est
remplie par pompage de la soude stockée jusqu’à ce que le
volume de réactif dans la rétention fasse flotter la cuve de 9 T
selon le principe d’Archimède.
L’exploitant change les cuves de stockage du local, en déplaçant
les cuves d’acides à l’extérieur. Il met en place une ronde
journalière dans le local pour contrôler l’intégrité des stockages,
ainsi qu’une procédure de contrôle régulier de l’épaisseur des
cuves. Un système de détection de fuite est mis en place dans le
local
Réactifs chimiques liquides
stockés sur rétentions, dans des
locaux dédiés.
Inspection visuelle quotidienne.
Maintenance préventive.
Dépotage des produits sur une
aire rétentive.
L’autorisation de dépotage est
donnée par le chef d’exploitation
après vérification de la
conformité du produit livré et de
la cuve de réception : raccords
identifiés par produit et conçus
de manière à éviter toute
confusion, par des tailles ou des
couleurs, et coffrets individuels
en façade extérieure, protégés,
identifiés et cadenassés par
cadenas.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 86 – JAUNAY-CLAN, le 22/04/2015 :
Lors d’une livraison dans une station d’épuration, le chauffeur-
livreur dépote par erreur 1 m³ de soude à 30% dans une cuve
contenant 13 m³ d’acide chlorhydrique à 30%. Le mélange
incompatible des 2 produits entraîne une réaction exothermique.
Le site est évacué, la circulation à proximité interrompue. La cuve,
qui monte en pression, n’est pas sur rétention et ne peut être
vidangée par le bas. Le réseau d’égouts est obturé par les
services de secours. Une conduite est mise en place vers un
terrain agricole pour canaliser un éventuel écoulement en cas de
rupture de la cuve. Les pompiers ouvrent le trou d’homme de la
cuve pour faire diminuer la pression et la température. En surface
du mélange liquide, elle atteint 58°C. Un rideau d’eau abat les
vapeurs qui se dégagent. Le contenu est dépoté en fin d’après-
midi et enlevé le lendemain par un camion pompe d’une société
extérieure.
Le chauffeur et le réceptionnaire n’ont pas respecté les consignes
de dépotage. En effet, pour gagner du temps, le chauffeur a
coupé l’ensemble des scellés des conteneurs d’acide
chlorhydrique et de soude à livrer alors que le dépotage n’avait
pas commencé. Enfin, lors du chargement, le chauffeur a
interverti un conteneur d’acide et un autre de soude.
Dépotage des produits sur une
aire rétentive.
L’autorisation de dépotage est
donnée par le chef d’exploitation
après vérification de la
conformité du produit livré et de
la cuve de réception : raccords
identifiés par produit et conçus
de manière à éviter toute
confusion, par des tailles ou des
couleurs, et coffrets individuels
en façade extérieure, protégés,
identifiés et cadenassés par
cadenas
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – ACHERES, le 01/06/2011 :
Dans une station d’épuration urbaine, les opérateurs en charge
de l’unité de désodorisation constatent vers 12h30 une baisse
anormale du volume de la cuve de stockage de javel sur leur
écran du poste de conduite. Une ronde permet de détecter une
fuite au niveau de l’injection de javel dans une des tours de
désodorisation. L’injection est arrêtée et le sol imbibé de javel est
nettoyé. Pendant la nuit suivante, les opérateurs de quart
constatent un écoulement de javel à travers le mur de la cuvette
de rétention de la cuve. Une équipe de maintenance est envoyée
en début de matinée et constate que plusieurs m³ de javel se sont
répandus dans la cuvette de rétention. Le bâtiment est sécurisé
et une entreprise extérieure intervient pour pomper 10 m³ de javel
provenant de la cuvette et de la cuve. Après enquête, un joint
défaillant est identifié au niveau d’un raccord à bride sur la
conduite d’aspiration de la pompe javel localisée dans la cuvette
de rétention. De plus, le revêtement de la cuvette, jamais refait
depuis 16 ans, n’est plus étanche.
L’exploitant remet à neuf le revêtement de la cuvette au moyen
de plaques de polyéthylène extrudées posées sur des feuilles
d’aluminium, permettant de contrôler l’étanchéité par balayage
électrique. La cuve de javel est remplacée par un modèle plus
résistant car son enveloppe a été fragilisée par un contact
prolongé avec la javel ayant fui dans la cuvette. Une alarme de
niveau bas reliée au poste de conduite est installée dans la
nouvelle cuve. L’étanchéité de toutes les cuvettes de rétention de
la station de traitement est vérifiée.
Mesure de niveau bas sur les
cuves de stockage des réactifs
liquides.
Cuves placées dans un bâtiment
dédié, sur rétentions.
Inspection visuelle quotidienne.
Maintenance préventive.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 33 – LA TESTE-DE-BUCH, le 02/04/2011 :
Une violente explosion se produit vers 8h30 sur une cuve
extérieure de l’unité de traitement des odeurs d’une station de
traitement des eaux usées. Un incendie se propage ensuite à une
cuve voisine et atteint les bâtiments de séchage et de ventilation
de la station. L’intervention mobilise 33 pompiers, appuyés par 15
engins et une CMIC, maîtrise l’incendie vers 11 h avec 6 lances
alors que la police bloquent la circulation aux alentours et
évacuent 6 riverains durant 2h30. Un élu et un représentant du
syndicat d’assainissement se rendent sur place. Les 2 cuves
contiennent respectivement 2 m³ de soude (NaOH) et
d’hypochlorite de sodium (eau de Javel, NaClO) qui sont
récupérés et traités sur place. Les fumées émises n’ont pas
perturbé le trafic de l’aérodrome voisin. L’activité de la station
n’est pas amoindrie car une autre cuve de l’unité de
désodorisation peut être mise en service, il n’y a pas de chômage
technique. Les bâtiments sinistrés, à charpente métallique, sont
détruits sur 50 m² et les services techniques de l’exploitant
contrôlent l’ensemble du réseau électrique de la station jusqu’à la
fin de la matinée. La cause de l’explosion n’est pas connue.
Mesures d’intervention en cas
d’incendie.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – MAISONS LAFFITE, le 08/03/2011 :
Des agents d’une station d’épuration classée Seveso seuil bas
réalisent une ronde dans l’unité de nitrification/dénitrification
quand ils découvrent vers 17h30 une fuite d’eau de javel (NaClO)
sur la cuve de 10 m³ alimentant une des 4 tours de désodorisation
de l’unité. La cuvette de rétention est remplie sur 2 à 3 cm de
haut, ils préviennent leur hiérarchie et le service sécurité. Vers
17h50, celui-ci balise l’accès à la salle « réactifs » contenant la
cuvette et met en place des rondes de surveillance. Les équipes
d’exploitation essaient de colmater avec de la pâte la fuite
localisée au niveau d’une soudure en partie basse du trou
d’homme inférieur de la cuve (collerette). Une sangle de fuite est
mise en place, limitant son débit à 2 m³/jour. Le lendemain, la
javel présente dans la cuvette de rétention est pompée dans le
canal d’arrivée d’eau usée de l’unité (débit de 13 m³/s) où elle se
dilue fortement, n’ayant aucune incidence sur le fonctionnement
biologique de l’unité. 5 jours après l’accident, une société
extérieure pompe la javel restant dans la cuve et nettoie la cuvette
de rétention. La javel récupérée est éliminée dans un centre
agréé. La cuve est expertisée par une société spécialisée. En
attendant sa réparation, l’alimentation de la tour de
désodorisation est assurée par des conteneurs de javel. Selon
l’exploitant, 1,6 t de javel se seraient déversées, sans
conséquence humaine ni environnementale.
La cuve avait reçu un chargement de 8,1 m³ quelques heures plus
tôt. L’exploitant contrôle les autres capacités de stockage des
réactifs de désodorisation (acide sulfurique, soude, bisulfite de
sodium) et lance une étude de modernisation des équipements
de stockage. Une procédure d’urgence (mode opératoire de
vidange et d’évacuation de produit chimique) est élaborée par le
personnel de l’unité en collaboration avec le service prévention
des risques de la station.
Mesure de niveau bas sur les
cuves de stockage des réactifs
liquides.
Cuves placées dans des locaux
dédiés, sur rétention.
Inspection visuelle quotidienne.
Maintenance préventive.
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 06 – MENTON, le 24/11/2009 :
A la suite d’une erreur de manipulation (inversion de bouches de
dépotage) lors d’une livraison dans une station d’épuration
(STEP), 1 500 l de javel sont déversés dans une cuve contenant
du polychlorure d’aluminium. Le véhicule arrivé vers 8h30 sur le
site est installé à 8h50 au poste de dépotage. Les documents de
transport du livreur ne sont pas contrôlés et la check-list de
dépotage prévue par la procédure du site n’est pas établie. Le
chauffeur connecte le flexible de dépotage à sa citerne ; un
opérateur lui indique par geste et oralement la bouche de
dépotage sur le manifold du poste de la station. La manche
connectée sur la bouche indiquée par l’opérateur, le chauffeur
met le compresseur camion en service et le dépotage commence
vers 9 h. Vers 9h15, les opérateurs de la station détectent des
« problèmes sur la sonde de niveau de la cuve de polychlorure
d’aluminium » ; ils se rendent compte de leur erreur – le produit
reçu est de la javel – et déclenchent la procédure d’alerte. La
livraison en cours est arrêtée. Le mélange incompatible provoque
un dégagement de chlore dans les locaux situés au 3ème sous-
sol. Le chauffeur du camion-citerne ainsi que 3 employés du site
sont incommodés ; ils seront hospitalisés pour surveillance
médicale. Un périmètre de sécurité de 80 m est mis en place et
la ventilation spécifique de l’établissement permet d’évacuer les
vapeurs par une cheminée vers une zone non urbanisée. La
circulation des piétons aux abords du site est interdite pendant
plusieurs heures.
Une série de manquements a conduit à l’accident : pas de
contrôle des documents de transport du livreur à l’arrivée sur site,
opérateurs de la STEP non formés ADR, absence de procédure
affichée au point de livraison, consignes orales données « à la va-
vite » par les opérateurs de la STEP sans vérification, par
« habitude » de livraison. Les bouches de dépotage sont
identifiées, mais sans les codes ONU des produits. Le chauffeur,
formé, aurait dû relever l’erreur de l’instruction donnée par
l’opérateur, mais il a appliqué les indications sans poser de
question. Le transporteur rappelle à ses chauffeurs les mesures
de sécurité à respecter lors de leur arrivée sur site : inspection du
poste de dépotage (environnement, indications sur les bouches,
sécurité), transmission des documents de transport au dépoteur
avec indication du produit livré, pas de manipulation des
installations du client sans accord signé.
Dépotage des produits sur une
aire rétentive.
L’autorisation de dépotage est
donnée par le chef d’exploitation
après vérification de la
conformité du produit livré et de
la cuve de réception : raccords
identifiés par produit et conçus
de manière à éviter toute
confusion, par des tailles ou des
couleurs, et coffrets individuels
en façade extérieure, protégés,
identifiés et cadenassés par
cadenas
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ACCIDENTS RECENSES
MESURES DE
PREVENTION/PROTECTION
PREVUES
FRANCE - 78 – SAINT GERMAIN EN LAYE, le 08/04/2009 :
Dans une unité de traitement des boues d’une station d’épuration
des eaux, un incendie se déclare vers 6h45 sur une cuve
extérieure de 35 m3 de soude 50N, située dans la même rétention
qu’une cuve de 300 l d’eau de javel. Les pompiers éteignent
l’incendie avec 1 lance. Le feu provoque la rupture de la cuve de
soude et un échauffement de celle d’eau de javel ; les produits
sont contenus dans la rétention. L’origine du feu est due à
l’échauffement du PEHD de la cuve de soude, par la résistance
électrique de chauffage. Celle-ci est asservie à une sonde de
température, située à un niveau inférieur, et au niveau très bas
de la cuve. Le contact d’alimentation de puissance est resté «
collé » maintenant la résistance en fonctionnement. La chaleur
dégagée a alors ramolli puis enflammé le PEHD de la cuve.
Cuves de stockage des produits
chimiques (javel, soude, …) non
chauffées, implantées dans un
local dédié.
FRANCE - 66 – COLLIOURE, le 22/07/1998 :
Vers 10h en présence de 3 employés d’une station d’épuration,
un chauffeur-livreur dépote par erreur une solution d’hypochlorite
de sodium (eau de Javel) dans un réservoir de chlorure ferrique.
Le mélange des 2 produits chimiques incompatibles génère des
vapeurs acides et une émission de chlore qui intoxiquent le
chauffeur. Les pompiers interviennent avec une CMIC : le
chauffeur incommodé est hospitalisé, un rideau d’eau est mis en
place pour tenter d’abattre le nuage de chlore qui se déplace au
gré du vent, le réservoir de chlorure ferrique et le camion à
désolidariser de sa citerne sont arrosés, des consignes de
confinements sont diffusées auprès des riverains et usines
voisines. L’alerte est levée 2 h après le début de l’incident.
Dépotage des produits sur une
aire rétentive.
L’autorisation de dépotage est
donnée par le chef d’exploitation
après vérification de la
conformité du produit livré et de
la cuve de réception : raccords
identifiés par produit et conçus
de manière à éviter toute
confusion, par des tailles ou des
couleurs, et coffrets individuels
en façade extérieure, protégés,
identifiés et cadenassés par
cadenas
→ Les accidents survenus au niveau d’installations de stockage de produits chimiques, au
sein de STEP, sont essentiellement des pertes de confinement avec pollution des eaux et des
sols et la mise en contact de produits incompatibles pouvant générer une exothermie et/ou la
production de gaz toxiques.
Les mesures prises sur le site sont :
• Les produits chimiques sont stockés dans des locaux ventilés, sur rétentions ;
• L’aire de dépotage de l’acide sulfurique est distincte de celle de la soude et de la javel.
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• Toutes les cuves sont munies de sécurités de niveau et d’un circuit de respiration afin d’éviter la mise en pression / dépression lors du remplissage / soutirage des cuves.
• Le risque de dépotage dans une mauvaise cuve est maitrisé grâce à des procédures strictes de dépotage ;
• La distribution des réactifs de la désodorisation se fait par pompes ;
• La formation des opérateurs et les procédures strictes de dépotage.
F.9. Conclusion
Il ressort de l’analyse de l’accidentologie liée aux activités de méthanisation que les
incidents/accidents pouvant conduire aux conséquences les plus graves, c’est-à-dire avec
des effets sur l’environnement, résultent de la fuite de biogaz, biométhane, ou gaz naturel
(chaufferie), qui peut être à l’origine d’une explosion (VCE ou UVCE) ou d’un incendie, dont
les causes sont très variées :
corrosion de tuyauterie ;
rupture de tuyauterie, par exemple lors de travaux ;
fuite au niveau d’une bride, d’une garde hydraulique, d’un raccord, d’une soupape, sur
torchère à l’arrêt.
Ainsi les principaux phénomènes dangereux à considérer sont
les explosions (à l’air libre (UVCE) ou en milieu confiné (VCE)) ;
les incendies (jet enflammé en cas de fuite de biogaz ou de biométhane, ou de rupture de
tuyauterie véhiculant du biogaz ou du biométhane).
D’après la synthèse BARPI du 25 février 2020, de la « Journée technique Maîtrise des risques
sur les sites de méthanisation et compostage » concernant l’accidentologie liée à la
méthanisation :
plus d’un tiers des accidents survenus depuis 2016 jusqu’à fin 2019 sont liés à des STEP ;
plus de 77% des évènements ont généré un rejet de matières dangereuses ou polluantes,
17% ont généré des incendies, et 5% ont généré des explosions ;
la perturbation avérée ou supposée principale menant aux évènements accidentels est
liée aux défauts matériels pour environ 50% des cas, vient ensuite la perte de contrôle de
procédé pour 14% des cas, ainsi que les agressions externes et les interventions
humaines (13% chacune) ;
les facteurs organisationnels ressortent majoritairement avec pour cause principale la
gestion des risques, 37% des évènements n’ont pas de cause renseignée ;
aucun accident mortel depuis 1996, mais 6 évènements ont été recensés avec des
blessés.
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G. Analyse des risques
G.1. Analyse des risques d’origine externe
Dans ce paragraphe sont analysés les risques d’origine externe aux installations qui
pourraient constituer un événement initiateur de phénomènes dangereux sur les
installations.
Pour la STEP des Trois Rivières, les principaux facteurs de risques externes, d’origine
naturelle et non naturelle, sont analysés ci-après.
G.1.1. Risques d’origine naturelle
Les facteurs de risque d’origine naturelle envisageables sont :
les températures extrêmes ;
les vents violents ;
la foudre ;
le séisme ;
les inondations ;
Les aléas correspondants sont caractérisés au § C.3.2.
Les risques liés à ces aléas naturels sont analysés dans le tableau en page suivante.
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ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Températures
extrêmes :
Froid intense et/ou
prolongé
Gel Bouchage tuyauteries ou
soupapes de biogaz
Défaut des gardes hydrauliques
et des pots de purges
Données climatiques pour Clermont
Ferrand (source Météo France) :
T° moyenne min = -0,1°C entre 1981 et
2010 ; valeur record = -29°C
(14/02/1929).
Le site se situe en zone de gel modéré
(selon norme FD P 18-326).
➔ Risque modéré à fort de façon
épisodique.
Pots de purges et gardes
hydrauliques calorifugées
Soupapes des digesteurs utilisant du
glycol
➔ Risque non retenu
Températures
extrêmes :
Canicule
Rayonnement
solaire
Phénomènes de
fermentation des
matières
Auto-échauffement, incendie
Augmentation de la production
de biogaz
Données climatiques pour Clermont
Ferrand (source Météo France) :
T° moyenne max = +26,5°C entre 1981
et 2010 ; valeur record = +40,7
(31/07/1983).
➔ Risque modéré à fort de façon
épisodique (en cas de canicule).
Teneur en humidité dans les matières
limitant le risque d’incendie.
Les ouvrages non destinés à la
digestion sont dans des bâtiments
(limitant les effets du rayonnement
solaire).
Torchage du biogaz en excès.
➔ Risque non retenu.
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Travaux d’extension des filières de traitement des eaux et des boues et de valorisation énergétique de la station d’épuration des Trois Rivières CLERMONT AUVERGNE METROPOLE
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SEPTEMBRE 2020
ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Foudre Effets thermiques
Effets électriques et
magnétiques
Risque d’incendie / explosion
Endommagement des matériels
électriques et électroniques
(systèmes de sécurité
notamment)
Pour la commune de Clermont-Ferrand,
la densité de foudroiement est de 2,8
coups de tonnerre par km² et par an
(moyenne nationale = 2,52) et le niveau
kéraunique (nombre de jours par an où
l’on entend gronder le tonnerre) est de
28 (valeurs nationales allant de 6 à 44).
➔ Risque modéré.
Mise à la terre de l’ensemble des
équipements, dimensionnée pour
écouler les courants de foudre et
équipotentialité entre les
équipements.
➔ Risque non retenu.
Vents violents Soulèvement de
toitures
Chute d'ouvrages ou
équipements
Risque de détérioration des
installations
Propagation d'un incendie
Le site se situe en zone 2 selon
l’EuroCode 1 ce qui correspond à une
valeur de base de la vitesse de
référence du vent de 24 m/s (86,4 km/h).
Toutefois, des rafales jusqu’à 158,4
km/h ont été enregistrées.
➔ Risque faible à modéré.
Prise en compte du vent dans la
conception des installations.
➔ Risque non retenu.
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SEPTEMBRE 2020
ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Séisme Mise en vibration des équipements
Liquéfaction du sol
Affaissements de terrain et
déstabilisation des supports des
équipements
Arrachement de tuyauteries /
électriques
Dégradation des bâtiments et
des installations
Perte de confinement des
équipements (ouverture de
capacité)
Risque de défaut de
fonctionnement de certains
équipements de sécurité
La commune de Clermont Ferrand est
située en zone de sismicité modérée
(niveau 3 sur l’échelle d’aléa qui compte
5 niveaux).
➔ Risque modéré.
Tuyauteries de biogaz conformes au
CODETI.
Le risque sismique est pris en compte
dans la conception des ouvrages.
➔ Risque non retenu.
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SEPTEMBRE 2020
ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Inondation Endommagement des
installations
Affaissement de terrain et
déstabilisation des supports
des équipements, arrachement
de tuyauteries de biogaz,
entraînement du gazomètre,
courts circuits, entraînement
de produit (pollution des sols).
Le principal risque est la perte
d’énergie électrique prolongée.
Dans ce cas les installations se
mettraient automatiquement à
l’arrêt (fermeture des
électrovannes biogaz)
Le site est concerné par le risque
d’inondation en cas de crue milléniale
selon le PPRNPi de l’agglomération
clermontoise qui a été approuvé le 8
juillet 2016. Il est situé en zone B selon
le zonage du PPRNPi.
La zone n’est pas sensible aux
remontées de nappe.
➔ Risque faible.
➔ Prise en compte du risque dans la
conception des installations.
➔ Risque non retenu.
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G.1.2. Risques d’origine non naturelle
Les facteurs de risque externes d’origine non naturelle envisageables sont :
les activités voisines ;
la chute d’avion ;
le transport de matières dangereuses en périphérie du site ;
la malveillance.
Les aléas correspondants sont caractérisés au § C.3.1.
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SEPTEMBRE 2020
ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Activités voisines Effets domino (incendie,
dommage aux
installations) en cas
d’accident majeur sur
des activités voisines
Fuite de biogaz (explosion)
Epandage de matières/digestat
(pollution)
Les activités industrielles à risques les
plus proches sont suffisamment loin
pour, en cas d’accident, ne pas
impacter le projet.
➔ Risque non retenu.
Sans objet
➔ Risque non retenu
Chute d’avion Ruine des installations Fuite de biogaz (explosion)
Epandage de matières/digestat
(pollution)
L’aéroport le plus proche (Aéroport de
Clermont Ferrand) est situé à environ
1 km à vol d’oiseau.
➔ Risque retenu par référence à la
circulaire du 10/05/2010.
➔ Risque retenu, donc à considérer
dans l’évaluation de la probabilité
d’occurrence des phénomènes
dangereux mettant en jeu les ouvrages
exposés, dans le cas où ces
phénomènes dangereux seraient
majeurs (effets hors site).
Accidents de la
circulation (TMD)
sur les voies à
proximité
Effets domino (incendie,
dommage aux
installations) en cas
d’accident sur des voies
de circulation voisines,
en particulier en cas
d’accident de véhicules
de transport de
marchandises
dangereuses (TMD).
Fuite de biogaz (explosion)
Epandage de matières/digestat
(pollution)
L’autoroute A71 est située à proximité
du site.
Une servitude de 100 m de part et
d’autre de l’axe de l’autoroute est
prévue dans le PLU.
Une partie des nouveaux ouvrages est
située dans la bande de 100 m.
➔ Risque retenu.
La probabilité qu’un accident su l’A71,
en particulier de TMD, soit à l’origine
d’un phénomène dangereux majeur
sur les installations, est très faible (voir
évaluation de la probabilité ci-
dessous).
En outre, la circulaire du 10 mai 2010
propose de ne pas retenir, comme
événement initiateur, les agressions
engendrées par les flux de transports
de matières dangereuses à proximité
du site (cf. Partie 4 de la circulaire).
➔ Risque non retenu.
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ORIGINE NATURE DU
RISQUE CONSEQUENCES
NIVEAU DE RISQUE COMPTE
TENU DE LA ZONE
D’IMPLANTATION DU PROJET
TRAITEMENT DU RISQUE
Intrusion –
Malveillance
Variable Explosion
Incendie
…
➔ Risque non retenu par référence à
la circulaire du 10/05/2010 (site clôturé
sur sa périphérie et accès fermés par
des portails automatiques, présence de
personnel aux heures ouvrées, alarme
anti-intrusion déjà existante) ;
➔ Risque non retenu.
Evaluation de la probabilité d’accidents liés au transport de matières dangereuses sur l’autoroute A71 :
Dans son rapport DRA34, l’INERIS donne la fréquence d’accidents de TMD :
sur autoroutes urbaines = 0,917.10-6 accidents / km.an
sur routes = 1,52.10-6 accidents / km.an.
L’autoroute A71 longe le site sur une distance de 350 m environ.
En retenant la valeur de probabilité la plus élevée (= sur route), la probabilité d’accidents de TMD au niveau de ce tronçon d’autoroute
est de 5.10-7/an.
Cette valeur est très faible. Ce facteur de risque n’est pas retenu.
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SEPTEMBRE 2020
G.2. Analyse des risques liés aux installations
G.2.1. Objectif et démarche
L’objectif de cette analyse est de faire un examen exhaustif des dérives possibles sur les
installations pour, in fine, ne retenir que les événements redoutés susceptibles de conduire à
des phénomènes dangereux majeurs potentiels, c’est-à-dire dont les effets
irréversibles voire létaux sortent des limites du site, quelle que soit leur probabilité
d’occurrence, et sans tenir compte des mesures de maîtrise techniques actives (telles
que la détection de fuite et la fermeture de vanne).
A ce stade de l’analyse, la gravité est évaluée de façon qualitative, à partir du jugement
d’expert. Dès lors que des effets irréversibles à l’extérieur du site sont présumés, quelle que
soit le nombre de personnes exposées, et quelle que soit la probabilité d’occurrence de
l’accident, le phénomène dangereux est retenu pour être étudié dans l’Analyse Détaillée des
Risques (§ i).
La démarche suivie est la suivante :
Les installations sont divisées en sous-systèmes, par fonction. Puis, pour chaque bloc
fonctionnel ou sous-système, l’analyse des risques consiste à :
définir les événements redoutés c’est-à-dire toutes les situations dangereuses
susceptibles de survenir et d'avoir des effets sur l’environnement. D’une manière très
générale, les évènements redoutés concernent la libération de potentiel de dangers telle
que la fuite de biogaz, …
déterminer les causes ou événements initiateurs (d’origine interne ou externe au système,
y compris les effets dominos) et conséquences (phénomène dangereux et effets). Une
pré-analyse des causes externes d’origine naturelle ou non naturelle est réalisée aux
paragraphes F.1.1 et F.1.2. Les causes externes retenues à l’issue de cette pré-analyse
sont reprises dans l’APR. L’identification des conséquences consiste à décrire le
phénomène dangereux (explosion, feu de nappe, …) et les effets associés (surpression,
flux thermiques, …) en faisant abstraction des barrières de sécurité ;
lister les barrières de prévention (réduisent la probabilité d’occurrence) et de protection,
(limitent la gravité des conséquences) ;
identifier tous les phénomènes dangereux majeurs potentiels, c’est-à-dire dont les effets
irréversibles voire létaux sortent des limites du site, quelle que soit leur probabilité
d’occurrence, et sans tenir compte des mesures de maîtrise techniques actives (telles que
la détection de fuite et la fermeture de vannes par exemple).
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SEPTEMBRE 2020
La synthèse de l’analyse est présentée sous forme de tableaux qui permettent :
d'apprécier qualitativement et quantitativement les risques présentés par l'installation ;
de mettre en évidence les mesures de prévention, de protection et d'intervention prises
ou prévues ;
d’identifier et de hiérarchiser les scénarios et les risques résiduels.
La présentation comprend six colonnes :
Colonne 1 Evènements redoutés
Colonne 2 Causes (événements initiateurs)
Colonne 3 Conséquences (phénomènes dangereux et effets)
Colonne 4 Mesures de prévention et de protection
Colonne 5 Gravité potentielle (évaluée en ne tenant compte que des éventuelles
barrières passives)
Colonne 6 Phénomènes dangereux retenus ou non retenus – Commentaires
G.2.2. Découpage fonctionnel
L’analyse est réalisée pour chaque sous-système constituant l’installation :
Digestion des boues – Digesteurs (§ G.2.3.1.) ;
Stockage des boues digérées – Bâches aval (§ G.2.3.2.) ;
Stockage du biogaz – Gazomètre (§ G.2.3.3.) ;
Unité d’épuration du biogaz en biométhane (§ G.2.3.4.) ;
Unité d’injection du biométhane dans le réseau GRDF (§ G.2.3.5.) ;
Stockage des boues déshydratées – Silos boues déshydratées (§ G.2.3.6.) ;
Réseau de biogaz et de biométhane (§ G.2.3.7.) ;
Torchère (§ G.2.3.8.) ;
Stockage des réactifs chimiques (§ G.2.3.9.) ;
Autres utilités (§ G.2.3.10.).
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G.2.3. Tableaux d’analyse
Les tableaux d’APR sont placés en pages suivantes.
Nota 1 :
Les risques liés aux compresseurs et surpresseurs de biogaz ne sont pas mentionnés car les
conséquences en cas de rupture seraient des projections d’éclats localisés autour des
équipements, sans risque sur les tiers. Un risque d'effets dominos (endommagement) sur le
container de purification du biogaz et/ou les tuyauteries de biogaz et/ ou le gazomètre est
possible. Il pourrait en résulter une fuite de biogaz et l'explosion de gaz dans ou à l’extérieur
du container ou du gazomètre. Ces phénomènes dangereux sont analysés.
Nota 2 :
Le risque de pollution consécutif à la perte de confinement d’un digesteur n'est pas retenu car
les digesteurs sont raccordés à une fosse de rétention commune. Il n’est pas prévu de
rétention pour les bâches aval qui sont les actuels flottateurs qui seront réaménagés. De plus,
l'étude de dangers a pour objet d'analyser les risques pour les personnes vis-à-vis des effets
thermiques, toxiques ou de surpression selon les seuils d'intensité définis dans l'arrêté du 29
septembre 2005, et non les risques indirects liés à une pollution potentielle des sols et eaux
souterraines.
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G.2.3.1. Digestion des boues
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Surpression dans
un digesteur
entrainant
l’émission de
biogaz à
l’atmosphère
Montée rapide du niveau
des matières
(remplissage important et
soutirage insuffisant)
Température excessive
Soupape défaillante
Vanne intempestivement
fermée sur le réseau
biogaz
Remise en service après
arrêt prolongé (pic de
production de biogaz)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S
Si présence d’une
source d’ignition
Explosion à l’air
libre en cas
d’allumage retardé
Feu torche ou jet
enflammé en cas
d’allumage
immédiat
Mesures de température et de pression
dans les digesteurs
Forte inertie thermique du système et
contrôle de la température en plusieurs
points
Contrôle périodique des soupapes
Consignation en position ouverte des
vannes d’isolement des soupapes
Agitateurs mécaniques ce qui élimine le
risque de surpression liée à une remise
en service du brassage après arrêt
prolongé
Report visuel de l’ouverture des
soupapes
Mesures de maîtrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Mineure Pas de conséquence sur les
tiers car :
Echappement des soupapes
vers le haut, à hauteur très
supérieure à la hauteur
d’homme
Si allumage : allumage en
atmosphère libre d’un rejet
non turbulent, sans effet de
confinement
Risque H2S limité autour du
point d’émission donc au sein
du site
➔ Pas de PhD retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Surpression dans
un digesteur
conduisant à
l’éclatement de
celui-ci
Montée rapide du niveau
des matières
(remplissage important et
soutirage insuffisant)
Température excessive
Soupape pression
bloquée fermée
Vanne intempestivement
fermée sur le réseau
biogaz
Remise en service après
arrêt prolongé (pic de
production de biogaz)
Retour de gaz depuis le
gazomètre
Eclatement du digesteur
(onde de surpression)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S
Si présence d’une
source d’ignition :
explosion à l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion
immédiate
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols et
des eaux
Mesures de température et de pression
dans les digesteurs
Forte inertie thermique du système et
contrôle de la température en plusieurs
points
Contrôle périodique des soupapes
pression
Consignation en position ouverte des
vannes d’isolement des soupapes
Présence de pare-flamme au niveau des
soupapes pression dépression
Agitateur mécanique ce qui élimine le
risque de surpression liée à une remise
en service du brassage après arrêt
prolongé
Digesteurs reliés à une rétention
Mesures de maîtrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Majeure
pour
l’éclatement
Les effets de l’éclatement
d’un digesteur sont couverts
par ceux de l’explosion
interne (PhD1)
Risque H2S limité au site
Risque de pollution non
retenu
➔ Pas de PhD retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte de
confinement /
ruine d’un
digesteur
Vieillissement (fragilité,
fissure, corrosion…)
Débordement
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport à
environ 1 km)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S
Si présence d’une
source d’ignition :
explosion à l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion
immédiate
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols et
des eaux
Inspections visuelles régulières des
installations
Inspection approfondie des équipements
lors des vidanges décennales
Digesteurs reliés à une rétention
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Mineure Pas de conséquence sur les
tiers car :
Si allumage : allumage en
atmosphère libre d’un rejet
non turbulent, sans effet de
confinement
Si non allumage, risque H2S
limité au site
Risque de pollution non
retenu
➔ Pas de PhD retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Entrée d’air dans
un digesteur en
fonctionnement
normal et
inflammation
Défaillance d’une
soupape
Fuite en partie basse du
digesteur (au niveau de
la liaison robe-fond, sur
la tuyauterie de vidange
des boues, …) entrainant
une dépression interne et
l’entrée d’air par la
soupape
Soutirage en marche
sans d’alimentation en
matières fraiches
(défaillance pompe
d’alimentation) entrainant
une dépression interne et
entrée d’air par la
soupape
+
Présence d’une source
d’ignition
Explosion de biogaz en
milieu confiné
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols
et des eaux
Maintenance préventive
Pompe de secours sur l’alimentation en
matières
Digesteurs reliés à une rétention
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Majeure ➔ PhD1a « Explosion d’un
digesteur plein »
Risque de pollution non
retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Entrée d’air dans
un digesteur lors
des phases de
début de
remplissage ou
fin de vidange et
inflammation
Rupture de la tuyauterie
de vidange des matières
entrainant une vidange
rapide
Entrée d’air à l’ouverture
du digesteur non ou mal
inerté
+
Présence d’une source
d’ignition
Explosion de biogaz en
milieu confiné
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols
et des eaux
Maintenance préventive
Inertage lors des phases de vidange et
avant remplissage
Digesteurs reliés à une rétention
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Majeure ➔ PhD1b « Explosion d’un
digesteur vide »
Risque de pollution non
retenu
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G.2.3.2. Stockage des boues digérées
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Allumage d’un
mélange d’air et
de biogaz (ATEX)
dans la bâche
aval
Présence normale de
biogaz et d’air
+
Présence d’une source
d’allumage
Explosion de biogaz en
milieu confiné
Ciel gazeux envoyé vers la
désodorisation
Gravité vis-
à-vis des
tiers à
vérifier par
la
modélisatio
n
➔ PhD2 « Explosion d’une
bâche aval »
Dégagement
d’H2S (situation
normale)
Matières pas ou pas
totalement digérés
+
Fermentation lié à un
manque
d’homogénéisation
Ou
Temps de séjour excessif
Emission d’H2S Bâche couverte, ventilée et désodorisée Mineure Risque toxique lié à H2S
limité au personnel de la
station
Pas de PhD retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte de
confinement /
ruine d’une bâche
aval
Vieillissement (fragilité,
fissure, corrosion…)
Débordement
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport à
environ 1 km)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S
Si présence d’une
source d’ignition :
explosion à l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion
immédiate
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols et
des eaux
Inspections visuelles régulières des
installations
Bâches aval en béton (pas de risque de
ruine totale)
Bâches reliées au poste toutes eaux
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans les
zones à risque
Mineure Pas de conséquence sur les
tiers car :
• Emission de biogaz
limitée
• Si allumage : allumage
en atmosphère libre d’un
rejet non turbulent, sans
effet de confinement
• Si non allumage, risque
H2S limité au site
Risque de pollution non
retenu
➔ Pas de PhD retenu
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G.2.3.3. Stockage du biogaz
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Allumage d’un
mélange d’air et
de biogaz (ATEX)
dans un
gazomètre
Entrée d’air dû à un
défaut de soupape
Entrée d’air dans le
réseau biogaz en amont
Perte d’étanchéité de la
membrane interne
+
Présence d’une source
d’allumage
Explosion en milieu
confiné
Détecteur de pression déclenchant une
alarme en cas de pression basse sur
sortie tuyauterie de biogaz
Alarme visuelle en supervision en cas de
détection de présence de CH4 en sortie
registre de régulation de la pression
dans la double enveloppe
Registre taré entre enveloppe externe et
enveloppe interne pour éviter une
surpression dans l’espace entre ces 2
enveloppes
Minimisation du risque d’allumage par
l’utilisation de matériel ATEX à l’intérieur
du gazomètre
Gazomètre (paroi métallique externe)
conçu avec une faible résistance à la
surpression (50 mbar)
Majeure PhD3 « Explosion de
biogaz dans un
gazomètre »
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Ruine d’un
gazomètre
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport
à environ 1 km)
Défaut enveloppe, usure
Envol de la double
membrane du
gazomètre souple
(Ecothane) due à un
défaut de fixations
Perte de pression dans
la double enveloppe du
gazomètre souple
(Ecothane) (fragilisation
de la membrane et
risque de déchirure)
Effet domino (par
exemple surpression liée
à une explosion au
niveau d’un digesteur)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés à
H2S
Si présence d’une source
d’ignition : explosion à
l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion immédiate
Présence de gardes hydrauliques
(prévention de la surpression)
Vitesse des véhicules limitée sur le site
Permis de travail et plan de prévention
en cas de travaux
Vidange préalable du gazomètre si
risque au cours de chute de grue au
cours de travaux sur le site
Vérification périodique de l’état du
gazomètre
Mesures de sécurité gazomètre
(Ecothane) :
• 1 ventilateur de maintien de la
pression entre les 2 enveloppes + 1
ventilateur de secours indépendant
• Registre taré entre enveloppe
externe et baudruche pour éviter une
dépression dans l’espace entre
enveloppe et baudruche
Mesures de maîtrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans les
zones à risque
Majeure
pour
l’explosion
➔ PhD4 « Explosion de
biogaz consécutive à la
ruine d’un gazomètre »
Risque H2S limité au site
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Surpression dans
un gazomètre
conduisant à
l’éclatement de
celui-ci
Vanne aval fermée
(erreur humaine)
Eclatement du gazomètre
(onde de surpression)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés à
H2S
Si présence d’une source
d’ignition : explosion à
l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion immédiate
Contrôle périodique des soupapes
Consignation en position ouverte des
vannes d’isolement des soupapes
Vanne manuelle avec fin de course et
renvoi d’information
Mesures de maîtrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans les
zones à risque
Majeure
pour
l’éclatement
Les effets de l’éclatement
du gazomètre sont couverts
par ceux de l’explosion
interne (PhD5)
➔ Pas de PhD retenu
Rupture de la
garde hydraulique
d’un gazomètre
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport
à environ 1 km)
Défaut, usure
Effet domino (par
exemple surpression liée
à une explosion au
niveau d’un digesteur)
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés à
H2S
Si présence d’une source
d’ignition : explosion à
l’air libre :
Explosion retardée
(UVCE / flash-fire)
Explosion immédiate
Vitesse des véhicules limitée sur le site
Permis de travail et plan de prévention
en cas de travaux
Mesures de maîtrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans les
zones à risque
Mineure ➔ Pas de PhD retenu
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G.2.3.4. Epuration du biogaz
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Allumage d’un
mélange d’air et
de biogaz (ATEX)
dans le container
de traitement du
biogaz
Fuite de biogaz (fuite de
bride, corrosion, …)
+
Présence d’une source
d’allumage
Explosion en milieu
confiné
Container non résistant à la pression par
conception
Extraction mécanique et coupure de
l’alimentation en biogaz en cas de
détection CH4
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX à
l’intérieur du container à
membranes
Majeure PhD5 « Explosion confinée
de biogaz dans le container
à membranes
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G.2.3.5. Injection du biométhane
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Allumage d’un
mélange d’air et
de biogaz (ATEX)
dans le local
poste gaz
Fuite de biométhane
(fuite de bride,
corrosion, …)
+
Présence d’une source
d’allumage
Explosion en milieu
confiné (méthane)
Minimisation du risque d’allumage par
l’utilisation de matériel ATEX à l’intérieur
du poste GrDF
Enceinte non résistante à la pression
par conception
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX à
l’intérieur du poste gaz
Majeur PhD6 « Explosion confinée
de biométhane dans le
poste gaz »
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G.2.3.6. Stockage des boues déshydratées
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Allumage d’un
mélange d’air et
de biogaz (ATEX)
dans le ciel
gazeux
Présence de biogaz
résiduel et d’air
+
Présence d’une source
d’allumage
Explosion de biogaz en
milieu confiné
Mineure a
priori, à
vérifier par la
modélisation
Bien que peu probable (pas
de retour d’expérience dans
l’accidentologie), le PhD
d’explosion du ciel gazeux
d’un silo est retenu
➔ PhD7 « Explosion d’un
silo de stockage des boues
déshydratées
Départ de feu Présence d’une source
d’allumage
Incendie Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Moyen d’intervention du site.
Mineure Humidité des boues
déshydratées défavorable à
un incendie + pas de retour
d’expérience
➔ Pas de PhD retenu
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Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte de
confinement /
ruine d’un silo
Vieillissement (fragilité,
fissure, corrosion…)
Débordement
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport à
environ 1 km)
Epandage des matières
/ digestat
Pollution des sols et des
eaux
Inspections visuelles régulières des
installations
Mineure Risque de pollution non
retenu
➔ Pas de PhD retenu
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G.2.3.7. Réseau biogaz – Biométhane
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte de
confinement de
biogaz /
biométhane au
niveau d’une
tuyauterie
Fuite de joint, bride,
corrosion
Surpression sur le réseau
Agression mécanique,
choc (véhicule, chute de
grue, …)
Chute d’avion (aéroport à
environ 1 km)
Emission de biogaz /
biométhane à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S dans le cas
du biogaz
Si présence d’une
source d’ignition
Explosion à l’air
libre en cas
d’allumage retardé
Feu torche ou jet
enflammé en cas
d’allumage
immédiat
Tuyauteries conformes aux
recommandations professionnelles
Tuyauteries principalement enterrées
Tuyauteries aériennes soudées
(limitation des brides et raccords) +
protection contre les chocs si nécessaire
Mesure de pression (pressostat)
coupant l’alimentation en biogaz en cas
de détection de chute pression
Contrôle périodique d’étanchéité
Protection contre les surpressions
(soupapes)
Vitesse des véhicules limitée sur le site
Permis de travail et plan de prévention
en cas de travaux
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans les
zones à risque
Mineure a
priori, à
vérifier par la
modélisation
PhD8a « Explosion non
confinée de biogaz /
biométhane résultant de la
rupture franche (cas
dimensionnant) d’une
tuyauterie aérienne »
PhD8b « Jet enflammé de
biogaz / biométhane
résultant de la rupture
franche (cas
dimensionnant) d’une
tuyauterie aérienne »
Risque H2S limité autour du
point d’émission donc au sein
du site
Nota : Tuyauteries
principalement enterrées. Les
phénomènes dangereux 8a
et 8b sont réalisés en
considérant la tuyauterie
aérienne (cas majorant).
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G.2.3.8. Torchère
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Emission de
biogaz à la
torchère (non
allumage)
Extinction non détectée
de la torchère (vent
violent, …)
Electrovanne de sécurité
sur la conduite
d’alimentation de la
torchère non étanche ou
bloquée ouverte
Défaut ou mise hors
service intentionnelle (ou
non) de la torchère et
maintien de la production
de biogaz
Emission de biogaz à
l’atmosphère
Effets toxiques liés
à H2S
Si présence d’une
source d’ignition :
Explosion à l’air libre en
cas d’allumage retardé
(UVCE / Flash-fire)
Détection de présence de flamme ; en
cas de non détection : alarme,
asservissement électrovanne : la
vanne de sécurité se ferme
automatiquement
Sécurité anti-retour de flamme
Vanne à fermeture rapide, fermée en
cas de perte de l’alimentation
électrique
Dispositif automatique d’allumage du
gaz avec surveillance UV
Vérifications périodiques des
installations (étanchéité réseau,
électrovanne, …)
Mesures de maitrise des sources
d’ignition :
• Permis de feu
• Interdiction de fumer sur le site
• Protection foudre
• Utilisation de matériel ATEX dans
les zones à risque
Mineure a
priori, à
vérifier par la
modélisation
Echappement en hauteur, à
hauteur très supérieure à la
hauteur d’homme
Si allumage : allumage en
atmosphère libre d’un rejet
non turbulent, sans effet de
confinement
Donc effet mineur mais
modélisation faite pour le
vérifier :
PhD9 « Explosion non
confinée de biogaz
résultant d’un non
allumage de la torchère »
Risque H2S limité autour du
point d’émission donc au sein
du site
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G.2.3.9. Stockage des réactifs chimiques
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte de
confinement de
produit sur cuve
de stockage ou
tuyauterie de
transfert
Débordement de cuve
Fuite sur robe ou
accessoires
Fuite sur tuyauterie
Usure/corrosion
Chocs mécaniques
Epandage de produit
chimique
Pollution des sols et
des eaux
Opérations sous surveillance d’un
opérateur du site
Mesure de niveau des cuves avec seuils
alarmés
Double enveloppe jouant le rôle de
rétention avec détection de fuite
Contrôle annuel d'étanchéité sur les
joints, brides, vannes
Pas de circulation de véhicule dans le
local ce qui réduit fortement le risque de
choc mécanique
Dépotage et stockage des produits sur
rétention
Mineure Quantité de produit mise en
jeu faible (5 m3 pour la javel,
2 m3 pour l’acide sulfurique et
la soude)
Pas de PhD retenu
Dépotage d’acide
sulfurique dans la
cuve de javel ou
réciproquement
Ou
Dépotage d’acide
sulfurique dans la
cuve de soude ou
réciproquement
Erreur de raccordement
au dépotage
Réaction incompatible
Dégagement de
chaleur et de gaz
toxique (chlore)
Procédure de dépotage :
L’autorisation de dépotage est donnée
par le chef d’exploitation après
vérification de la conformité du produit
livré et de la cuve de réception :
raccords identifiés par produit et conçus
de manière à éviter toute confusion, par
des tailles ou des couleurs, et coffrets
individuels en façade extérieure,
protégés, identifiés et cadenassés par
cadenas.
Mineure Quantité de produit mise en
jeu faible (5 m3 pour la javel,
2 m3 pour l’acide sulfurique et
la soude)
Pas de PhD retenu
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G.2.3.10. Autres utilités
Evènements
redoutés
Causes (évènements
initiateurs)
Conséquences
(phénomènes
dangereux et effets)
Mesures de prévention et de
protection
Gravité
potentielle
PhD retenus / non retenus
Commentaires
Perte
d’alimentation
en électricité
Coupure sur le réseau Sans conséquence La perte d’électricité n’est pas un facteur de risque. En effet, en cas de coupure d’électricité,
toutes les installations se mettent automatiquement à l’arrêt (fermeture des électrovannes
biogaz).
L’automate, le poste de supervision et, de manière plus générale, les matériels de contrôle
commande et d'informatique liés au process et à la sécurité n'acceptant pas d'interruption
d'alimentation sont alimentés par l'intermédiaire d'onduleurs..
De plus, le site est équipé de deux groupes électrogènes.
L’autonomie du site en électricité est de 2 heures.
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G.2.4. Bilan de l’APR
L’APR a permis d’identifier 11 PhD majeurs potentiels, c’est-à-dire pouvant présenter un
risque pour les tiers en dehors des limites de propriété, à retenir pour la détermination des
zones de dangers et la maîtrise de l’urbanisation.
Il s’agit des PhD suivants :
PhD1a – Explosion d’un digesteur en fonctionnement normal (effets de surpression) ;
PhD1b – Explosion d’un digesteur, en phase de vidange, quasiment vide de boues (effets
de surpression) ;
PhD2 – Explosion d’une bâche à boues digérées (effets de surpression) ;
PhD3 – Explosion d’un gazomètre (effets de surpression) ;
PhD4 – Explosion non confinée de biogaz consécutive à une perte de confinement du
gazomètre souple (effets thermiques et de surpression) ;
PhD5 – Explosion de biogaz dans le container d’épuration du biogaz (effets de
surpression) ;
PhD6 – Explosion de biométhane au niveau du local d’injection GrDF (effets de
surpression) ;
PhD7 – Explosion de biogaz dans un silo des boues déshydratées (effets de surpression).
PhD8a – Explosion non confinée (UVCE) de biogaz / biométhane résultant de la rupture
guillotine d’une tuyauterie du réseau biogaz (effets de surpression et effets thermiques) ;
PhD8b – Jet enflammé de biogaz / biométhane résultant de la rupture guillotine d’une
tuyauterie du réseau biogaz (effets thermiques) ;
PhD9 « Explosion non confinée de biogaz résultant d’un non allumage de la torchère ».
Ces PhD font l’objet d’une modélisation de l’intensité de leurs effets au paragraphe suivant.
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H. Analyse détaillée des risques
H.1. Phénomènes dangereux retenus à l’issue de
l’analyse des risques
Pour mémoire, lors de l’APR sont retenus tous les phénomènes dangereux pour lesquels des
effets irréversibles voire létaux à l’extérieur du site sont présumés, quelle que soit le nombre
de personnes exposées, et quelle que soit leur probabilité d’occurrence.
La liste des PhD retenus est donnée au § G.2.4. ci-avant.
Ces PhD sont ensuite modélisés dans le cadre de l’analyse détaillée des risques afin de
vérifier si leurs effets impactent effectivement des tiers, c’est-à-dire s’il s’agit de PhD majeurs
devant faire l’objet d’une évaluation quantitative (gravité, probabilité) et, s’il y a lieu, d’une
étude de réduction des risques (recherche et mise en place de mesures de réduction du risque
visant à atteindre un niveau de risque acceptable au regard de la matrice de criticité et le plus
faible possible).
H.2. Critères retenus pour la détermination des zones de
dangers
Les valeurs seuils retenues sont celles de l’arrêté ministériel du 29 septembre 2005 relatif à
l’évaluation et à la prise en compte de la probabilité d’occurrence, de la cinétique, de l’intensité
des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de
dangers des installations soumises à autorisation [R1].
L’objectif visé lors de la conception des installations est de faire en sorte que :
Les zones d’effets correspondant aux effets irréversibles (SEI), aux premiers effets létaux
(SPEL) et aux effets létaux irréversibles (SELS) restent contenus au sein du site ;
Le risque d’effets dominos entre les installations soit le plus faible possible.
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H.2.1. Seuils des effets thermiques
Valeurs Commentaires
Effets sur l’homme
3 kW/m²
ou
600 (kW/m²)4/3.s
Seuil des effets irréversibles délimitant la « zone
des dangers significatifs pour la vie humaine ».
SEI
5 kW/m²
ou
1 000 (kW/m²)4/3.s
Seuil des effets létaux délimitant la « zone des
dangers graves pour la vie humaine »
SPEL
8 kW/m²
ou
1 800 (kW/m²)4/3.s
Seuil des effets létaux significatifs délimitant la «
zone des dangers très graves pour la vie humaine
»
SELS
Effets sur les
structures
5 kW/m² Seuil des destructions de vitres significatives.
8 kW/m²
Seuil des effets domino et correspondant au seuil
de dégâts graves sur les structures (risque de
propagation du feu aux matériaux combustibles
exposés de façon prolongé).
16 kW/m²
Seuil d’exposition prolongée des structures et
correspondant au seuil des dégâts très graves sur
les structures, hors structures béton
20 kW/m²
Seuil de tenue du béton pendant plusieurs
heures et correspondant au seuil des dégâts très
graves sur les structures béton.
200 kW/m² Seuil de ruine du béton en quelques dizaines de
minutes.
Nota : Les valeurs en kW/m² sont considérées pour les flux rayonnés en continu (durée
supérieure à 2 minutes). Les valeurs en (kW/m²)4/3.s sont des doses, à considérer pour les
flux rayonnés durant une durée inférieure à 2 minutes.
Pour les effets dominos, nous considérerons le seuil 8 kW/m² pour les matériaux combustibles
et les structures métalliques et le seuil 20 kW/m² pour les structures en béton.
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H.2.2. Seuils des effets de surpression
Valeurs Commentaires
Effets sur l’homme
20 mbar Seuil des effets délimitant la zone des effets indirects
par bris de vitre sur l’homme.
50 mbar
Seuils des effets irréversibles délimitant la « zone
des dangers significatifs pour la vie humaine ».
SEI
140 mbar
seuil des effets létaux délimitant la « zone des
dangers graves pour la vie humaine »
SPEL
200 mbar
Seuil des effets létaux significatifs délimitant la «
zone des dangers très graves pour la vie humaine »
SELS
Effets sur les
structures
20 mbar Seuil des destructions significatives de vitres.
50 mbar Seuil des dégâts légers sur les structures.
140 mbar Seuil des dégâts graves sur les structures.
200 mbar Seuil des effets domino.
300 mbar Seuil des dégâts très graves sur les structures.
Nota 1 : Le seuil des 20 mbar qui correspond au bris de vitres n’est pas contraignant.
Nota 2 : Le seuil de 200 mbar est le seuil à partir duquel on peut craindre la rupture des
équipements industriels et, par suite, un sur-accident c’est-à-dire un effet domino.
Vis-à-vis du gazomètre, qui est constitué d’une double membrane en polymère peu résistante
à la pression et, de plus, vulnérable à l’impact de fragments qui seraient projetés lors de
l’explosion d’un ouvrage à proximité, le seuil des effets domino possibles sera pris égal à 50
mbar (hypothèse conservative).
Extrait de la circulaire du 10/05/2010 :
1.2.2 Traitement spécifique des effets de projection
…, seuls les effets domino générés par les fragments sur des installations et équipements
proches ont vocation à être pris en compte dans les études de dangers (une telle instruction
est valable également pour les installations soumises à seule autorisation). »
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H.2.3. Seuils des effets toxiques
Donnés pour information car aucun PhD toxique potentiellement majeur n’est retenu à l’issue
de l’APR donc étudié.
Valeurs Commentaires
Effets sur l’homme
SEI Seuil des effets irréversibles
SPEL (CL 1%) Seuil des premiers effets létaux (létalité de 1% de la
population impactée) (<=> effets graves)
SELS (CL 5%) Seuil des effets létaux significatifs (létalité de 5% de
la population impactée) (<=> effets très graves)
Pour H2S, les seuils de toxicité aigüe à considérer sont ceux définis par l’INERIS.
Durée d’exposition
(minutes) 1 10 20 30 60
SELS (CL 5%)
mg/m3 2 410 1 077 848 736 580
ppm 1 720 769 605 526 414
SEL (CL 1%)
mg/m3 2 129 963 759 661 521
ppm 1 521 688 542 472 372
SEI
mg/m3 448 210 161 140 112
ppm 320 150 115 100 80
Sources : [R8].
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H.3. Modèles de calcul utilisés
H.3.1. Logiciel de calcul utilisé
Les outils de calculs utilisés sont :
le logiciel PHAST (version 7.22) pour les phénomènes dangereux mettant en jeu une
dispersion atmosphérique ;
Le paramétrage de PHAST est fait conformément au « Guide de bonnes pratiques pour
l’utilisation du logiciel PHAST à l’usage des industriels de l’industrie chimique » – UIC –
DT 102 – Septembre 2012 ;
des tableurs Excel, notamment pour les effets de surpression en cas d’explosion dans une
enceinte, … Ces tableurs reprennent des modèles de calculs reconnus, décrits ci-après.
H.3.2. Détermination du débit à la brèche en cas de rupture de tuyauterie
Le débit à la brèche est pris égal au débit maximal de gaz (biogaz ou biométhane) dans la
tuyauterie (donnée process).
La longueur de la tuyauterie (lieu de la brèche) est prise de 1 m de façon conservative.
Nota : La longueur de la tuyauterie est un paramètre influent dans le cas des liquides du fait
des pertes de charge générées. Dans le cas des gaz ou de vapeurs, elle n’impacte que très
peu le débit à la brèche.
La phase de décompression de la tuyauterie (régime transitoire au moment de la rupture),
dans le cas d’un gaz (donc d’un fluide compressible), est très brève (de l’ordre de la seconde)
pour les tuyauteries d’usine, de faible longueur comparées aux canalisations de transport. La
probabilité d’avoir une inflammation du nuage pendant cette phase est donc très improbable.
Cette phase n’est donc pas prise en compte dans les calculs, ce qui est conforme aux
pratiques en vigueur.
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H.3.3. Modélisation de la dispersion atmosphérique d’un rejet de gaz
Guides techniques de référence :
Fiche n°2 de la circulaire du 10 mai 2010 [R2].
La détermination des effets des phénomènes de dispersion toxique et d’explosion retardée
(UVCE / Flash fire) nécessite de modéliser la dispersion atmosphérique du rejet. Pour ce faire,
le modèle UDM2 (Unified Dispersion Model) de PHAST est utilisé.
Les trois paramètres importants pour la phase de dispersion qu’intègre le logiciel PHAST
sont :
les conditions météorologiques ;
les conditions orographiques (coefficient de rugosité du terrain uniforme) ;
un facteur correctif de dispersion du nuage (averaging time).
Conditions orographiques :
Les conditions orographiques représentent l’état de rugosité du terrain environnant les
installations étudiées. Elles sont traduites de la même manière qu’un coefficient de frottement
du nuage sur le sol produisant deux effets antagonistes :
elle augmente la turbulence favorisant la dilution ;
elle freine le nuage, ce qui favorise l’effet d’accumulation et la concentration.
La rugosité varie selon le type d’environnement. Dans la présente étude, en accord avec les
pratiques en vigueur (guide DT102), une rugosité de 1 mètre a été choisie dans le logiciel
PHAST. Elle traduit un environnement du type zone industrielle.
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H.3.3.1. Conditions météorologiques
Conformément à la fiche n°2 de la circulaire du 10 mai 2010 ([R2]), les conditions considérées
sont :
Typologie de rejet Stabilité
atmosphérique
Vitesses de vent
considérées à 10 m
de hauteur (m/s)
Température
ambiante (°C)
Rejet horizontal ou
au niveau du sol
D (neutre) 5 20
F (très stable) 3 15
Rejet en altitude ou
rejet vertical ou rejet
de gaz léger
A 3
20
B 3
5
C 5
10
D 5
10
E 3
F 3 15
Quelles que soient les conditions atmosphériques, l’humidité relative de l’air est considérée
égale à 70%.
H.3.3.2. « Averaging time » et « core averaging time » ou durée de
moyennage du nuage
Dans le logiciel PHAST, il existe deux paramètres distincts pour le temps de moyennage :
l’averaging time et le core averaging time. Ces deux paramètres n’interviennent que dans la
phase de dispersion passive.
L’averaging time correspond à une correction numérique des concentrations moyennes
calculées sur l’axe du nuage en fonction de la durée effective d’observation du nuage (= durée
d’exposition pour les toxiques), afin de tenir compte en particulier des fluctuations réelles de
direction du vent autour de sa direction moyenne pendant la durée d'observation. Il est à noter
que cette correction n’intervient que dans la phase de dispersion passive (emploi d’un modèle
gaussien).
La valeur du core averaging time est utilisée lors du calcul de la dispersion du nuage, tandis
que la valeur de l’averaging time est utilisée uniquement lors de la phase de post-traitement,
pour certains résultats.
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Le choix de l’averaging time (ou durée de moyennage du nuage) dans les logiciels faisant
appel à des modèles de type gaussien peut impacter significativement les distances d’effet.
L’averaging time et le core averaging time sont fixés à la même valeur, égale, pour les
inflammables, à 18,75 secondes ou, pour les toxiques, à la durée d’exposition de la cible
(laquelle est égale à la durée du rejet pour les rejets de longue durée ou continus).
H.3.4. Modélisation des effets thermiques et de surpression liés à une
explosion non confinée (UVCE-Flash-fire)
L’inflammation retardée d’un nuage de gaz inflammable (biogaz ou biométhane) génère :
des effets de surpression (UVCE, Unconfined Vapour Cloud Explosion) ;
des effets thermiques (Flash fire ou feu de nuage).
De manière générale, le terme UVCE s’applique lorsque des effets de pression sont observés,
alors que le terme flash fire est réservé aux situations où la combustion du nuage ne produit
pas d’effets de pression. Cependant il s’agit dans les deux cas du même phénomène
physique, à savoir la combustion d’un mélange gazeux inflammable.
H.3.4.1. Modélisation des effets thermiques du flash-fire
Conformément à la fiche n°3 de la circulaire du 10 mai 2010 [R2] (« Les phénomènes
dangereux associés aux GPL dans les établissements de stockage hors raffineries et
pétrochimie – l’UVCE ») les effets thermiques du Flash fire (ou feu de nuage) sont définis
comme suit :
distance au seuil des effets létaux significatifs = distance à la LIE
distance au seuil des effets létaux = distance à la LIE
distance au seuil des effets irréversibles = 1,1 x distance à la LIE
La distance à la LIE est déterminée avec le logiciel PHAST.
H.3.4.2. Modélisation des effets de surpression de l’UVCE
Les effets de surpression sont évalués à l’aide de la méthode multi-énergie, présentée plus
loin.
Les distances R sont calculées avec le logiciel PHAST.
A noter : Dans le cas des nuages dérivant en champ libre, le nuage peut s’enflammer à
différentes distances de sa source d’émission et conduire à des distances d’effets plus ou
moins grandes, en fonction de la taille du nuage et sa distance par rapport aux cibles
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potentielles, au point d’ignition considéré. Dans ce cas, le logiciel PHAST utilisé considère un
ensemble de position pour l’allumage du nuage, tout au long de sa dispersion, et retient la
position de la source d’ignition conduisant aux distances d’effets les plus grandes. Le centre
de l'explosion est pris au centre du nuage.
H.3.5. Modélisation des effets thermiques liés à un jet enflammé
Un jet enflammé correspond à l’inflammation immédiate, sous l’action d’une source
d’allumage, d’un jet de gaz rejeté sous pression, dans un environnement libre (non confiné).
Pour estimer le flux rayonné par le jet enflammé, le modèle de Shell-Thornton, validé par des
essais à grande échelle, est retenu.
Ce modèle suppose que le flux gazeux à l’origine du feu de chalumeau est extrêmement
turbulent (Reynolds > 25000) ce qui majore les distances de dangers des effets thermiques
engendrés. Le jet de flammes est modélisé par un tronc de cône avec une source ponctuelle
localisée au barycentre de ce tronc de cône.
Les calculs sont réalisés avec le logiciel PHAST.
H.3.6. Modélisation des effets de surpression en cas d’explosion confinée
Pour modéliser les effets de surpression en cas de formation d’une atmosphère explosive
(ATEX) de gaz inflammable (biogaz ou biométhane), dans une enceinte ou un local, et
l’inflammation de cette ATEX, aussi appelé VCE : Vapor Cloud Explosion, différentes
méthodologies sont appliquées selon la résistance à la pression de l’enceinte ou du local
concerné.
Les méthodes utilisées dans le cas des installations étudiées sont :
la méthode multi-énergie, décrite ci-dessous (cf. § H.3.6.1.) ;
la méthode associant le modèle de Brode pour le calcul de l’énergie d’explosion et la
courbe multi-énergie 10 pour la détermination des distances d’effets aux seuils de
surpression (cf. § H.3.6.2.).
Nota : Les effets thermiques d’une explosion confinée sont mineurs par rapport aux effets de
surpression qui eux sont dévastateurs. Par conséquent, seuls les effets de surpression sont
modélisés.
Nota : Les effets thermiques d’une explosion confinée sont mineurs par rapport aux effets de
surpression qui eux sont dévastateurs. Par conséquent, seuls les effets de surpression sont
modélisés.
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H.3.6.1. Description de la méthode Multi-énergie
La démarche de calcul consiste :
à calculer l’énergie d’explosion de la combustion du nuage à la stœchiométrie ;
à déterminer les distances d’effets des surpressions seuils à partir d’un abaque
représentatif de la sévérité d’explosion, caractérisée par un indice compris entre 1 et 10.
Les indices 2 à 7 sont représentatifs de déflagrations et les indice 8, 9 et 10 caractérisent
les détonations en champ libre.
Choix de l’indice multi-énergie :
Le tableau de Kinsella, ci-après, permet d’orienter le choix de l’indice de sévérité d’explosion.
Par exemple, une explosion se produisant dans un local (confinement = oui), peu encombré
(encombrement = bas) et dans lequel il n’y a pas de source d’inflammation forte, est
caractérisée par un indice multi-énergie compris entre 3 et 5.
Inflammation Encombrement Confinement Classe /
Sévérité Basse Haute Haut Bas Aucun Oui Non
X X X 7-10
X X X 7-10
X X X 5-7
X X X 5-7
X X X 4-6
X X X 4-6
X X X 4-5
X X X 4-5
X X X 3-5
X X X 2-3
X X X 1-2
X X X 1
Pour les rejets de gaz (méthane), les résultats d’essais expérimentaux montrent que :
Si rejet en zone confinée et très encombrée, la surpression maximale peut atteindre une
centaine de bar (équivalent à un indice 4) (cf. essais de Harrison et Eyre effectués dans
une enceinte en polyéthylène de 30 m de long, 10 m de haut et 20 m de large avec
plusieurs séries d'obstacles successifs formés par des rangées verticales de tuyauteries
horizontales parallèles de diamètre 0,315 m et essais de Harris et Wickens réalisés en
tunnel de 45 m de long et en présence d’obstacles sphériques).
Si rejets non turbulents, en zone non confinée et non encombrée, la surpression atteinte
est inférieure à 10 mbar (source : Guidelines for Evaluation of the caracteristics of vapeur
cloud explosions, flash fire and bleve, et en particulier : essais de Lind et Whitson (1977)
effectués en ballons hémisphériques 10 à 20 m de diamètre, essais de Harris et Wickens
(1989) en ballons sphériques de 6,1 m de diamètre et en tunnels en matériaux légers de
45 m de long).
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Si rejets turbulents, la surpression atteinte est inférieure à 100 mbar (source : essais
menés par l'INERIS dans le cadre du projet européen EMERGE (Extended Modelling and
Experimental Research into Gaz Explosion) et essais similaires menés par Shell).
A chaque indice de sévérité d’explosion correspond une surpression maximale (ΔPmax) (cf.
abaques multi-énergie présentées ci-dessous).
Les abaques multi-énergie ont été établis sur la base de résultats de simulations numériques
d’explosions de charges hémisphériques de gaz (typiques d’un mélange hydrocarbure – air)
à vitesse de flamme constante. Ils donnent la distance réduite R , en fonction de la
surpression, à partir de laquelle on déduit la distance d’effet R mesurée à partir du centre du
nuage, du pic de pression considéré :
31
Pa
ExRR
=
avec :
R : distance d’effet, observée à partir du centre du nuage, en fonction de la
surpression (m)
R : distance réduite (m)
Pa : pression atmosphérique (Pa)
Ex : énergie d’explosion (J) – Ex = Hc x Vg - voir nota ci-dessous
Hc est la chaleur de combustion à la stœchiométrie (J/m3 de mélange)
Vg est le volume du nuage gazeux à la stœchiométrie (m3)
stoechiog C x
lammableinf MasseVg
=
où Masse inflammable est la masse de gaz ou de vapeur
inflammable en concentration supérieure à la LIE
Valeur considérée pour la chaleur ou énergie de combustion Hc :
On considère l’énergie de combustion stœchiométrique du mélange air-biogaz.
Celle-ci est proportionnelle à la quantité de méthane présente dans le biogaz.
L’énergie de combustion stœchiométrique du mélange air-méthane est de 3,23 MJ/m3 de
mélange (source : Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapour Cloud Explosions,
Flash Fires and BLEVEs - (Harris 1983)).
L’énergie de combustion stœchiométrique du mélange air-biogaz (concentration maximale en
méthane = 65%) est donc de 2,10 MJ/m3 de mélange.
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Abaques multi-énergie :
Indice Multi-
Energy
Seuil de surpression
associé (bar)
Abaques de décroissance en fonction de la
distance adimensionnée par l’énergie de
l’explosion
1 0,01
2 0,02
3 0,05
4 0,10
5 0,20
6 0,50
7 1
8 2
9 5
10 10
H.3.6.2. Description de la méthode Brode / Multi-énergie 10
La démarche de calcul consiste :
à calculer l’énergie d’explosion à l’aide du modèle de Brode ;
à déterminer les distances d’effets des surpressions seuils à partir de l’abaque indice 10
de la méthode multi énergie représentatif de la propagation d’une onde de choc liée à
l’éclatement de l’enceinte.
Formule de Brode :
La formule de Brode permettant d’évaluer l’énergie d’explosion est la suivante :
Ex = ∆P x V / (γ-1) = 3 x ∆P x V
avec :
Ex : énergie d’explosion (J)
V : volume du local (m3)
∆P : pression de rupture ou d’explosion relative = Pex - Pa (Pa)
Pex - Pa = 2 x Pstatique de rupture de l’enceinte si celle-ci n’est pas correctement
éventée ; le facteur 2 est issu de la référence [R9]
γ : rapport des capacités calorifiques du gaz (sans unité) (γ = 1,3 pour le méthane)
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Dans ce modèle, l'énergie de combustion du mélange air-biogaz n'est pas prise en compte ;
c’est la pression de rupture dynamique qui est considérée dans le calcul de l’énergie
d’explosion. La surpression maximale atteinte est donc égale à la pression de rupture
dynamique. Cette pression de rupture dynamique est prise, de façon forfaitaire, égale au
double de la pression de rupture statique (source [R9]), à condition que cette valeur n’excède
pas la pression maximale d’explosion théorique (égale à 7,1 bar pour le méthane).
Surpression en fonction de la distance selon l’abaque multi énergie 10 :
Les formules correspondant au profil de la courbe multi énergie indice 10 (abaque présentée
en page précédente) sont données ci-dessous :
Seuil de surpression
(mbar)
Formule pour déterminer la
distance au seuil d’effet recherché
20 mbar
(Seuil des effets indirects) d20 = 0,220 x E (1/3)
50 mbar
(SEI) d50 = 0,110 x E (1/3)
140 mbar
(SEL) d140 = 0,050 x E (1/3)
200 mbar
(SELS et effets dominos) d200 = 0,032 x E (1/3)
Distances comptées à partir du centre de l’explosion.
E = énergie d’explosion en Joules.
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H.4. Modélisation du PhD1a – Explosion d’un digesteur
plein, en fonctionnement normal (effets de
surpression)
Le scénario accidentel imaginé est la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) à la
stœchiométrie d’un mélange d’air et de biogaz dans le ciel gazeux d’un digesteur en
fonctionnement normal et l’inflammation de cette ATEX.
H.4.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3) 520
Volume du ciel gazeux d’un
digesteur en fonctionnement
normal
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 520
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas de limitation du
volume)
Pression de rupture statique
(mbar relatifs) 70
Donnée de conception
Correspond à la pression à partir de
laquelle le toit du digesteur va céder
(Une valeur supérieure à 70 mbar
pourrait remettre en cause les
résultats de la modélisation)
H.4.2. Distances des effets de surpression
Les digesteurs sont des réservoirs cylindriques verticaux métalliques avec toiture métallique
peu résistante (pression de rupture = 70 mbar).
L’inflammation d'une ATEX dans un digesteur de cette conception se traduirait par l’ouverture
du toit qui entrainerait l’éjection et inflammation du biogaz à l’extérieur.
Dans ces conditions, l’explosion d’un digesteur peut être assimilée à l’explosion à l’air libre
d’un mélange stœchiométrique de biogaz et d’air et les effets de surpression engendrés par
l’explosion peuvent être évalués à l’aide de la méthode multi-énergie avec un indice de
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violence de 4 (surpression maximale de 100 mbar) (méthode décrite au G.3.6.1.). Cette
approche est conforme à la démarche de l’INERIS [R4].
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du biogaz égale à 2,10 MJ/m3 de mélange.
Distance d’effets (m)
20 mbar (Seuil des effets indirects) 60
50 mbar (SEI) 30
140 mbar (SEL) Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les structures) Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre de chaque digesteur.
H.4.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.4.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les seuils des effets létaux (200 mbar et 140 mbar) ne sont pas atteints. Les effets
irréversibles (50 mbar) sont contenus à l’intérieur du site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le seuil des effets domino (200 mbar) n’est pas atteint.
Notons, toutefois, que le gazomètre métallique de 50 m3 serait exposé à une surpression
supérieure à 50 mbar (mais inférieure à 100 mbar). S’agissant d’une structure peu résistante,
il sera vraisemblablement endommagé pouvant conduire à sa ruine. Ce PhD est étudié plus
loin (cf. PhD3). (Pour rappel, dans l’évaluation de l’effet domino, les effets du PhD initiateur et
ceux du PhD résultant par effets dominos ne sont pas à cumuler).
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il traverse, en revanche, la zone des
effets irréversibles, sur une distance d’une centaine de mètres. Les visites se feront en petits
groupes (au plus 19 personnes), de façon occasionnelle et de courte durée. De plus, avant
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tout déplacement au sein de la STEP, les visiteurs reçoivent une information sur les risques
des installations et les consignes à respecter (téléphone éteint, interdiction de fumer,
interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la visite, ils sont encadrés
par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en queue de groupe).
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H.5. Modélisation du PhD1b – Explosion d’un digesteur
vide (effets de surpression)
Le scénario accidentel imaginé est la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) à la
stœchiométrie d’un mélange d’air et de biogaz dans le ciel gazeux d’un digesteur vide ou en
cours de vidange et l’inflammation de cette ATEX.
H.5.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3) 4 520 Volume du ciel gazeux d’u
digesteur vide
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 4 520
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas de limitation du
volume)
Pression de rupture statique
(mbar relatifs) 70
Donnée de conception
Correspond à la pression à partir de
laquelle le toit du digesteur va céder
(Une valeur supérieure à 70 mbar
pourrait remettre en cause les
résultats de la modélisation)
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H.5.2. Distances des effets de surpression
Comme pour l’explosion d’un digesteur plein (cf. § H.4.), la méthode multi-énergie indice 4 est
utilisée.
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du biogaz égale à 2,10 MJ/m3 de mélange.
Distance d’effets (m)
20 mbar (Seuil des effets indirects) 122
50 mbar (SEI) 61
140 mbar (SEL) Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les structures) Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre de chaque digesteur.
H.5.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.5.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les seuils des effets létaux (200 mbar et 140 mbar) ne sont pas atteints. Les effets
irréversibles (50 mbar) sortent du site, sur une petite bande de terrain située entre la limite du
site et l’autoroute. Ils n’atteignent pas l’autoroute mais impactent le chemin de Malintrat sur
une longueur d’une cinquantaine de mètres.
Ce phénomène dangereux est donc majeur. Sa gravité et sa probabilité d’occurrence sont
évaluées au § I.
Effets domino :
Le seuil des effets domino (200 mbar) n’est pas atteint.
Notons, toutefois, que le gazomètre métallique de 50 m3 serait exposé à une surpression
supérieure à 50 mbar (mais inférieure à 100 mbar). S’agissant d’une structure peu résistante,
il sera vraisemblablement endommagé pouvant conduire à sa ruine. Ce PhD est étudié plus
loin (cf. PhD3). (Pour rappel, dans l’évaluation de l’effet domino, les effets du PhD initiateur et
ceux du PhD résultant par effets dominos ne sont pas à cumuler).
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Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il traverse, en revanche, la zone des
effets irréversibles, sur une distance d’une centaine de mètres. Les visites se feront en petits
groupes (au plus 19 personnes), de façon occasionnelle et de courte durée. De plus, avant
tout déplacement au sein de la STEP, les visiteurs reçoivent une information sur les risques
des installations et les consignes à respecter (téléphone éteint, interdiction de fumer,
interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la visite, ils sont encadrés
par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en queue de groupe)..
Notons que ce phénomène dangereux pourrait se produire essentiellement lors d’une vidange
décennale qui est une opération lourde, encadrée par des procédures strictes et lors de
laquelle les visites seront interdites.
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H.6. Modélisation du PhD2 – Explosion d’une bâche à
boues digérées (effets de surpression)
Le scénario accidentel imaginé est la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) à la
stœchiométrie d’un mélange d’air et de biogaz dans le ciel gazeux d’une bâche aval et
l’inflammation de cette ATEX.
H.6.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3) 650 Volume total
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 650
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas de limitation du
volume)
Pression de rupture statique
(mbar relatifs)
200 mbar pour la
partie béton
≤ 35 mb pour la
toiture souple
Ouvrage en béton avec couverture
souple
H.6.2. Distances des effets de surpression
Etant donnée la conception des bâches aval, munies d’une couverture souple, peu résistante,
l’inflammation de biogaz dans une bâche se traduirait par l’ouverture du toit qui entrainerait
l’éjection et inflammation du biogaz à l’extérieur.
Dans ces conditions, l’explosion d’une bâche peut être assimilée à l’explosion à l’air libre d’un
mélange stœchiométrique de biogaz et d’air et les effets de surpression engendrés par
l’explosion peuvent être évalués à l’aide de la méthode multi-énergie avec un indice de
violence de 4 (surpression maximale de 100 mbar) (méthode décrite au G.3.6.1.). Cette
approche est conforme à la démarche de l’INERIS [R4].
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du biogaz égale à 2,10 MJ/m3 de mélange.
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Distance d’effets (m)
20 mbar (Seuil des effets indirects) 64
50 mbar (SEI) 32
140 mbar (SEL) Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les structures) Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre de chaque bâche aval.
H.6.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.6.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les seuils des effets létaux (200 mbar et 140 mbar) ne sont pas atteints. Les effets
irréversibles (50 mbar) restent contenus sur le site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le seuil des effets domino (200 mbar) n’est pas atteint. En outre, le gazomètre métallique de
50 m3 n’est pas impacté par le seuil de 50 mbar qui pourrait l’endommager. Aucun risque
d’effets domino n’est donc à redouter.
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il traverse, en revanche, la zone des
effets irréversibles, sur une distance inférieure à une centaine de mètres. Les visites se feront
en petits groupes (au plus 19 personnes), de façon occasionnelle et de courte durée. De plus,
avant tout déplacement au sein de la STEP, les visiteurs reçoivent une information sur les
risques des installations et les consignes à respecter (téléphone éteint, interdiction de fumer,
interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la visite, ils sont encadrés
par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en queue de groupe).
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H.7. Modélisation du PhD3 – Explosion d’un gazomètre
(effets de surpression)
Le scénario accidentel imaginé est la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) à la
stœchiométrie d’un mélange d’air et de biogaz dans un gazomètre et l’inflammation de cette
ATEX.
H.7.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3)
50
1 200
Volume maximum du gazomètre
métallique avec membrane Lipp
Volume maximum du gazomètre à
double membrane souple Ecothane
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3)
50
1 200
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas d’encombrement)
Pression de rupture statique
(mbar relatifs) 50
Donnée constructeur
(Une valeur supérieure à 50 mbar
pourrait remettre en cause les
résultats de la modélisation)
H.7.2. Distances des effets de surpression
Compte tenu de la pression de rupture statique des gazomètres, l’explosion d’un gazomètre
peut être assimilée à l’explosion à l’air libre d’un mélange stœchiométrique de biogaz et d’air
et les effets de surpression engendrés par l’explosion peuvent être évalués à l’aide de la
méthode multi-énergie avec un indice de violence de 4 (surpression maximale de 100 mbar)
(méthode décrite au G.3.6.1.). Cette approche est conforme à la démarche de l’INERIS [R4].
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du biogaz égale à 2,10 MJ/m3 de mélange.
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Distance d’effets (m)
Gazomètre métallique
Distance d’effets (m)
Gazomètre souple
20 mbar (Seuil des effets indirects) 28 80
50 mbar (SEI) 14 40
140 mbar (SEL) Non atteint Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les
structures) Non atteint Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre de chaque gazomètre.
H.7.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.7.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les seuils des effets létaux (200 mbar et 140 mbar) ne sont pas atteints. Les effets
irréversibles (50 mbar) restent contenus sur le site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le seuil des effets domino (200 mbar) n’est pas atteint. Il n’y a pas de risque d’effets domino
sur les installations voisines.
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé ni aux effets létaux, ni aux effets irréversibles engendrés
par l’explosion d’un gazomètre.
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H.8. Modélisation du PhD4 – Explosion non confinée de
biogaz résultant de la ruine du gazomètre à double
membrane souple (effets thermiques et de
surpression)
Le scénario accidentel imaginé est l’arrachement total des deux membranes du gazomètre
Ecothane, la libération instantanée de l’ensemble du volume de biogaz contenu dans le
gazomètre, générant ainsi une atmosphère explosive (ATEX), et l’inflammation de cette
ATEX.
L’explosion non confinée du nuage de gaz va entrainer des effets thermiques liés au flash-fire
(« feu de nuage ») et des effets de surpression liés à l’UVCE.
H.8.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3) 1 200 Volume maximum du gazomètre à
double membrane souple Ecothane
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 1 200
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas d’encombrement)
Pression initiale (mbar relatifs) 25 Pression biogaz dans le gazomètre
Température du gaz dans le
gazomètre (°C) 15 Température ambiante
Direction du rejet Horizontale Hypothèse de calcul
(dimensionnante)
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H.8.2. Distances des effets thermiques (flash-fire)
La démarche de calcul utilisée est décrite au § H.3.4.1.
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent.
La LIE du biogaz étant du même ordre de grandeur que celle du méthane (source : [R3]), les
distances d’effet du flash-fire sont modélisées en assimilant le biogaz à du méthane pur.
Les distances d’effets sont consécutives à la dispersion d’un nuage. Elles sont donc
modélisées en considérant les conditions météorologiques F3 et D5 (cf. § H.3.3.1.).
Distance d’effets du flash-fire (m)
F3 D5
SEI = 1,1 x d(LIE = 5%) 19 27
SEL = d(LIE = 5%) 17 24
SELS = d(LIE = 5%) 17 24
Distances en mètres, à partir du centre du gazomètre, à hauteur d’homme.
H.8.3. Distances des effets de surpression
Les effets de pression de l’explosion du nuage sont déterminés à l’aide de la méthode Multi-
Energie (décrite au § H.3.6.1).
Le biogaz (méthane) est un gaz peu réactif (voir DRA34 INERIS – annexe 3, tableau 4.7). De
plus il est initialement à faible pression (25 mbar) et l’inflammation du rejet a lieu dans un
environnement non confiné et peu encombré. De ce fait, un indice 3 est retenu.
Les distances d’effets sont consécutives à la dispersion d’un nuage. Elles sont donc
modélisées en considérant les conditions météorologiques F3 et D5 (cf. § H.3.3.1.).
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent.
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Distance d’effets de l’UVCE
(m)
20 mbar (Seuil des effets indirects) 106
50 mbar (SEI) 48
140 mbar (SEL) Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les
structures) Non atteint
Distances en mètres, à partir du centre du gazomètre (conditions météorologiques D5 les plus
pénalisantes).
H.8.4. Cartographie des zones d’effets
Voir en pages suivantes.
H.8.5. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les effets létaux (200 mbar et 140 mbar pour les effets de surpression et distance à la
LIE (limite inférieure d’inflammabilité pour les effets thermiques) et les effets irréversibles
(50 mbar pour les effets de surpression et 1,1 fois la distance à la LIE pour les effets de
thermiques) sont contenus à l’intérieur du site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Il n’y a pas de risque d’effets domino (seuil 200 mbar non atteint et effets thermiques du flash-
fire d’une durée trop courte pour causer un effet domino).
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il traverse, en revanche, la zone des
effets irréversibles (50 mbar), sur une distance d’une cinquantaine de mètres. Les visites se
feront en petits groupes (au plus 19 personnes), de façon occasionnelle et de courte durée.
De plus, avant tout déplacement au sein de la STEP, les visiteurs reçoivent une information
sur les risques des installations et les consignes à respecter (téléphone éteint, interdiction de
fumer, interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la visite, ils sont
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encadrés par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en queue
de groupe).
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H.9. Modélisation du PhD5 – Explosion dans le container
de traitement du biogaz (effets de surpression)
Le scénario envisagé est une fuite de biogaz à l’intérieur du container abritant le procédé
d’épuration, la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) et l’inflammation de cette ATEX.
H.9.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume total (m3) 85
Dimensions du local :
de dimensions L x l x h = 12,2 m x
2,4 m x 2,9 m
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 59,5
Volume libre du local estimé à 70%
du volume total
Pression de rupture statique
(mbar) 50
Hypothèse de calcul : container
avec plusieurs portes = structure
non résistante munie de surfaces
jouant le rôle d’évent
H.9.2. Distances des effets de surpression
Le local d’épuration membranaire est constitué de parois moyennement résistantes.
Les effets de surpression engendrés par l’explosion de biogaz dans ce local sont évalués à
l’aide de la méthode multi-énergie avec un indice de violence de 5 (surpression maximale de
200 mbar) pour tenir compte de l’encombrement à l’intérieur du local et de la turbulence du
rejet de biogaz sous pression (méthode décrite au G.3.6.1.).
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du méthane égale à 3,23 MJ/m3 de mélange (le gaz impliqué serait un mélange de biogaz et
de biométhane ; considérer l’énergie du méthane pur est une approche conservative).
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Distance d’effets de l’explosion
secondaire (m) – Event (portes)
à chaque extrémité du container
20 mbar (Seuil des effets indirects) 58
50 mbar (SEI) 29
140 mbar (SEL) 10
200 mbar (SELS et effets dominos) 6
300 mbar (Dégâts très graves sur les
structures) Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre du container.
H.9.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.9.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les effets létaux (200 mbar et 140 mbar) et irréversibles (50 mbar) restent contenus sur le
site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le risque d’effets domino (seuil 200 mbar) est limité aux équipements les plus proches, situés
dans un périmètre de quelques mètres (6 m). Aucun risque de phénomène dangereux
secondaire majeur n’est présumé.
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé ni aux effets létaux, ni aux effets irréversibles engendrés
par l’explosion du container d’épuration membranaire.
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H.10. Modélisation du PhD6 – Explosion dans le poste
d’injection de gaz (effets de surpression)
Le scénario envisagé est une fuite de biométhane à l’intérieur poste gaz, la formation d’une
atmosphère explosive (ATEX) et l’inflammation de cette ATEX.
H.10.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume libre (m3)
15
5
Local poste gaz (encombrement
supposé inférieur à 5%)
Local odorisation (encombrement
supposé inférieur à 5%)
Tenue du local (mbar) < 50 Hypothèse (enceinte métallique
non résistante)
H.10.2. Distances des effets de surpression
Le local d’injection GrDF est constitué de parois moyennement résistantes.
Les effets de surpression engendrés par l’explosion de biogaz dans le local poste gaz ou dans
le local odorisation sont évalués à l’aide de la méthode multi-énergie avec un indice de
violence de 4 (surpression maximale de 100 mbar) (car encombrement négligeable à
l’intérieur du local) (méthode décrite au G.3.6.1.).
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
L’énergie d’explosion est déterminée à partir de la chaleur de combustion stœchiométrique
du méthane égale à 3,23 MJ/m3 de mélange.
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Distances d’effets (m)
Local poste de gaz Local odorisation
20 mbar (Seuil des effets indirects) 20 14
50 mbar (SEI) 10 7
140 mbar (SEL) Non atteint Non atteint
200 mbar (SELS et effets dominos) Non atteint Non atteint
300 mbar (Dégâts très graves sur les
structures) Non atteint Non atteint
Distances en mètres, comptées à partir du centre de chaque local.
H.10.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.10.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les seuils des effets létaux (200 mbar et 140 mbar) ne sont pas atteints. Les effets
irréversibles (50 mbar) ne sortent pas sur la rue de Bourdon.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le seuil des effets domino (200 mbar) n’est pas atteint. Il n’y a pas de risque d’effets domino
sur les installations voisines.
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé ni aux effets létaux, ni aux effets irréversibles engendrés
par l’explosion du poste d’injection de biométhane dans le réseau GrDF.
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H.11. Modélisation du PhD7 – Explosion de biogaz dans
un silo à boues déshydratées (effets de
surpression)
Le scénario accidentel imaginé est la formation d’une atmosphère explosive (ATEX) à la
stœchiométrie d’un mélange d’air et de biogaz dans le ciel gazeux d’un silo de stockage des
boues déshydratées et l’inflammation de cette ATEX.
H.11.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Volume gazeux (m3) 110 Volume total du silo
Volume gazeux pris en compte
dans la modélisation (m3) 110
Prise en compte de tout le volume
gazeux (pas de limitation du
volume)
Pression de rupture statique
(mbar relatifs) 300
La valeur de 300 mbar a été fournie
par SUEZ pour le nouveau silo
métallique non frangible
Cette valeur est applicable aussi au
silo béton existant ; elle correspond
aux valeurs hautes proposées dans
le guide silo [R9].
H.11.2. Distances des effets de surpression
Pour les deux silos de stockage des boues déshydratées, la résistance à la pression est
estimée à 300 mbar environ (voir justificatif dans le tableau ci-dessus).
La méthode Brode-multi-énergie 10 est utilisée pour modéliser les effets de l’explosion (décrite
au G.3.6.2.). L’énergie d’explosion est déterminée en considérant une pression de rupture
dynamique égale à deux fois la pression de rupture statique, soit 600 mbar.
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Distance d’effets (m)
20 mbar (Seuil des effets indirects) 62
50 mbar (SEI) 31
140 mbar (SEL) 14
200 mbar (SELS et effets dominos) 9
300 mbar (Dégâts très graves sur les structures) 8
Distances en mètres, comptées à partir du centre du silo.
H.11.3. Cartographie des zones d’effets
Voir en page suivante.
H.11.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les effets létaux (200 mbar et 140 mbar) et irréversibles (50 mbar) restent contenus sur le
site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Le risque d’effets domino (seuil 200 mbar) est limité aux équipements les plus proches, situés
dans un périmètre de quelques mètres (9 m). Il existe notamment un risque d’effet domino
d’un silo vers le silo voisin, exposé au seuil de 200 mbar. Les PhD résultants (perte de
confinement ou explosion) sont couverts par le PhD7 – Explosion d’un silo..
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il traverse, en revanche, la zone des
effets irréversibles (50 mbar), sur une distance d’une cinquantaine de mètres. Les visites se
feront en petits groupes (au plus 19 personnes), de façon occasionnelle et de courte durée.
De plus, avant tout déplacement au sein de la STEP, les visiteurs reçoivent une information
sur les risques des installations et les consignes à respecter (téléphone éteint, interdiction de
fumer, interdiction de sortir du circuit clairement signalé, …). Enfin, lors de la visite, ils sont
encadrés par a minima deux personnes qualifiées de la STEP (une en tête et une en queue
de groupe).
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H.12. Modélisation du PhD8a – Explosion non confinée de
biogaz ou de biométhane résultant de la rupture
guillotine d’une tuyauterie aérienne
Le scénario imaginé est une rupture franche de tuyauterie aérienne du réseau biogaz ou
biométhane, la formation d’un nuage air-méthane et l’inflammation retardée de ce nuage.
La LIE du biogaz étant du même ordre de grandeur que celle du méthane (source : [R3]), les
modélisations sont réalisées en considérant du méthane pur.
L’explosion non confinée de gaz consécutive à une rupture de tuyauterie génère à la fois des
effets thermiques (flash-fire) et des effets de surpression (UVCE).
Les distances d’effets dépendent directement du débit dans la tuyauterie, lequel est imposé
par le process. La pression n’est pas un paramètre influent (la décompression de la ligne est
quasi instantanée donc non prise en compte).
Le débit maximal dans les tuyauteries est de 470 Nm3/h (débit biogaz après compression, en
amont de l’épuration membranaire). Les modélisations sont donc effectuées en considérant
ce débit qui est donc dimensionnant.
H.12.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Débit maximal (Nm3/h) 470 Après compression, en amont de
l’épuration membranaire Débit maximal (kg/h) (1) 0,1
Longueur tuyauterie (m) 1 Hypothèse pénalisante car revient à
négliger les pertes de charge
Hauteur tuyauterie par rapport au sol
(m) 1
Température du gaz dans la tuyauterie
(°C) 15
Ce paramètre, dans la plage 15-35°C
(= température du biogaz), n’a pas
d’impact sur les résultats
Durée de la fuite Illimitée Il n’est pas tenu compte d’éventuelles
mesures d’intervention
Direction du rejet Horizontale Hypothèse dimensionnante
(1) Densité CH4 à Patm et 0°C = 0,7 kg/m3
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H.12.2. Distances des effets thermiques (flash-fire)
La démarche de calcul utilisée est décrite au § H.3.41.
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent.
Les distances d’effets sont consécutives à la dispersion d’un nuage. Elles sont donc
modélisées en considérant les conditions météorologiques F3 et D5 (cf. § H.3.3.1.).
Distance d’effets du flash-fire
(m)
F3 D5
SEI = 1,1 x d(LIE = 5%) < 5 < 5
SEL = d(LIE = 5%) < 5 < 5
SELS = d(LIE = 5%) < 5 < 5
Distances en mètres, à partir du point de rejet = axe de la tuyauterie.
H.12.3. Distances des effets de surpression (UVCE)
Les effets de pression de l’explosion du nuage sont déterminés à l’aide de la méthode Multi-
Energie (décrite au § H.3.6.1). Un indice 4 est retenu de façon conservative.
Les distances d’effets sont consécutives à la dispersion d’un nuage. Elles sont donc
modélisées en considérant les conditions météorologiques F3 et D5 (cf. § H.3.3.1.).
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent.
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Distance d’effets de l’UVCE (m)
F3 D5
20 mbar
(Seuil des effets indirects) 10 < 10
50 mbar
(SEI) 5 < 5
140 mbar
(SEL) Non atteint Non atteint
200 mbar
(SELS et effets dominos) Non atteint Non atteint
300 mbar
(Dégâts très graves sur les
structures)
Non atteint Non atteint
Distances en mètres, à partir du point de rejet = axe de la tuyauterie.
H.12.4. Cartographie des zones d’effets
Les effets n’ont pas été représentés car les distances atteintes sont faibles (inférieures à 5 m
pour les effets létaux et les effets irréversibles).
H.12.5. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les effets létaux (200 mbar et 140 mbar pour les effets de surpression et distance à la
LIE (limite inférieure d’inflammabilité pour les effets thermiques) et les effets irréversibles
(50 mbar pour les effets de surpression et 1,1 fois la distance à la LIE pour les effets de
thermiques) sont contenus à l’intérieur du site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Il n’y a pas de risque d’effets domino (seuil 200 mbar non atteint et effets thermiques du flash-
fire d’une durée trop courte pour causer un effet domino).
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé ni aux effets létaux, ni aux effets irréversibles.
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H.13. Modélisation du PhD8b – Jet enflammé de biogaz
résultant de la rupture guillotine d’une tuyauterie
aérienne
Le scénario imaginé est une rupture franche d’un tronçon de tuyauterie aérienne du réseau
biogaz ou biométhane et l’inflammation immédiate du rejet.
La LIE du biogaz étant du même ordre de grandeur que celle du méthane (source : [R3]), les
modélisations sont réalisées en considérant du méthane pur.
Les distances d’effets dépendent directement du débit dans la tuyauterie, lequel est imposé
par le process. La pression n’est pas un paramètre influent (la décompression de la ligne est
quasi instantanée donc non prise en compte).
Le débit maximal dans les tuyauteries est de 470 Nm3/h (débit biogaz après compression, en
amont de l’épuration membranaire). Les modélisations sont donc effectuées en considérant
ce débit qui est donc dimensionnant.
H.13.1. Données d’entrée
Idem PhD D8a (cf. G.12.).
H.13.2. Distances des effets thermiques
La démarche de calcul utilisée est décrite au § H.3.5.
Distance d’effets du jet
enflammé (m)
F3 D5
3 kW/m²
(SEI) 10 < 10
5 kW/m²
(SEL) < 10 < 10
8 kW/m²
(SELS et effets dominos) Non atteint Non atteint
Distances en mètres, à partir du point de rejet = axe de la tuyauterie.
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H.13.3. Cartographie des zones d’effets
Sans objet (seuils des effets létaux et irréversibles non atteints).
H.13.4. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Ce phénomène dangereux ne génère pas d’effets létaux, ni irréversibles.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Sans objet (seuils des effets létaux et irréversibles non atteints).
Effets sur le circuit de visite :
Sans objet (seuils des effets létaux et irréversibles non atteints).
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H.14. Modélisation du PhD9 – Explosion non confinée de
biogaz suite à l’extinction de la torchère
Le scénario envisagé est l’extinction de la torchère, la formation d’un nuage air-méthane et
l’inflammation retardée de ce nuage.
Les effets de pression de l’explosion du nuage sont déterminés à l’aide de la méthode Multi-
Energie avec un indice de 3 car inflammation d’un rejet non turbulent, en zone non confinée
et non encombrée (cf. critères de choix de l’indice multi énergie au § H.3.6.1.).
H.14.1. Données d’entrée
Valeurs Commentaires
Hauteur torchère par rapport au
sol (m) 8,1
Débit maximal de biogaz
envoyé à la torchère (Nm3/h) 350
Soit 0,097 Nm3/s x 0,7 kg/m3 (densité
CH4 à Patm et 0°C) = 0,07 kg/s
Vitesse d’émission du gaz (m/s) 1 Hypothèse de calcul
Direction du rejet Verticale
H.14.2. Distances des effets thermiques (flash-fire)
La démarche de calcul utilisée est décrite au § H.3.4.1.
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent. La LIE du biogaz étant du même ordre de grandeur que celle du
méthane ([R3]), les distances d’effet du flash-fire sont modélisées en assimilant le biogaz à
du méthane pur.
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Distance d’effets (m)
Cible à 1,5 m de
hauteur
Distance d’effets (m)
Cible à la hauteur de la
torchère (8,1 m)
F3 D5 F3 D5
SEI = 1,1 x d(LIE = 5%) Non atteint Non atteint < 5 < 5
SEL = d(LIE = 5%) Non atteint Non atteint < 5 < 5
SELS = d(LIE = 5%) Non atteint Non atteint < 5 < 5
Distances en mètres, à partir du point de rejet.
H.14.3. Distances des effets de surpression (UVCE)
La méthode Multi-énergie indice 3 (surpression maximale de 50 mbar).est utilisée (décrite
au § H.3.6.1.).
Les calculs sont réalisés avec PHAST ce qui permet de tenir compte de la dispersion du nuage
et de sa dérive sous le vent.
Distance d’effets (m)
Cible à 1,5 m de
hauteur
Distance d’effets (m)
Cible à la hauteur de la
torchère (8,1 m)
F3 D5 F3 D5
20 mbar
(Seuil des effets indirects) Non atteint Non atteint < 5 < 5
50 mbar
(SEI) Non atteint Non atteint < 5 < 5
140 mbar
(SEL) Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint
200 mbar
(SELS et effets dominos) Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint
300 mbar
(Dégâts très graves sur les
structures)
Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint
Distances en mètres, à partir du point de rejet.
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H.14.4. Cartographie des zones d’effets
Les effets étant inférieurs à 5 m à hauteur de la torchère et non atteints à hauteur d’homme,
ils n’ont pas été représentés.
H.14.5. Conclusions
Effets sur les tiers à l’extérieur du site :
Les effets létaux (200 mbar et 140 mbar pour les effets de surpression et distance à la
LIE (limite inférieure d’inflammabilité pour les effets thermiques) et les effets irréversibles
(50 mbar pour les effets de surpression et 1,1 fois la distance à la LIE pour les effets de
thermiques) sont contenus à l’intérieur du site.
Ce phénomène dangereux n’est donc pas majeur. Sa gravité est nulle. Sa probabilité
d’occurrence n’est pas à évaluer en accord avec la méthode des études de dangers. Il
n’apparait donc pas dans la matrice de criticité présentée au § A.3.3.5.
Effets domino :
Il n’y a pas de risque d’effets domino (seuil 200 mbar non atteint et effets thermiques du flash-
fire d’une durée trop courte pour causer un effet domino).
Effets sur le circuit de visite :
Le circuit de visite n’est pas exposé à des effets létaux. Il ne traverse pas la zone des effets
irréversibles engendrés par l’explosion du poste d’injection.
H.15. Tableau récapitulatif des distances d’effets des
phénomènes dangereux modélisés
Le tableau récapitulatif des phénomènes dangereux étudiés est présenté en page suivante.
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Tableau récapitulatif des PhD étudiés :
Phénomènes dangereux- Intitulés
Distances effets thermiques (en m)
pour une cible à hauteur d’homme
(1,5 m)
Distances effets de surpression (en m) pour une
cible à hauteur d’homme (1,5 m)
Commentaires SEI
3 kW/m²
1,1 x d(LIE)
SPEL
5 kW/m²
d(LIE)
SELS
8 kW/m²
d(LIE)
Effets
indirects
20 mbar
SEI
50 mbar
SPEL
140 mbar
SELS
200 mbar
PhD1a : Explosion d’un digesteur plein
Repères 52A et 52B - - - 60 30 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
PhD1b : Explosion d’un digesteur vide
Repères 52A et 52B - - - 122 61 Non atteint Non atteint
Les effets irréversibles sortent
très légèrement du site sur le
chemin de Malintrat
PhD2 : Explosion d’une bâche à boues
digérées
Repère 09
- - - 64 32 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
PhD3 : Explosion d’un gazomètre
Gazomètre primaire métallique
Repère 60 - - - 28 14 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
Gazomètre secondaire double
membrane
Repère 61
- - - 80 40 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
PhD4 : Explosion non confinée suite à la
ruine du gazomètre secondaire double
membrane
Repère 61
27 24 24 106 48 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
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Phénomènes dangereux- Intitulés
Distances effets thermiques (en m)
pour une cible à hauteur d’homme
(1,5 m)
Distances effets de surpression (en m) pour une
cible à hauteur d’homme (1,5 m)
Commentaires SEI
3 kW/m²
1,1 x d(LIE)
SPEL
5 kW/m²
d(LIE)
SELS
8 kW/m²
d(LIE)
Effets
indirects
20 mbar
SEI
50 mbar
SPEL
140 mbar
SELS
200 mbar
PhD5 : Explosion dans le container de
traitement du biogaz
Repère 62
- - - 58 29 10 6 Pas d’effets hors site
PhD6 : Explosion dans le poste
d’injection
Repère 82
Explosion dans le poste d’injection - - - 20 10 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
Explosion dans le local odorisation - - - 14 7 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
PhD7 : Explosion de biogaz dans un silo
des boues déshydratées
Repère 16B
- - - 62 31 14 9 Pas d’effets hors site
PhD8a : Explosion non confinée suite à
une rupture de tuyauterie aérienne de
biogaz ou de biométhane
< 5 < 5 < 5 < 10 < 5 Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
PhD8b : Jet enflammé suite à une
rupture de tuyauterie aérienne de biogaz
ou de biométhane
Non atteint Non atteint Non atteint - - - - Pas d’effets hors site
PhD9 : Explosion non confinée de biogaz
suite à l’extinction de la torchère Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint Non atteint Pas d’effets hors site
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I. Analyse détaillée des risques
I.1. Analyse détaillée des risques
I.1.1. Objectifs et méthodologie
A l’issue de l’étape précédent, il ressort qu’un phénomène dangereux est majeur (effets hors
site). Il s’agit de l’explosion du digesteur vide.
Pour ce phénomène dangereux majeur, une analyse détaillée – et quantifiée – est réalisée.
La démarche est présentée au § A.3.3.4.
Elle comprend :
l’évaluation de la probabilité du PhD ;
cette évaluation est réalisée de façon quantitative ou qualitative en se basant sur des
bases de données reconnues et le retour d’expérience ;
elle tient compte des Mesures de Maitrise des Risques éventuelles, qui interviennent
en prévention ou protection dans le déroulement accidentel ;
l’échelle de probabilité utilisée est celle de l’arrêté du 29 septembre 2005 [1]
(cf. § A.3.3.4.) ;
l’évaluation de la gravité du PhD ;
les règles de comptable des personnes exposées sont données dans la circulaire du
10 mai 2010 [2] ;
l’échelle de gravité utilisée est celle de l’arrêté du 29 septembre 2005
[1] (cf. § A.3.3.4.) ;
l’évaluation de la cinétique du PhD.
L’identification et la caractérisation des mesures de Maitrise des Risques (MMR).
I.1.2. Evaluation de la probabilité du PhD1b : Explosion d’un digesteur vide
Une explosion dans un digesteur vide ou en cours de vidange ne peut avoir lieu que si les
deux conditions suivantes sont réunies :
Entrée d’air dans le digesteur en présence de biogaz et donc formation d’un mélange air-
biogaz inflammable ;
Présence d’une source d’inflammation à l’intérieur du digesteur.
Les fréquences d’occurrence retenues sont justifiées ci-après.
Le nœud papillon correspondant est joint en page suivante.
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Présence d’une source d’inflammation à l’intérieur du digesteur :
Une source d’inflammation peut être présente en cas de travaux par point chaud, de défaut
de matériel électrique, d’électricité statique, de coup de foudre, …
Des mesures de prévention sont prises vis-à-vis de ces causes (cf. § D.2.). De plus, le biogaz
(méthane) est un gaz peu réactif (voir DRA34 INERIS – annexe 3, tableau 4.7). L’intérieur du
digesteur est classé ATEX ; tous les équipements présents sont conformes au type de zone.
De plus, il n’y a pas de présence de personnel à l’intérieur du digesteur. Par conséquent, sur
la base des données du DRA 13 de l’INERIS – 22/06/2015, tableau 4, une probabilité de 10-
3/présence d’ATEX est considérée.
Entrée d’air dans un digesteur vide ou en cours de vidange et formation d’un mélange
air-biogaz inflammable :
Principalement, deux scénarios (deux causes distinctes) peuvent conduire à une entrée d’air
dans le digesteur vide ou en cours de vidange :
Scénario 1 : une rupture de la tuyauterie de vidange des boues ;
Scénario 2 : une erreur opérateur lors d’une vidange.
Scénario 1 :
Les tuyauteries de vidange des boues ne sont pas soumises à des sollicitations mécaniques,
ni susceptibles d’être exposées à des agressions mécaniques externes. Dans ces conditions,
la fréquence d’une brèche de la tuyauterie de soutirage des boues est estimée de niveau D
(soit une probabilité d’occurrence < 10-4/an).
Scénario 2 :
La vidange des digesteurs est occasionnelle, pour maintenance, Elle est encadrée par des
procédures strictes. Elle est notamment sous inertage (CO2 ou N2) On peut toutefois imaginer
une erreur opérateur conduisant à une entrée d’air dans le digesteur.
La fréquence d’une erreur humaine lors d’une opération encadrée par une procédure est de
10-2/opération (source INERIS – DRA 34). De plus, la vidange est une opération de
maintenance lourde, préparée à l’avance et dont la procédure d’inertage est un point central,
réalisée par au minimum 2 personnes indépendantes, entreprise extérieure et exploitant, l’une
pouvant contrôler l’autre. Dans ce cas, la fréquence d’erreur humaine peut être évaluée à 10-
3/an. Cette opération étant réalisée tous les 10 ans, la fréquence résiduelle est de 10-3/an x
10-1/an = 10-4/an.
Probabilité d’explosion dans le digesteur vide ou en cours de vidange :
La probabilité d’occurrence d’une explosion de biogaz dans le digesteur vide ou en cours de
vidange, est donc de 10-7/an (< niveau E).
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LEGENDE :
évènement initiateur
lien OU évènement indésirable
évènement redouté central
lien ET
évènement redouté secondaire
Barrières de prévention/ phénomènes dangereux
protection
effets majeurs
(1)
< 10-4 / an
10-4 / an
10-4 / an (2)
10-7 / an
(3)
10-3 / présence d'une atmosphère explosible
BARRIERES DE PREVENTION/PROTECTION
(1) Maintenance préventive, inspection visuelle périodique, protection contre les chocs, permis de travail => pas de décote (intégrée dans la fréquence des événements initiateurs)
(2) Procédure de vidange avec inertage, réalisée par au minimum 2 personnes indépendantes avec contrôle => pas de décote (intégrée dans la fréquence des événements initiateurs)
(3) Matériel ATEX, interdiction de fumer, permis de feu, protection foudre, arrête-flamme sur les soupapes => pas de décote (intégrée dans la fréquence globale d'allumage)
Explosion dans un digesteur vide ou en cours de vidange
10-4 / an
Rupture de la tuyauterie de sortie des boues
Explosion dans le digesteur vide
Effets de supression
Entrée d'air dans le digesteur
Travaux par points chauds
Foudre
Cigarette
Matériel électrique
Présence d'une source d'inflammation - allumage d'une
atmosphère explosible
Electricité statique
Formation d'une ATEX
Erreur humaine lors de la vidange décennale
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I.1.3. Evaluation de la gravité du PhD1b : Explosion d’un digesteur vide
Phénomène dangereux
majeur - Intitulé
Nombre de personnes impactées
Gravité
SEI SPEL SELS
PhDD1b – Explosion d’un
digesteur vide
Chemin de Malintrat sur une
longueur de 50 m environ :
0,4 personne permanente par
km exposé par tranche de 100
véhicules/jour (conformément à
la circulaire du 10 mai 2010)
Le trafic sur ce chemin n’est pas
connu. Pour obtenir 1 personne
exposée selon la règle ci-
dessus, il faudrait un trafic >
5 000 véhicules/jour. Or le trafic
réel est estimé bien inférieur à
cette valeur.
→ Moins d’1 personne
impactée
- - Modéré
I.1.4. Evaluation de la cinétique du PhD1b : Explosion d’un digesteur vide
La cinétique d’une explosion dans un digesteur vide est à considérer comme rapide.
I.1.5. Identification et caractérisation des Mesures de Maitrises des
Risques (MMR)
La probabilité E et la gravité de niveau modéré de l’explosion d’un digesteur vide repose sur
un ensemble de mesures de sécurité mais qui ne sont pas, à proprement parler, des Mesures
de Maitrise des Risques car elles sont intégrées dans la fréquence des évènements initiateurs.
Pour autant, toutes les mesures de sécurité indiquées sur le nœud papillon, ainsi que toutes
celles qui sont prises sur le site pour prévenir les risques d’incendie et d’explosion feront l’objet
d’un suivi (maintenance) et de tests de façon régulière.
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I.2. Tableau récapitulatif des accidents majeurs
Phénomène dangereux majeur - Intitulé Probabilité Gravité Rapide
PhDD1b – Explosion d’un digesteur vide 10-7/an
Classe E Modéré Rapide
Pour rappel, la gravité « modéré » correspond à moins d’une personne touchée par les effets
irréversibles sur le chemin de Malintrat à l’ouest du site.
I.3. Placement des accidents majeurs potentiels dans la
matrice de criticité
A l’issue de l’analyse détaillée des risques, les phénomènes dangereux majeurs potentiels
(sans tenir compte des MMR sauf passives) sont hiérarchisés selon leur probabilité et gravité,
dans la matrice « de criticité » gravité x probabilité.
Probabilité (sens croissant de E vers A)
Gravité E D C B A
Désastreux
Catastrophique
Important
Sérieux
Modéré
PhD1b –
Explosion d’un
digesteur vide
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J. Conclusion
Un seul phénomène dangereux majeurs – l’explosion d’un digesteur vide – est identifié dans
l’étude de dangers et est positionné dans une case verte de la matrice de criticité.
Le niveau de risque des installations de méthanisation et valorisation du biogaz en
projet sur la STEP des Trois Rivières est donc jugé acceptable.
Pour maintenir ce niveau de risque à ce niveau le plus bas possible, les mesures de sécurité
prévues (voir § D et tableaux d’analyse des risques au § G.2.3.) feront l’objet d’un suivi
(maintenance) et de tests de façon régulière.
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Annexes
J.1. Annexe 1 – Plan d’implantation du site
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J.2. Annexe 2 – Circuit de visite
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