etude de dangers - loire-atlantique

UNITE DE PRODUCTION D’HYDROGENE DE DONGES

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PARTIE 4 : ETUDE DE DANGERS Octobre 2017 Identification : DAE 001

Indice de révision : 3

ETUDE DE DANGERS

DU SITE AIR LIQUIDE HYDROGENE DE DONGES

Unité de production d’hydrogène


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AIR LIQUIDE HYDROGENE prévoit de construire une unité de production d’hydrogène sur un terrain de la

raffinerie de TOTAL Donges. Le site est actuellement constitué en partie de plateformes béton d’anciens

bâtiments et installations, de voiries et de terrains non imperméabilisés. Des activités de stockage et de

nettoyage y sont ponctuellement réalisées.

Ce projet fait l’objet du présent dossier de demande d’autorisation environnementale.

Cette partie présente l’étude de dangers de la demande d’autorisation environnementale.

INFORMATION CONCERNANT LE TRAITEMENT DES INFORMATIO NS SENSIBLES Pour ce dossier, conformément aux orientations gouvernementales et à l’instruction du Gouvernement,

relative à la mise à disposition et aux conditions d’accès des informations potentiellement sensibles pouvant

faciliter la commission d’actes de malveillance dans les installations classées pour la protection de

l’environnement, les informations sensibles font l’objet d’une communication maîtrisée et différenciée,

comme le prévoit la réglementation, notamment les articles L. 311-7 et L. 312-1-2 du code des relations

entre le public et l’administration, R. 123-8 et R. 125-8-3 du code de l’environnement, R. 741-31 du code de

la sécurité intérieure.

D’un point de vue pratique, certaines données sensibles dont la mise à disposition du public n’est pas

souhaitable ont été identifiées par la mention « INFORMATIONS SENSIBLES - NON COMMUNICABLE AU

PUBLIC» ou « INFORMATIONS TRES SENSIBLES – NON COMMUNICABLES AU PUBLIC ». Ces

données seront supprimées du dossier mis à la disposition du public dans le cadre de l’enquête publique.

REDIGE PAR VERIFIE PAR APPROUVE PAR

FONCTION : MRI FONCTION : Responsable

Environnement et Evaluation des

risques Industriels

FONCTION : Responsable

opération zone nord

NOM : Bertin Technologies NOM : Nicolas NGUYEN VAN NOM : Xavier TRAVERSAC

VISA :

VISA : VISA :

Ce document ne peut être reproduit, ni transmis à un tiers sans autorisation préalable


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TABLE DES MATIERES

1. RESUME NON TECHNIQUE 7

1.1 Description et caracterisation de l’environnement 8

1.2 Description des installations et de leur fonctionnement 11

1.3 Potentiels de dangers 11

1.4 Accidentologie 11

1.5 Analyse des risques 12

1.6 CaraCtérisation des phenomenes dangereux 13

1.7 Organisation de la securite 13

2. DEFINITIONS ET ABREVATIONS

2.1 Definitions

2.2 Abrevations

3. INTRODUCTION

4. DESCRIPTION ET CARACTERISATION DE L’ENVIRONNEMENT

4.1 Environnement naturel

4.2 Environnement humain

4.3 Voies de communication

4.4 Environnement industriel

5. POTENTIELS DE DANGERS

5.1 Identification et caracterisation des potentiels de dangers

5.2 Reduction des potentiels de dangers

6. ENSEIGNEMENTS TIRES DU RETOUR D’EXPERIENCE

6.1 Gestion du retour d’experience

6.2 Retour d’expérience

7. ANALYSE DES RISQUES EXTERNES

7.1 Traitement spectifique d’evenements initiateurs specifiques


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7.2 Risques lies a l’environnement naturel

7.3 Risques liés aux voies de communication

7.4 Risques liés à l’Environnement industriel

8. ANALYSE PRELIMINAIRE QUANTITATIVE DES RISQUES INTER NES A

L’INSTALLATION

8.1 Risques et moyens de prevention / protection lies aux produits

8.2 Analyse des risques lies aux procedes

8.3 Analyse des risques lies a la conduite des installations

8.4 Analyse des risques liés aux matériels

8.5 Analyse des risques liés aux utilités

9. ANALYSE QUANTITATIVE DES RISQUES LIES AUX ACTIVITES – information

sensible - Non communicable au public

9.1 Methodes d’analyse des risques retenue

9.2 Analyse de risques générique (ARG)

9.3 Analyse des risques d’accident (ARA)

10. CARACTERISATION ET CLASSEMENT DES DIFFERENTS PHENOM ENES

DANGEREUX ET ACCIDENTS– information sensible - Non communicable au public

10.1 Phenomenes dangereux consideres

10.2 Modelisations des phenomenes dangereux

10.3 Probabilite d’occurrence des phenomenes dangereux et accidents

10.4 Cinetique des phenomenes dangereux

10.5 Gravité des conséquences potentielles des accidents

10.6 Positionnement dans la grille gravite-probabilite

10.7 Impact vis à vis DU PPRT de Donges

10.8 Etude des effets domino

11. ORGANISATION GENERALE DE LA SECURITE DU GROUPE AIR LIQUIDE

11.1 Organisation globale


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11.2 La politique securite du groupe

11.3 Le système de gestion industrielle du groupe Air Liquide (IMS)

12. ORGANISATION DE LA SECURITE DE L’UNITE– information sensible

12.1 Maitrise et surveillance du fonctionnement de l’unite SMR

12.2 Moyens d’intervention de l’unité SMR

12.3 Formation / sensibilisation / capitalisation au niveau de l’unite smr

12.4 Organisation de la maintenance

13. CONCLUSION

14. LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Fiches de données de sécurité- information sensible - Non communicable au

public

Annexe 2 : Analyse BARPI spécifique hydrogène

Annexe 3 : Analyse du risque foudre - information sensible - Non communicable au public

Annexe 4 : Analyse des risques (ARA) - information sensible - Non communicable au public

Annexe 5 : SMP-10-76 Jet Explosion Report - information sensible - Non communicable au

public

Annexe 6 : Cartographies des distances d’effets des scénarios d’accident du SMR -

information sensible - Non communicable au public

Annexe 7 : Effets domino provenant de la raffinerie TOTAL - information sensible - Non

communicable au public

Annexe 8 : PLAN D’IMPLANTATION DETECTEURS FEU ET GA Z - information sensible

- Non communicable au public


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Annexe 9 : Moyens d’intervention de la raffinerie TOTAL - information sensible - Non

communicable au public

1.1. Moyens d’intervention


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1. RESUME NON TECHNIQUE

Dans le cadre du développement de la production de carburants désulfurés de la raffinerie TOTAL

de Donges, unique raffinerie française implantée sur la façade atlantique, TOTAL prévoit

l’implantation d’une unité de désulfuration (HDT VGO) qui permettra d’améliorer la conversion de

la raffinerie et de fabriquer en plus grandes quantités des produits aux spécifications européennes.

Ce projet nécessite un apport important en hydrogène. AIR LIQUIDE a été choisi par TOTAL pour

construire et exploiter une unité de production d’hydrogène sous forme gazeuse située dans la

raffinerie.

AIR LIQUIDE prévoit de construire une unité de production d’hydrogène sur un terrain de la

raffinerie de TOTAL Donges. Le site est actuellement constitué en partie de plateformes béton

d’anciens bâtiments et installations, de voierie et de terrains non imperméabilisés.

Ce projet fait l’objet du présent Dossier de Demande d’Autorisation Environnementale (DDAE).

Cette partie présente l’étude de dangers de la demande d’autorisation environnementale.

L’étude de dangers vise les objectifs suivants :

• identifier les risques que peuvent présenter l'exploitation du site Air Liquide France

Industrie, du fait de son activité ou de son environnement, et exposer les cas d'accidents

éventuels,

• justifier les mesures propres à réduire la probabilité et/ou les effets de ces accidents

potentiels,

• préciser l'organisation des moyens de secours dont le site dispose ou s'est assuré le concours

en vue de combattre les effets d'un éventuel sinistre.


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1.1 DESCRIPTION ET CARACTERISATION DE L’ENVIRONNEMENT

1.1.1 Environnement humain

Le site Air Liquide de DONGES est implanté au sein de la raffinerie TOTAL, située sur la

commune de Donges, dans le département de Loire Atlantique (44). Le site occupe une surface

d’environ 2 500 m².

Les premières habitations de la commune de Donges se situent à environ 600 m de l’emprise du site

au nord-ouest

Le site se situe à 700 m au nord de la Loire et la voie de circulation extérieure à la raffinerie

TOTAL la plus proche se situe à environ 450 m (D100). La voie ferrée traversant actuellement la

raffinerie TOTAL se situe à environ 400 m de l’emplacement prévu pour le site. Le détournement

prévu de cette voie ferrée dans le cadre du projet HORIZON de TOTAL impliquera que cette

distance d’éloignement sera augmentée.

L’environnement humain à proximité directe du site SMR est principalement lié à la présence

du personnel TOTAL au sein de la raffinerie.

1.1.2 Environnement naturel

Les données météorologiques fournies par la station Météo France ont été étudiées dans l’étude de

dangers. Il en ressort les points suivants :

• Température : les températures extrêmes peuvent très rarement descendre en dessous de -

10°C ou monter au-delà de 38°C

• Pluviométrie : les précipitions sont significatives en toute saison et l’intensité maximale de

pluies mesurées sur une période de 24 h est de 61,8 mm.

• Vent : La rose des vents au niveau de la raffinerie TOTAL Donges est présentée ci-

dessous :


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Rose des vents au niveau de la raffinerie TOTAL Donges (2007-2014)

• Neige : Il neige en moyenne 7 jours par an depuis 2005 et au maximum 19 jours en 2005

• Foudre : Le nombre de jours par an pendant lesquels le tonnerre a été entendu au niveau de

la commune de Donges est de 7 (20 pour la moyenne nationale).

• Séisme : le site est classé en zone de sismicité 3 (risque modéré).

Les potentiels d’agression externes sont :

• Inondation : le site se situe à 700 m de la Loire dans une zone de sensibilité de remonté de

nappe. Cependant la côte de référence définie suite à la tempête Xynthia est inférieure au

niveau du site. Par conséquent le risque inondation est considéré comme négligeable

dans l’étude de dangers.

• Séisme : le site est classé en zone de sismicité 3 (risque modéré). Les installations sont

dimensionnées pour résister à ce type d’évènement. Par conséquent le risque séisme est

considéré comme négligeable dans l’étude de dangers.

• Neige et vents : les équipements du site seront construits selon des règles adaptées. Par

conséquent le risque neige et vent est considéré comme négligeable dans l’étude de

dangers.


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• Foudre : Une analyse de risque a été menée et le site sera protégé conformément à la

réglementation. Par conséquent le risque foudre est considéré comme négligeable dans

l’étude de dangers.

1.1.3 Environnement industriel

L’unité d’hydrogène est implantée au sein de la raffinerie TOTAL et les installations peuvent être

impactées par certains phénomènes dangereux qui ont été communiqués par TOTAL pour

l’établissement de l’étude de dangers. Le SMR de Donges s’inscrit dans le cadre du périmètre

PPRT de Donges. Le règlement du PPRT est respecté dans la mesure ou la zone concernée par

l’emplacement est susceptible d’accueillir une activité industrielle destinée à service de ressource

pour le fonctionnement de la raffinerie TOTAL.


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1.2 DESCRIPTION DES INSTALLATIONS ET DE LEUR FONCTIONNE MENT

Voir partie 2 du DDAE (note de description non technique annexée à la partie 2).

1.3 POTENTIELS DE DANGERS

La hiérarchisation des potentiels de dangers est effectuée selon les paramètres suivants :

• la dangerosité du produit mis en œuvre,

• les quantités mises en œuvre qui conditionnent la gravité de l’évènement accidentel par

association avec le danger propre au produit,

• les conditions de mise en œuvre qui influencent les conséquences d’un sinistre (surface en

feu, température, pression, etc.).

L’analyse réalisée a permis d’identifier les potentiels de dangers suivants :

• Le four qui présente un danger d’explosion,

• Les gaz inflammables (hydrogène, méthane) qui présentent un danger de feu et d’explosion,

• Le monoxyde de carbone (produit issu de la combustion du gaz naturel) qui présente un

risque de dispersion toxique

• Les catalyseurs utilisés sous forme solide et qui présentent un danger de pollution.

Pour chacun de ces potentiels de dangers, des mesures permettant de limiter le risque sont mises en

place sur le site selon les bonnes pratiques de la profession et les exigences interne du groupe Air

Liquide en matière de sécurité.

1.4 ACCIDENTOLOGIE

Une analyse de l’accidentologie interne aux installations Air Liquide et externe (installations de

production d’hydrogène) a été menée dans le cadre de l’étude de dangers. Les phénomènes

observés dans ce type d’installation sont des incendies, explosions, chute et projections d’objet,

principalement lié à l’emploi d’hydrogène et de gaz naturel.

Les principales causes identifiées sont les suivantes :

• Matériel inadapté ;

• Défaillance d’équipements ;


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• Défaut de maintenance.

L’ensemble de ces évènements a été pris en compte pour l’analyse des risques menées par Air

Liquide sur les installations du SMR.

1.5 ANALYSE DES RISQUES

La méthodologie retenue pour l’analyse des risques est l’Analyse des Risques d’Accidents (ARA),

méthodologie interne au groupe Air Liquide. L’étude ARA permet, pour une installation en phase

projet, en phase d’exploitation ou lors d’une modification de l’installation, d’identifier :

• les scénarios d'accidents industriels graves relatifs à la sécurité ou à l'environnement ;

• les barrières permettant de supprimer ou réduire les risques d'accidents.

Le couple (gravité, fréquence) de chaque scénario s'inscrit dans une matrice de criticité. Cette

matrice permet d'identifier si le risque est faible et à défaut les actions à entreprendre pour le

réduire.

Les scénarios d’accidents identifiés dans le cadre de l’analyse de risques sont des pertes de

confinement susceptible d’engendrer la dispersion de gaz inflammable et/ou toxique et

l’inflammation des rejets susceptibles de générer des feux. Les effets potentiels sur les personnes

sont des effets de surpressions, des effets thermiques et des effets toxiques.

A l’issu de cette phase d’analyse de risques, Air Liquide a sélectionné l’ensemble des phénomènes

dangereux devant faire l’objet d’une quantification précise pour vérifier l’impact sur

l’environnement extérieur.


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1.6 CARACTERISATION DES PHENOMENES DANGEREUX

La hiérarchisation des potentiels de dangers est effectuée selon les paramètres suivants :

• la dangerosité du produit mis en œuvre,

• les quantités mises en œuvre qui conditionnent la gravité de l’évènement accidentel par

association avec le danger propre au produit,

• les conditions de mise en œuvre qui influencent les conséquences d’un sinistre (surface en

feu, température, pression, etc.).

Les scénarios d’accident identifiés dans l’analyse de risque ont fait l’objet de modélisations de

l’intensité des effets des phénomènes dangereux correspondants.

L’estimation de la gravité des conséquences des accidents a été réalisée en tenant compte de la

vulnérabilité des personnes potentiellement exposées à ces effets (conformément à l’échelle

d’appréciation de la gravité des conséquences humaines d’un accident défini par l’arrêté ministériel

du 29 septembre 2005).

La modélisation de l’intensité des effets des phénomènes dangereux considérés suite à l’analyse des

risques a mis en évidence que plusieurs phénomènes dangereux peuvent générer des effets sur la vie

humaine au sein des limites du site de la raffinerie TOTAL. Cependant aucun phénomène n’est

susceptible d’engendrer des effets à l’extérieur de la raffinerie TOTAL.

La mise en place de procédure commune entre Air Liquide et TOTAL en cas d’incident sur le site,

l’organisation d’exercice régulier et la mise en commun des éléments constitutifs des POI de

chaque entreprise permet de ne pas comptabiliser le personnel TOTAL dans la gravité des

phénomènes dangereux. Par conséquent aucun accident majeur ne fait l’objet d’un positionnement

dans la matrice de criticité du risque issue de la circulaire du 10 mai 2010. Le risque sur

l’installation SMR est donc considéré comme étant acceptable au sens de la réglementation.

1.7 ORGANISATION DE LA SECURITE

L’unité d’hydrogène est située au sein du site de la raffinerie TOTAL de Donges ; par conséquent,

les procédures de sécurité émanant du service intervention de la raffinerie sont directement

applicables au SMR.


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L’appareil de production d’hydrogène est en grande partie automatisé. Un système contrôle et de

commande (SNCC) assure en permanence la régulation du fonctionnement de l’unité et détecte

toute anomalie de fonctionnement. En parallèle, l’automate de sécurité commande les fonctions de

mise en sécurité des installations.

Le personnel de son côté procède aux réglages de l’installation, à l’amélioration de la sécurité, de la

fiabilité et de la qualité.

En cas d’arrêt d’urgence du SMR, la mise en sécurité de l’installation est automatique. L’arrêt

d’urgence consiste à isoler les différentes sections de l’unité, ainsi que l’arrivée de gaz naturel et

l’export d’hydrogène.

L’unité d’hydrogène est exploitée en astreinte depuis le site de Montoir de Bretagne situé à 6 km.

L’organisation est basée sur 4 équipes d’astreinte. Chaque équipe est composée de deux personnes

et se charge des missions de l’astreinte une semaine sur quatre. Le personnel d’astreinte effectue

une ronde régulière.

En cas d’alarme, le personnel d’astreinte est appelé, et peut se rendre sur site dans un délai

comparable aux délais d’intervention de l’ensemble des sites Air Liquide en Astreinte. En cas de

détection de fuite (détection gaz) et de feu, si la situation l’exige, l’arrêt d’urgence (et donc la mise

en sécurité immédiate de l’unité) peut être assuré par du personnel présent en permanence sur le site

(pompiers de la raffinerie TOTAL).

Pour se prémunir des différents dangers, le site a mis en place :

• Des fiches réflexes ainsi que des procédures et modes opératoires de mise en sécurité des

installations permettant en premier lieu de diminuer ces risques à des niveaux très faibles,

• Des moyens de détection,

• Des moyens de protection.

1.7.1 Moyens de détection et d’alerte de l’unité SMR

Afin de limiter les risques thermiques et de surpression, l’unité est équipée de moyens de détection

feux et gaz associés à des alarmes automatiques reportées sur les stations et permettant d’émettre

des alertes en cas d’alarme haute.


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Tout ceci dans le cadre du Plan d’Opération Interne, précisant les actions à mener en cas d’incident

et qui sera établi et harmonisé avec celui de TOTAL.

Pour les opérations de démarrage de l’unité, une organisation particulière est mise en place, avec

présence permanente des équipes des techniciens d’opération se relayant sur site durant les phases

critiques.

1.7.2 Moyens d’intervention notamment de lutte incendie

Air Liquide bénéficie des moyens de la raffinerie qui présente déjà des risques similaires voir

supérieurs aux installations du SMR. Les moyens de la raffinerie (matériel et humain) seront donc

largement dimensionnés vis-à-vis des risques identifiés dans l’étude de dangers (risque hydrogène /

toxicité / incendie).

D’autre part, le personnel Air Liquide participe aux sessions d’entraînement « exercices feu »

organisées par la raffinerie.

Une convention d’assistance mutuelle sera mise en place.

6 bornes incendies sont prévus autour du site Air Liquide.

Des extincteurs sont prévus conformément à la réglementation.

1.7.3 Moyens humains de l’unité SMR

Un planning d’astreinte unité de Donges sera mis en place.

1.7.4 Modes opératoires et consignes

Les modes opératoires et consignes prennent en compte le fonctionnement normal, mais aussi les

alarmes et sécurités, les phases de démarrage et d’arrêt des installations. Des procédures et des

fiches réflexes sont également établies pour décrire les organisations permettant d’assurer la

sécurité des hommes et des opérations, ainsi que pour la manipulation des matières dangereuses ou

pour les mesures de sécurité à prendre en cas d’accident. L’ensemble de ces documents est géré

dans le système documentaire.

Ces documents font l’objet d’une mise à jour périodique.


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1.7.5 Formation incendie

Le personnel est formé à l’utilisation des moyens de lutte contre l’incendie. Le programme de

formation prévoit notamment la participation à des exercices d’entraînement sur feux réels.

1.7.6 Déploiement de la sécurité dans l’unité SMR

Le responsable de site est responsable de la sécurité de l’établissement. Il s’assure de l’exploitation

des installations dans le respect des règles de sécurité par l’ensemble de son personnel et avec l’aide

des services supports ALFI.

1.7.7 Formations techniques axées sur la sécurité

Le personnel qui sera amené à travailler sur l'unité recevra une formation conforme aux processus

en vigueur chez Air Liquide France Industrie suivant 5 catégories :

• Formation d’accueil – formation initiale de tout collaborateur ALFI LI, pour le personnel

qui serait nouvellement embauché

• Procédures/Système – le personnel devant être formé aux procédures et standards d'ALFI

LI et à la réglementation.

• Connaissances générales – le personnel devant acquérir les connaissances générales dont il

a besoin pour comprendre les standards et les procédures relatives à sa fonction et/ou ses

tâches.

• Formation à l'emploi – le personnel d'ALFI LI devant être formé aux procédures, à la

technologie, aux dangers liés aux procédés et aux risques professionnels relatifs à leur

fonction et/ou leurs tâches spécifiques.

• Formation en situation – toute personne engagée dans une activité industrielle

opérationnelle (maintenance, exploitation, canalisation, service.) devant être formée à

l’exécution de sa fonction et/ou ses tâches dans les conditions réelles en situation.

En particulier sera mis en place un plan de formation théorique et pratique de la personne à former

qui lui permettra d’atteindre le niveau requis à la prise effective de son poste dans un délai défini.

Les attendus des formations seront précisés dans ce plan. Cette formation sera réalisée sous forme

de compagnonnage par des personnes expérimentées du site ou d'un site équivalent et possédant des


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qualités de formateurs. Le plan sera établi en fonction des connaissances théoriques et pratiques à

acquérir et s’appuiera sur :

• le guide de formation ALFI LI

• la matrice des compétences

• les procédures opératoires propres au site,

• les modules de formation mis à disposition par le service formation,

• les modules de formation adaptés au site (incluant ceux qui seront demandés par

TOTAL pour travailler dans la plateforme)

La formation sera donc adaptée à la personne suivant qu'elle travaille déjà dans l'usine de Montoir

ou pas, et suivant son expérience et ses acquis sur l'exploitation d'un SMR.

1.7.8 Sensibilisation du personnel

La sensibilisation du personnel à la sécurité passe également par :

• l’affichage de l’engagement de la Direction (« Objectif zéro accident ») ;

• l’affichage du nombre de jours sans arrêt de l’unité ;

• la diffusion mensuelle du « Flash Sécurité ALFI », réalisé par la DSIQ, moyen privilégié de

diffusion de l’information, relatant et analysant les incidents et accidents du groupe.

1.7.9 Réunions de site

Ces réunions périodiques réunissent le personnel Air Liquide sur le site de Montoir.

Leur but est de :

• Faire le point sur les anomalies détectées ;

• Communiquer les informations sécurité du site ;

• Communiquer les informations sécurité provenant de la filiale ALFI (un sujet par mois) ;

• Analyser le « flash sécurité ALFI » ;

• Effectuer des rappels concernant les consignes de sécurité en fonction des travaux à

effectuer le mois suivant.


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1.7.10 Étude des accidents et presqu’accidents

Si un accident ou presqu’accident se produit, toutes ses circonstances (ce qui s’est passé avant,

pendant, après) doivent être notées dans le compte rendu d’accident, qui doit être fait

immédiatement après l’accident, et sur les lieux où il s’est produit.

Ensuite, il doit être étudié en groupe (accidenté, responsable direct, témoins, animateur sécurité...),

afin d’identifier toutes les causes en utilisant la méthode de l’arbre des causes.

Les comptes-rendus et mesures de prévention sont communiqués à la DSIQ et capitalisées pour les

autres entités concernées.

1.7.11 Entretien des moyens d’incendie et de secours propres à l’unité

Tous les extincteurs et douches portables sont vérifiés 1 fois par an. Toutes les vérifications sont

consignées dans le « registre incendie » qui se trouve en salle technique.

Les moyens de détection à savoir les détecteurs gaz et les détecteurs de flamme sont vérifiés

plusieurs fois par an selon les règles fournisseurs.

1.7.12 Plan de maintenance du site

Le plan de maintenance du site est décliné en les fiches de maintenance préventives (fiches MP)

gérées dans par informatique. Les fiches MP génèrent des Bons de travaux (BT) à des fréquences

définies par les bonnes pratiques constructeurs ou internes Air Liquide afin de réaliser la

maintenance préventive optimale sur les différents équipements.

Les opérations de maintenance sont aussi tracées dans le logiciel.

La maintenance aussi bien courante, préventive ou curative, est gérée par l’équipe Air Liquide en

charge du SMR.

Par ailleurs, lors des arrêts programmés de l’unité de production d’hydrogène, des sociétés

spécialisées sont chargées :

• De la vérification de tous les organes de sécurité du site ;

• du contrôle sécurité de certaines parties de l’installation ;

• des étalonnages ;

• des contrôles de vibrations ;


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• des nettoyages ;

• des réparations ;

• de la maintenance préventive des vannes

• des vidanges éventuellement nécessaires sur les réacteurs catalytiques.

1.7.13 Arrêts programmés

Les arrêts de maintenance programmée sont planifiés en fonction des contraintes réglementaires

(équipements sous pression) et de celles imposées par le client. Ces 2 contraintes sont prises en

compte pour planifier les arrêts de manière optimale.

1.7.14 Contrôle des équipements sous-pression

Les Equipements Sous Pression (ESP) présents sur le SMR sont de 3 types : récipients de gaz,

générateurs de vapeurs (échangeurs produisant de la vapeur) et tuyauteries de gaz ou vapeur. Leur

contrôle est réalisé conformément à la réglementation des ESP et aux périodicités définies dans les

plans d’inspection établis par le Service Inspection Reconnu. Les inspections sont réalisées par le

Service Inspection Reconnu ou les Organismes Habilités pour les requalifications, principalement

lors des grands arrêts.

Les contrôles et inspections réalisés lors des arrêts font l’objet systématiquement d’un bilan

présenté à la DREAL. Ces bilans viennent alimenter le retour d’expérience mondial sur toutes les

unités SMR exploitées par Air Liquide.


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2. DEFINITIONS ET ABREVATIONS

2.1 DEFINITIONS

Accident Industriel

Evénement tel qu'une émission, un incendie ou une explosion résultant de développements incontrôlés survenus en cours d'exploitation, entrainant pour la santé humaine ou pour l'environnement, à l'intérieur ou à l'extérieur de l'établissement, un danger, immédiat ou différé

Barrière de sécurité

1/ Tout dispositif instrumental mécanique ou procédural, permettant de prévenir ou de réduire la probabilité d'occurrence d’un événement redouté ou d’en limiter les conséquences.

2/ Une barrière de sécurité de prévention permet de prévenir ou de limiter l'occurrence de l'événement redouté. Une barrière de sécurité de protection permet de diminuer les conséquences de l'événement redouté.

Danger La propriété intrinsèque d'une substance dangereuse ou d'une situation physique de pouvoir provoquer des dommages pour la santé humaine et/ou l'environnement

Evaluation du risque L’identification exhaustive et la quantification d’un risque quant à sa gravité et sa probabilité

Evénement redouté Evénement central tel qu'une perte de confinement de produit, une perte de l'intégrité d'une installation, ou une rupture d'équipement, qui caractérise un scénario d'accident industriel.

Gravité Mesure de l’impact d’un événement et de ses conséquences potentielles

Matrice de criticité Matrice permettant d’évaluer le niveau d'un risque en termes de gravité et de probabilité

Probabilité La probabilité d'un évènement est la mesure de la chance que cet évènement se produise. La fréquence est l'expression du nombre d'apparition d'un évènement pendant un temps donné.

Risque d’occurrence Mesure d’un danger associant la gravité et la fréquence. (On parle aussi de criticité du risque pour cette combinaison)


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Syngas Gaz de synthèse

Offgas Gaz résiduaire

2.2 ABREVATIONS

ALFI-LI Air Liquide France Industrie – Large Industry

AMDEC Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité

ARA Analyse des Risques d’Accident

ARG Analyse de Risque Générique

BP Basse Pression

DN Diamètre Nominal

DSIQ Direction Sécurité Industrielle et Qualité

EIGA European Industrial Gases Association

EIS Elément Important pour la Sécurité

ERC Evénement Redouté Central

FDS Fiche de Données de Sécurité

HAZOP HAZard and OPerability studies

HP Haute Pression

IGC International Gas Committee

LIE Limite Inférieure d'Explosivité

LSE Limite Supérieure d'Explosivité

MTES Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire

MMR Mesure de Maîtrise des Risques

MTTR Temps moyen de réparation (Mean Time To Repair)


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PFD Probabilités de défaillance à la sollicitation (Probability of Failure on Demand)

PhD Phénomène Dangereux

POI Plan d'Opérations Interne

PPI Plan Particulier d’Intervention

PSA Pressure Swing Adsorption

PSV Pressure Safety Valve

SEI Seuils des Effets Irréversibles

SEL Seuils des Effets Létaux

SELS Seuils des Effets Létaux Significatifs

SGS Système de Gestion de la Sécurité

SIS (Direction)

Safety and Industrial System Department / Direction Sécurité et Système Industriel

SMR Steam Methane Reformer (Reformage de méthane à la vapeur)

SNCC Système Numérique de Contrôle Commande

TGBT Tableau Général Basse Tension

UIC Union des Industries Chimiques

VCE Vapor Cloud Explosion

VME Valeur Moyenne d’Exposition


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3. INTRODUCTION

La description de l’unité de production d’hydrogène de DONGES est présentée dans la partie 2 du

présent Dossier de Demande d’Autorisation Environnementale.

L'étude de dangers vise les objectifs suivants :

• identifier les risques que peuvent présenter l'exploitation du site Air Liquide France

Industrie, du fait de son activité ou de son environnement, et exposer les cas d'accidents

éventuels,

• justifier les mesures propres à réduire la probabilité et/ou les effets de ces accidents

potentiels,

• préciser l'organisation des moyens de secours dont le site dispose ou s'est assuré le concours

en vue de combattre les effets d'un éventuel sinistre.

Cette étude est en accord :

• avec le décret n° 2017-81 du 26 janvier 2017 relatif à l'autorisation environnementale

(abrogeant les articles R.512-6 à R.512-9 du livre V de la partie réglementaire du code de

l'environnement) ;

• avec la circulaire du 10 mai 2010 sur la méthodologie des études de dangers


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4. DESCRIPTION ET CARACTERISATION DE L’ENVIRONNEMENT

4.1 ENVIRONNEMENT NATUREL

Les données météorologiques décrites ci-après sont fournies par la station Météo France, située à

Montoir-de-Bretagne à environ 5 km de la localisation du SMR, représentative de la zone d’étude.

Les valeurs sont basées sur une observation de l’historique météorologique de 1981 à 2010.

Le département de Loire-Atlantique est soumis à un climat tempéré océanique. L’influence

maritime, évidente près du littoral, se fait aussi bien ressentir dans l’intérieur des terres.

4.1.1 Températures

Les températures peuvent être qualifiées de relativement clémentes avec des amplitudes

saisonnières assez faibles. La température moyenne annuelle est de 12,4°C, janvier étant le mois le

plus froid (6,3°C de moyenne) et juillet/août étant les mois les plus chauds (plus de 19°C de

moyenne).

Des gelées sous abri peuvent se produire dès le début du mois d'octobre ; elles se terminent au plus

tard au mois de mai. En moyenne, 32 jours de gelées sous abri sont observés par an à la station

météorologique de Montoir-de-Bretagne.

Les températures extrêmes peuvent très rarement descendre en dessous de -10°C (0,3 jours en

moyenne observés à Montoir-de-Bretagne depuis 1981) ou bien dépasser +30°C (8,5 jours en

moyenne à Montoir-de-Bretagne depuis 1981).

Le minimum absolu est de -13,8 °C (01/1985) et le maximum absolu est de 38,7 °C (08/2003).

4.1.2 Pluviométrie

Les précipitations sont significatives en toute saison, bien que plus prononcées (en quantité et

durée) en automne et en hiver. Le cumul annuel moyen se situe à 774,4 mm par an sur la période

1981-2010 à Montoir-de-Bretagne.

Les données suivantes ont également été relevées sur la même période :

• Nombre moyen de jours où il y a eu plus de 1 mm de précipitations : 113,4/an,


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• Nombre moyen de jours où il y a eu plus de 10 mm de précipitations : 23/an,

• Intensité maximale des pluies mesurée sur une période de 24h : 61,8 mm en novembre 2010.

4.1.3 Vent

La rose des vents représente les statistiques de direction et de vitesses des vents sur une période

donnée. L’orientation et les données associées (fréquence et vitesse) définissent l’origine du vent.

Ainsi, il peut être constaté que les vents dominants, toute vitesse confondue, sont orientés selon

l’axe Est-Ouest avec des vents plus forts venant de l’Atlantique à l’Ouest. Les périodes de vent

faible (entre 1,5 et 4,5 m/s) représentent 75,4 % du temps, les périodes de vent modérés (entre 4,5 et

8 m/s) représentent 29,6 % du temps. Les vents les plus intenses (supérieurs à 8 m/s) représentent

8,1 % du temps.

Les vents de secteur ouest sont plus fréquents et sont associés aux perturbations venues de

l’Atlantique dont l’activité fluctue au rythme des saisons.

Les vents de secteur est sont associés l’hiver aux froids secs, l’été au temps chaud et stable.

Figure 1 : Rose des vents au niveau de la raffinerie TOTAL Donges (2007-2014)


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4.1.4 Neige

Les données météorologiques suivantes sont issues de la station météorologique de Montoir de

Bretagne (statistiques de Météo France sur la période 1981 – 2010).

Il neige en moyenne 7 jours par an depuis 2005 et au maximum 19 jours en 2005.

4.1.5 Foudre

Le Niveau Kéraunique (Nk) désigne la sévérité orageuse d’une région donnée. C’est le nombre de

jours par an pendant lesquels le tonnerre a été entendu. Sur la commune de Donges, ce nombre

s’élève à 7, à comparer à la moyenne française qui est de 20. La commune de Donges occupe la 34

210ème place sur 37 759 dans le classement des communes françaises.

La meilleure représentation de l’activité orageuse est la densité de foudroiement (Df) qui est le

nombre d’impacts de foudre au sol par km² et par an. En France, la densité de foudroiement

moyenne est de 1,20, alors qu’elle ne s’élève qu’à 0,21 pour la commune de Donges, la plaçant de

ce fait parmi les communes les moins foudroyées de France (36 833ème sur 37 759).

4.1.6 Séismes

Depuis le 22 octobre 2010, la France dispose d’un nouveau zonage sismique divisant le territoire

national en cinq zones de sismicité croissante en fonction de la probabilité d’occurrence des séismes

(articles R563-1 à R563-8 du Code de l’Environnement modifiés par les décrets n° 2010-1254 du

22 octobre 2010 et n° 2010-1255 du 22 octobre 2010, ainsi que par l’Arrêté du 22 octobre 2010) :

• Une zone de sismicité 1 où il n'y a pas de prescription parasismique particulière pour les

bâtiments à risque normal (l'aléa sismique associé à cette zone est qualifié de très faible),

• Quatre zones de sismicité 2 à 5, où les règles de construction parasismique sont applicables

aux nouveaux bâtiments, et aux bâtiments anciens dans des conditions particulières.

La nouvelle carte d’aléa sismique pour la France métropolitaine et les DOM TOM est la suivante, et

est entrée en vigueur le 01/05/2011.


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Figure 2 : Carte d’aléas sismique de France

La raffinerie de Donges sur laquelle sera implantée l’unité SMR d’Air liquide est située en aléa

zone 3 dite de sismicité "modérée".

TOTAL

DONGES


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4.2 ENVIRONNEMENT HUMAIN

4.2.1 Population

Les premières habitations de la commune de Donges se situent à environ 800 m de l’emprise du

futur site Air Liquide.

Les populations des communes dans le rayon d’affichage sont les suivantes :

Commune Nombre d’habitants

Donges 7 547

Montoir-de-Bretagne 7 037

Corsept 2 707

Paimboeuf 3 254

Tableau 1 : Population des communes environnantes a u 1er janvier 2014 (source : INSEE)

4.2.2 Etablissements recevant du public (ERP)

La liste des ERP situés dans un rayon d’affichage de 3 km autour de l’unité projetée est fournie ci-

dessous sur la base des informations communiquées par TOTAL :

Nom de l'ERP Adresse Type d'établissement Catégorie Effectif DONGES

Salle polyvalente mairie Place Armand Morvan Mairie et salle polyvalente 3 510

La poste Place de la gare Bureau de poste 5 18

Camping municipal les

Tainieres Rue Henri Becquerel - -

Crèche bout d'chou 34 rue des écoles Halte-garderie et micro crèche 5 50

Intermarché Rue du stade Magasin Intermarché 3 684

Hôtel l'amiral

1 avenue du vice-amiral

Halgan Hôtel bar de l'amiral 5 76

Carrefour express 29 avenue de la paix

Magasin carrefour express (ex-

huit à huit) 5 139

Hotel resto. Café de la paíx 60 avenue de la paix Hôtel restaurant la paix 5 93

Collège Arthur Rimbaud 6 avenue des herlains Collège Arthur Rimbaud 3 334

Ecole prim. St Joseph 50 rue des écoles Ecole privée Saint Joseph 4 195

Ecole elem. Aime Césaire 1 rue de la souchais Ecole Aimé Césaire 3 313


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Nom de l'ERP Adresse Type d'établissement Catégorie Effectif Ecole mat. Danielle

Casanova 1 rue de la souchais

Nouvelle école maternelle

Danielle Casanova 3 325

Restaurant scolaire Rue de la souchais Restaurant scolaire 5 186

Club 3eme Age d'or 36 avenue des herlains Foyer accueil personnes âgées 5 -

Espace jeunes Rue Louis Pasteur Maison des jeunes 5 -

Mairie Rue René Laennec Mairie et salle polyvalente 3 510

Salle les guifettes Rue Léo Lagrange Salle des guifettes 1 1770

Salle du petit marais Rue Léo Lagrange Salle du petit marais 5 135

Cinéma espace

renaissance 5 rue Évariste Boulay-Paty Cinéma espace renaissance 3 386

Salle Bouillot

Chemin des marais de

bernasseau Salle Bouillot 4 236

Médiathèque Jules Verne 13 rue René Laennec Médiathèque 5 103

Maison des associations 2 rue Évariste Boulay-Paty Maison des associations 5 75

Hôpital resid le clos fleuri Rue des castors Résidence du clos fleuri 4 205

Piscine espace Neptune 4 rue de la sencie

Piscine municipale « espace

Neptune » 3 478

Boulodrome Rue du stade Boulodrome couvert 5

Halle des sports Rue Léo Lagrange Les salles omnisports 2 786

Stade municipal Jean

Pauchard 2 rue du stade Stade municipal Jean Pauchard 5 -

PAIMBOEUF

Camping municipal Chemin de l'estuaire - -

Tableau 2 : Etablissements Recevant du Public

4.3 VOIES DE COMMUNICATION

4.3.1 Voies de communication internes

L’accès sur le site se fera par les entrées et voies internes existantes de la raffinerie Total.

L'accès et la circulation sur la raffinerie est réglementée (plan de circulation, application du code de

la route et accès via poste de garde) et limitée à 30 km/h. Des équipements de protection protègent

les racks ainsi que les équipements en bords de route (gabarit, panneaux de signalisation, glissières

de protection aux points sensibles, etc.).


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4.3.2 Voies de communication externes

Les voies de circulation les plus proches de la raffinerie TOTAL sont données dans le tableau

suivant :

Voie de circulation Type Direction

Avenue de la Gare Route départementale Ouest

RD4/RD100 Route départementale Nord

RN171 Route Nationale Nord

Loire Voie fluviale Sud

Ligne Paris - Le Croisic

Voie ferrée Sud

Tableau 3 : Recensement des voies de circulation

L’élément le plus sensible est la voie ferrée qui traverse la raffinerie et se situe à environ 400 m de

l’emplacement prévu pour le SMR. Le trafic est de 72 trains par jour (données transmises par

TOTAL et fournies par SNCF Réseaux pour le dossier DUP contournement ferroviaire).

Concernant les voies routières, à l’exception de la route nationale N171, située à environ 2 km au

Nord, toutes les voies longent la raffinerie TOTAL. La D100 se situe à 450 m environ de la

future unité SMR.

La raffinerie de Donges au sein de laquelle la future unité Air Liquide sera implantée est entourée

par la D4 (axe Nord-Sud) et D100 (axe Est-Ouest).

Le trafic de la route département 100 est de 3400 véhicules/jour (source DDTM 44 datant de 2012).

4.3.3 Voies de circulation aérienne

L'aéroport le plus proche de la raffinerie est celui de Saint-Nazaire – Gron, situé à 4 km de la future

unité SMR. A noter que l’unité SMR sera à l’extérieur du couloir d’envol.

Le risque de chute d'avions sur l'usine est pratiquement inexistant.

D’après la Protection Civile, les risques les plus importants lors d’un vol d’aéronefs se trouvent lors

des phases d’atterrissage et de décollage. La zone admise comme étant la plus exposée est celle qui

se trouve à l’intérieur d’un rectangle définit par :

• une distance de 3 km de part et d’autre de l’axe de la piste,


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• une distance de 1 km de part et d’autre d’un axe perpendiculaire à la piste.

La probabilité d’occurrence d’une chute d’avion à l’extérieur de cette zone est considérée comme

très faible.

Ainsi, la probabilité d’occurrence d’une chute d’avion sur le futur site d’ALFI de Donges situé à

environ 4 km du plus proche aéroport est très faible.

Le risque de chute d’aéronef n’est donc pas à prendre en considération, conformément à l’annexe II

de l’arrêté du 26 mai 2014.

4.3.4 Voies de transport maritime

La future unité de production d’hydrogène se trouve à environ 700 m au Nord de la Loire, qui

s’écoule de l’Est vers l’Ouest au Sud de la raffinerie.

Des comptages réalisés par le Grand Port Maritime de Nantes Saint Nazaire font état d’un trafic

fluvial sur la Loire d’environ 579 navires en 2016 (navires de commerce, sabliers, paquebots de

croisière) et 200 barges aéronautiques ou transportant du charbon.

4.4 ENVIRONNEMENT INDUSTRIEL

Les activités industrielles voisines de l’unité de production d’hydrogène sont les suivantes :

Etablissements Activités Distance minimale et

orientation par rapport au site

Raffinerie TOTAL Donges

Raffinage de pétrole brut L’atelier SMR y sera implanté

ANTARGAZ Centre emplisseur de GPL

Le centre jouxte la raffinerie TOTAL à l’Est et est situé à environ 500 m de l’atelier SMR

SFDM Stockage de liquides inflammables

Situé à plus d’1 km de l’atelier SMR

SFDM Oléoduc DMM et Vern sur Seiche

Tableau 4 : Activités industrielles voisines de l’unité d’hydrogène


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Une cinquantaine de petites et moyennes entreprises (chaudronnerie, tuyauterie, mécanique,

électricité, transports, nettoyage industriel) sont regroupées sur trois zones d'activités industrielles

de la commune de Donges :

• Zone industrielle de « Jouy » située à environ 500 m du futur SMR ;

• Zone industrielle de « Bonne Nouvelle » située à plus d’1km du futur SMR ;

• Zone industrielle de Faux.

Le terrain d’implantation de la future unité SMR, situé au cœur de la raffinerie, est situé en zone

grise. Ce projet est cohérent avec l'article II.XIII.2.2 du règlement du PPRT (annexé à l’arrêté

d’approbation du 21 février 2014) autorise les d'installations strictement en lien avec les activités de

ces entreprises SEVESO sous réserve que lesdits projets n'accueillent que le personnel strictement

nécessaire et ce dans le respect de la législation relative aux ICPE.


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5. POTENTIELS DE DANGERS

5.1 IDENTIFICATION ET CARACTERISATION DES POTENTIELS DE DANGERS

Les potentiels de danger sont caractérisés par le couple :

• Quantité de produit,

• Dangerosité du produit.

La méthode utilisée par l’INERIS pour l’identification des potentiels de danger consiste à recenser

puis à cartographier les zones du site présentant un danger potentiel de par leur nature. Ces zones

sont déterminées indépendamment de la source du danger (activité du site, origine naturelle,

défaillance technique, …).

5.2 REDUCTION DES POTENTIELS DE DANGERS

Conformément aux règles méthodologiques applicables pour l’élaboration des études de dangers de

la circulaire du 10 mai 2010, la réduction des potentiels de danger peut être obtenue par :

• Suppression ou substitution des produits et procédés dangereux par d’autres présentant un

risque moindre ;

• Réduction des quantités de matières en cause présentes dans les installations.

5.2.1 Surpression et/ou substitution des procédés dangereux

Plusieurs solutions permettent de produire de l’hydrogène et de la vapeur. La technologie SMR

choisie par Air Liquide est la plus appropriée aux besoins en hydrogène de la raffinerie TOTAL. Ce

choix s’est également fait en considérant les aspects sécuritaires, environnementaux et

économiques.


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A. Technologies de production d’hydrogène

Le réformage à la vapeur est une technologie apparue au début du 20ème siècle, d'abord pour la

production d'ammoniac, puis en 1931 pour la première fois pour la production d'hydrogène à Bâton

Rouge chez ESSO.

Cette technologie n'a cessé de s'améliorer depuis tant en efficacité réactionnelle qu'en efficacité

énergétique, au point qu'aujourd'hui environ la moitié de l'hydrogène produit dans le monde l'est

avec ce procédé.

Air Liquide exploite des unités de ce type depuis la fin des années 1990, avec donc un retour

d'expérience propre sur cette technologie d'une trentaine d'années.

Le tableau ci-dessous présente les différentes solutions envisageables pour produire de l’hydrogène

:

TECHNOLOGIE DETAILS PRODUCTION

SMR

Steam Methane Reforming ou reformage du méthane à la

vapeur

Procédé catalytique consistant en une unité de désulfurisation et en un four de reformage à la vapeur

De moins de 1 000 à 130 000 Nm3/h d’hydrogène

POX

Partial Oxydation process ou procédés d’oxydation partielle

Procédé non catalytique consistant en des réactions d’oxydations (nécessite de

l’oxygène et produit un gaz de synthèse plus riche en CO).

10 000 à plus de 100 000 Nm3/h d’hydrogène

ATR

Auto Thermal Reforming ou reformage auto-thermique

Procédé utilisant à la fois l’oxydation et les réactions de

reformage

> 100 000 Nm3/h d’hydrogène

Reformage du méthanol Procédé catalytique consistant à

réformer le méthanol De 100 à 1 000 Nm3/h

d’hydrogène

Electrolyse de l’eau

Procédé électrolytique consistant à décomposer l'eau en oxygène et hydrogène à l'aide d'un courant

électrique

< 1 000 Nm3/h d’hydrogène

Tableau 5 : Technologies de production d’hydrogène


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� Considérations sécuritaires

De nombreuses installations analogues à celle du SMR prévu sur DONGES existent tant au niveau

du réacteur de reformage que du PSA. Le vapo-réformage du gaz naturel est le procédé le mieux

maîtrisé. Ce procédé fournit d’ailleurs l’essentiel du marché d’hydrogène.

Le groupe Air Liquide exploite 58 unités de production d’hydrogène et/ou monoxyde de carbone à

travers le monde.

Le procédé d’électrolyse présente des considérations sécuritaires équivalentes de par la présence

d’hydrogène, une réduction des problématiques liées à la toxicité par absence du CO mais

compensées par la présence de produits chimiques d’électrolyte.

� Considérations environnementales : émissions de CO2

Selon les informations du document EIGA Doc122/11/E « Environmental impacts of hydrogen

plants », les émissions de CO2 des trois technologies les plus courantes de production d’hydrogène

sont les suivantes :

• Reformage du méthane à la vapeur : 0,8 kg CO2 par Nm3 de H2 produit,

• Reformage du méthanol : 1,2 kg CO2 par Nm3 de H2 produit,

• Electrolyse de l’eau : 2,6 kg CO2 par Nm3 de H2 produit1,

• POx : émission de CO2 environ 2 fois supérieure au réformage du méthane à la vapeur

La technologie SMR est celle qui émet globalement le moins de CO2 par Nm3 d’hydrogène produit.

Cela est également indiqué dans le livre intitulé « Hydrogen Fuel : Production, Transport, and

Storage » de l’auteur Ram B. GUPTA.

� Considération économique

Le procédé d’électrolyse représente un investissement environ 2 fois plus important, une

consommation énergétique environ 3 fois supérieure et une consommation d’eau environ 2 fois

supérieure.

Le POx représente un investissement un peu plus important que le procédé de reformage, avec une

consommation énergétique spécifique renforcée par le coût de production de l’oxygène.

Le procédé de reformage au méthanol représente un investissement légèrement moins important

que le reformage du méthane mais un coût énergétique supérieur de par la production de méthanol.

1 CO2 produit en amont, par la génération d’électricité nécessaire à l’électrolyse.


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� Conclusion

Etant donnés les besoins en hydrogène de la raffinerie TOTAL et l’absence de besoin en

monoxyde de carbone, la technologie de reformage du méthane à la vapeur (SMR) est la plus

appropriée. Le procédé d’électrolyse est plus coûteux, émet plus de CO2 si l’électricité est

obtenue à partir d’énergie fossile, et ne présente pas de garantie plus importante en terme de

sécurité. Le POX présente un investissement un peu plus important, une consommation

énergétique importante et un aspect sécuritaire renforcé par la présence d’oxygène. Enfin le

procédé de reformage du méthanol ne présente pas d’intérêt particulier en cas de source de

gaz naturel sur place (risque identique voir supérieur de par la présence du méthanol, trafic

de camion supplémentaire pour approvisionnement) à moins de source de méthanol « fatal »

en toute proximité.

B. Surpression et/ou substitution des procédés dangereux²

• Gaz naturel

Le gaz naturel est la matière première utilisée pour la fabrication de l’hydrogène. Un réseau de gaz

naturel est présent sur la plate-forme. L’utilisation de cette matière première est donc facilitée.

Sa substitution ou suppression n’est donc pas envisageable.

• Hydrogène

L’hydrogène est un produit fini de l’unité de fabrication, il est destiné à la raffinerie TOTAL. Sa

suppression/substitution n’est pas envisageable.

• Monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone est un sous-produit par la réaction de reformage. La purification de

l’hydrogène exporté conduit à abaisser la teneur en CO dans le produit fini. Le monoxyde de

carbone restant est renvoyé aux brûleurs du four de reformage. C’est un produit intermédiaire ; sa

substitution ou suppression n’est donc pas envisageable.

• Huiles lubrifiantes

L’huile est nécessaire au fonctionnement de toutes les machines tournantes. Sa substitution ou

suppression n’est donc pas envisageable.


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6. ENSEIGNEMENTS TIRES DU RETOUR D’EXPERIENCE

6.1 GESTION DU RETOUR D’EXPERIENCE

La gestion du retour d’expérience est totalement intégrée dans l’organisation de la sécurité des

installations Air Liquide.

6.1.1 Gestion du retour d’expérience au niveau du groupe air liquide

La Direction SIS a mis en place depuis 1990 une banque de données sur les accidents/incidents.

Elle est alimentée par les sites de production qui rapportent à la Direction Sécurité de leur entité et à

la Direction SIS.

• les accidents déclarés avec et sans arrêt,

• les accidents bénins (premiers soins) et les « presqu’accidents » considérés comme

spécifiques des technologies du Groupe,

• les accidents/incidents caractéristiques de l’activité gaz, « intéressants », survenus chez nos

clients et confrères.

Les accidents recueillis font l’objet d’une analyse technique et d’une capitalisation se traduisant par

des modifications des standards internes, des instructions de conception et des codes de bonnes

pratiques. Ce processus est géré par la Direction SIS et le comité « Veille Sécurité ».

Mensuellement est envoyé à tous les sites, un flash sécurité élaboré par la DSIQ.

6.1.2 Gestion du retour d’expérience au niveau ALFI-LI

Le retour d’expérience au niveau de l’activité ALFI-LI est géré par les « Alertes » qui sont

diffusées aux sites, par des ITGIE (Instructions Techniques) et des standards. Ces documents

permettent la diffusion des risques ou incidents détectés dans les autres unités, de capitaliser les

bonnes idées ou les bonnes pratiques, de diffuser et formaliser les difficultés rencontrées par les

exploitants pour générer une amélioration permanente de la conception et de l’exploitation de nos

installations. Les incidents/accidents relatifs à la sécurité, l’environnement, la qualité et la technique

sont enregistrés dans la base de données « REACT ». Cette base de données est accessible à tout le


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personnel d’ALFI-LI afin de contribuer largement au partage d’information et au retour

d’expérience.

6.2 RETOUR D’EXPERIENCE

6.2.1 Installations analogues

De nombreuses installations analogues à celle du SMR existent tant au niveau du réacteur de

reformage que du PSA. Le vapo-reformage du gaz naturel est le procédé le mieux maîtrisé et le plus

compétitif. Il fournit d’ailleurs l’essentiel du marché d’hydrogène. Le groupe Air Liquide exploite

de 58 unités de production d’hydrogène et/ou monoxyde de carbone dans le monde. De nombreux

PSA sont en exploitation également.

6.2.2 Incidents dans le monde

A. Base de données du BARPI

� Analyse spécifique à l’hydrogène

Une analyse spécifique à l'hydrogène a été publiée le 27 février 2008 par le BARPI. L'analyse des

accidents liés à l'hydrogène s'appuie sur un échantillon de 215 événements impliquant ce gaz

survenus avant le 1er juillet 2007 et répertoriés dans la base ARIA. Cette analyse spécifique est

disponible en annexe 2. Les accidents identifiés après 2007 dans la base ARIA ne concernent pas

d’unité de reformage ou d’installations comparables. Aucun accident n’a donc été rajouté à

l’analyse établie.

Sur ces 215 accidents recensés liés à l’hydrogène :

• 47 cas concernent une activité de Raffinage/Pétrochimie dont :

o 19 accidents dans une unité de désulfuration,

o 8 accidents dans une unité de reformage.

• 42 cas concernent une activité Industrie Chimique (hors synthèse de l’ammoniac, unité

d’électrolyse, transport, conditionnement et stockage),


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• 45 cas concernent une canalisation,

• 11 cas concernant un compresseur.

La plupart des accidents concernent des unités de raffinage du pétrole, des unités d’électrolyse et

des unités de fabrication d’ammoniac. Le seul accident qui apparaît directement lié à une

installation de type comparable à celle projetée est présenté ci-dessous :

ARIA 8248 - 01/02/1996 - ETATS-UNIS – MARTINEZ

24.6L - Fabrication de produits chimiques à usage industriel

Une explosion survient dans une unité de fabrication de l'hydrogène voisine d'une raffinerie ; elle

est entendue à plusieurs miles alentours. L'incendie qui suit est éteint en 10 min par les pompiers de

la raffinerie et les secours publics. Deux ouvriers sont légèrement blessés. Les autorités

recommandent d'éviter la fumée ou d'évacuer le secteur.

Figure 3 : Accident sur une unité de fabrication H2 recensé dans la base de données du

BARPI

B. Base de données de l’EIGA

34 incidents figurant dans la base de données de l’EIGA (European Industrial Gases Association,

membre de l’IGC, International Gas Comittee) ont été étudiés pour la période 2007-2017. Les

principaux accidents recensés concernent des fuites d’hydrogène ayant pour conséquences des feux

alimentés. Les causes identifiées sont les suivantes :

• Matériel inadapté

• Défaut de purge ;

• Défaillance d’équipements ;

• Défaut de maintenance.

Les conséquences recensées ne sont pas majeures, dans la mesure où il s’agit de feu d’ampleur

extrêmement limitée. Ces évènements sont pris en compte dans l’analyse des risques du procédé.


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6.2.3 Incidents dans le groupe

Des informations proviennent des retours d’expérience du groupe Air Liquide, qui sont capitalisés

grâce à l’organisation spécifique décrite précédemment. Ces retours d’expérience, qui concernent

autant la sécurité que la fiabilité des processus de production, conduisent à modifier les procédures,

applicables tant en interne qu’aux fournisseurs de machines et aux entreprises externes, intervenant

tout au long du projet de construction, puis de la vie de l’installation.

Aucun accident majeur sur une unité de désulfuration, de reformage ou PSA, ayant entraîné des

dommages à l’extérieur de l’établissement n’est recensé à ce jour.

Les incidents répertoriés sur les unités de reformage du groupe Air Liquide sont de différents types

et se limitent généralement à des problèmes de fiabilité. Conformément à la politique sécurité du

groupe, ces incidents ou presque accidents sont tous analysés à différents échelons pour permettre

une amélioration continue au sein du groupe Air Liquide.


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7. ANALYSE DES RISQUES EXTERNES

Les agressions externes peuvent être de plusieurs natures comme indiqué par la figure ci-après :

phénomènes naturels ou phénomènes non naturels.

Figure 4 : Synthèse des différents risques externes

Dans le cadre de cette étude, nous avons retenu les risques naturels suivants :

• Phénomènes climatiques (neige, vents…) ;

• Foudre ;

• Inondation ;

• Séisme.

et les risques non naturels suivants :

• Intrusions et actes de malveillance ;

• Voies de communication (transport routier, chute d’avion, transport ferroviaire) ;

• Effets dominos (environnement industriel)

AGRESSIONS EXTERNES

GEOLOGIQUESéisme

PHENOMENE NON NATUREL

ATMOSPHERIQUEFoudre

HYDROLOGIQUEInondation

PHENOMENE NATUREL

AGRESSIONS INTENTIONNELLES Intrusion

Chute d'avion

Transport routier

Effet domino

AGRESSIONS NON INTENTIONNELLES


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7.1 TRAITEMENT SPECTIFIQUE D’EVENEMENTS INITIATEURS SPE CIFIQUES

Conformément à l’annexe II de l’arrêté du 26 mai 2014, certains événements initiateurs externes

pouvant provoquer des accidents majeurs peuvent ne pas être pris en compte dans l'étude de

dangers et notamment, en l'absence de règles ou instructions spécifiques, les événements suivants :

• chute de météorite ;

• séismes d'amplitude supérieure aux séismes maximums de référence éventuellement

corrigés de facteurs, tels que définis par la réglementation, applicables aux installations

classées considérées ;

• crues d'amplitude supérieure à la crue de référence, selon les règles en vigueur ;

• événements climatiques d'intensité supérieure aux événements historiquement connus ou

prévisibles pouvant affecter l'installation, selon les règles en vigueur ;

• chute d'avion hors des zones de proximité d'aéroport ou aérodrome ;

• rupture de barrage de classe A ou B au sens de l’article R.214-112 du code de

l’environnement ou d’une digue de classe A, B ou C au sens de l’article R.214-113 de ce

même code ;

• actes de malveillance.

7.2 RISQUES LIES A L’ENVIRONNEMENT NATUREL

7.2.1 Températures

Compte tenu des caractéristiques des produits mis en œuvre et des matériaux des structures, les

niveaux de température (cf. §4.1.1) ne constituent pas un risque particulier dans le cadre de cette

unité. L’unité a été conçue en tenant compte de ces niveaux de températures.

7.2.2 Pluviométrie

L’intensité maximale des pluies mesurée sur la période 1981-2010 est de 61,8 mm pour une période

de 24h soit une valeur moyenne de 2,6 mm/h. L’installation est conçue avec des zones perméables.


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7.2.3 Inondations

D’après les cartes de zonage de la sensibilité au risque d’inondation par remontée de nappe du

BRGM, le site projet SMR est situé dans une zone de faible sensibilité pour la nappe du socle et de

très faible sensibilité pour la nappe des formations sédimentaires.

Figure 5 : Sensibilité nappe du socle Figure 6 : Sensibilité nappe des formations

sédimentaires

Figure 7 : Extrait des cartes de sensibilité de remontée de nappe du BRGM

La Loire longe le bord sud de la raffinerie. Son débit moyen annuel est compris entre 700 m3.s-1 et

900 m3.s-1. Son marnage varie de 2 à 6 mètres. Plusieurs types d’inondations auxquelles les vallées

sont soumises ont été identifiés :

• les crues d’origine méditerranéenne (crues dites cévenoles) rapides ;


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• les crues atlantiques, plus lentes ;

• les crues catastrophiques, conjonctions de ces deux phénomènes.

D’après le retour d’expérience de la raffinerie TOTAL, aucune inondation significative n’a eu de conséquences sur les unités du site au cours des 30 dernières années (1999, Xynthia en 2010…).

D’après le courrier du Préfet de la Loire-Atlantique du 03/08/2010, la côte de référence définie suite à la tempête Xynthia est de 4,2 m. Or la Loire est à 700 m des installations prévu pour le SMR et le niveau du site est de 4,7 m NGF supérieur à la plus haute marée.

Par conséquent, conformément à la partie 4 de la circulaire du 10/05/2010, les crues ne seront pas considérées comme événements initiateurs dans l’analyse détaillée des risques. Ce risque n’est donc pas considéré dans cette étude.

7.2.4 Vent

Les vents violents peuvent arracher les structures légères et mal fixées, provoquer des chutes d'objets mal stabilisés ou faire subir des pressions importantes aux équipements.

Le site est installé dans une région venteuse. Les vents dominants sont orientés Ouest/Nord-Ouest. L’absence d’obstacle important sur cette zone du littoral en fait un secteur privilégié par lequel s’engouffrent les vents marins. Les vents violents pourraient ainsi être la cause de détériorations de structures et induire les phénomènes dangereux redoutés évoqués dans l’identification des potentiels de dangers liés aux équipements et aux opérations.

Néanmoins, l’unité SMR sera bâtie selon les normes et directives de construction en vigueur dans la région au moment de la construction. Ces directives tiennent compte des données climatiques et météorologiques propres à la région (Directive « Neige et Vent »).

Par conséquent conformément à la partie 4 de la circulaire du 10 mai 2010, les effets du vent ne seront pas considérés comme événement initiateur dans l’Analyse Détaillée des Risques pour la ruine des équipements.

7.2.5 Neige

Les charges de neige peuvent provoquer l’effondrement de structures mal dimensionnées pour résister au poids. D’après les règles Neige et Vent (règles NV65), le site de la raffinerie de DONGES est classé en catégorie A1 pour la neige soit la catégorie la plus faible (voir figure suivante) :


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Figure 8 : Charges de neige selon les régions

Les installations (structures, équipements, matériels) ont été calculées pour résister aux charges de neige relatives à cette classification. Par conséquent conformément à la partie 4 de la circulaire du 10 mai 2010, les effets de la neige ne seront pas considérés comme événement initiateur dans l’Analyse Détaillée des Risques pour la ruine des équipements.

7.2.6 Foudre

Le niveau kéraunique (Nk) est le nombre de jours où l’on entend gronder le tonnerre. Sur la commune de Donges, ce nombre s’élève à 7, à comparer à la moyenne française qui est de 20. La commune de Donges occupe la 34 210ème place sur 37 759 dans le classement des communes françaises. Une analyse de risque foudre a été réalisée dans le cadre du projet. Cette analyse a permis d’évaluer

les risques et de déterminer les niveaux de protection à mettre en œuvre, à savoir :

• Protection par parafoudres de niveau IV pour l’unité de production d’hydrogène

• Protection par parafoudres de type 2 pour

o Détection incendie

o Détection monoxyde de carbone

o Détection hydrogène

o Détection méthane


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o Reports d’alarme

7.2.7 Séismes

Concernant le risque sismique, le site est classé en zone de sismicité zone 3 qui correspond à un

risque modéré, tel que définie dans les articles R563-1 à R563-8 du Code de l’Environnement

modifiés par les décrets n°2010-1254 et n°2010-1255 du 22 octobre 2010, ainsi que par l’arrêté du

22 octobre 2010. Ce zonage sismique divisant le territoire national en cinq zones de sismicité

croissante en fonction de la probabilité d’occurrence des séismes. La définition de ces zones est

utilisée lors de l’application des mesures de prévention du risque sismique aux bâtiments,

installations et équipements. Deux niveaux de risques sont définis, le risque « normal » et le risque

« spécial ». Dans cette dernière catégorie de risques, sont concernées les installations susceptibles

de générer des accidents majeurs (Sites « Seveso »), donnant lieu à des phénomènes dangereux dont

les zones des dangers graves pour la vie humaine dépassent les limites du site sur lequel elles sont

implantées, et atteignent des zones à occupation humaine permanente ».

L’unité SMR d’Air Liquide n’étant pas SEVESO, il est classé en risque « normal ». Sa

conception prend en compte les règles et standards applicables au moment de la construction.

Le risque séisme est donc considéré comme maîtrisé et n’est pas intégré dans l’analyse

détaillée des risques.

7.3 RISQUES LIES AUX VOIES DE COMMUNICATION

7.3.1 Les voies routières

A. Voies de circulation externes au site

L’unité de production d’hydrogène est située au cœur du site de la raffinerie de DONGES, à

quelques centaines de mètres d’un axe routier extérieur au site (450 mètres pour le plus proche qui

est la route département 100 (cf. 4.3.2)). D’autres part plusieurs unité de la raffinerie TOTAL se

situe entre l’axe routier le plus proche et l’unité SMR. Ce positionnement permet de considérer

que :

• Il n’y a aucun risque de choc par collision avec un véhicule,


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• Un incendie faisant suite à un accident de circulation n’est pas en mesure d’impacter l’unité.

B. Voies de circulation internes au site

En ce qui concerne les voies de circulation internes à l’établissement, le risque principal est celui

d’une collision entre les installations et un camion de livraison de produits, un chariot de

manutention ou un engin de travaux. Ce risque de collision est prévenu par :

• Des mesures de prévention :

o Toute intervention à l’aide de véhicules motorisés ou d’engins dans l’installation fait

l’objet de procédures et de l’élaboration d’un permis de travail spécifiques ;

o Le stationnement de longue durée aux abords de l’installation est interdit ;

o Balisage et signalisation routière, contrôle technique des véhicules et vitesse

fortement limitée (30km/h).

• Des mesures de surveillance :

o Chaque livraison de produits chimiques ou d’équipements de grande taille fait

l’objet d’une procédure avec la présence permanente d’un opérateur ;

o Chaque intervention fait l’objet d’une procédure et de la délivrance d’un permis.

L'accès et la circulation sur la raffinerie est réglementée (plan de circulation, application du code de

la route et accès via poste de garde) et limitée à 30 km/h. Des équipements de protection protègent

les racks ainsi que les équipements en bords de route (gabarit, panneaux de signalisation, glissières

de protection aux points sensibles, etc.).

Les conducteurs des véhicules de gros gabarit ou de transport de produits dangereux sont titulaires

d’une habilitation.

Il est prévu spécifiquement par Air Liquide la mise en place d’installation des glissières de sécurité

aux zones les plus exposées (à proximité du PSA et aux croisements de route).

Le risque d’impact sur l’unité SMR dû à la circulation interne au site est négligeable.

7.3.2 Les voies ferroviaires

Le SMR de DONGES ne serait pas directement exposé en cas d’accident sur la voie ferrée existante

tel qu’un déraillement de train ou un départ d’incendie car elle est située à environ 400m de la voie

la plus proche (ligne traversant la raffinerie TOTAL), avec présence de nombreuses installations


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entre la voie ferrée et le SMR. Le risque est d’autant plus éloigné avec le projet de détournement de

la voie ferrée.

La voie ferrée ne présente donc pas de risques significatifs.

7.3.3 Les voies aériennes

L'aéroport le plus proche de la plateforme est celui de Saint-Nazaire - Gron, situé à 4 km. Le trafic

est de l'ordre de 16 000 mouvements par an. Les installations de la plateforme sont situées à

l'extérieur du couloir d'envol. En outre, la signalétique sur la plateforme est conforme au code de

l’aviation civile.

Conformément à l’arrêté du 26 mai 2014, la chute d’aéronef est une cause générique difficilement

quantifiable en termes de probabilité. La circulaire du 10 mai 2010 exclut la prise en compte de la

chute d'aéronef, en tant qu'événement initiateur, sur le site étudié lorsque celui-ci se trouve à plus de

2 km de tout point de la piste de décollage ou d'atterrissage. La chute d’aéronef n’est donc pas

retenue comme cause générique dans cette étude de dangers.

7.3.4 Les voies maritimes

Les risques liés au transport par voies maritimes peuvent être de différents types en fonction des

marchandises concernées :

• Pour le transport de produits chimiques ou pétroliers, les navires peuvent être le siège

d’explosion ou de BLEVE. Ces phénomènes dangereux peuvent générer des dommages

significatifs aux installations à proximité (effets thermiques et ondes de surpression) mais

également à des distances plus importantes (émission de la majorité des projectiles dans un

rayon de 400 mètres comme mentionné précédemment) ;

• Pour le transport de produits combustibles (objets manufacturés, minéraux solides,

matériaux de construction), les bateaux peuvent être le siège d’incendie. Dans ce cas, seuls

des effets de proximité sur les installations sont envisageables.

L’unité de production d’hydrogène est située à 700 m de la Loire et des installations susceptibles

d’accueillir des navires. De plus, de nombreuses installations sont présentes entre le fleuve et

l’unité.

Le risque d’un accident sur l’unité lié aux voies maritimes n’est donc pas retenu.


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7.3.5 Intrusions

Le risque d’intrusion comporte la notion de malveillance qui peut se traduire par un incendie

volontaire ou des dégradations sur les équipements susceptibles de générer des dégagements de gaz

toxiques et/ou inflammables.

L’unité de production d’hydrogène fait partie intégrante du site de TOTAL, et bénéficie des

restrictions d’accès mises en place sur le site qui est entièrement clôturé. Les locaux techniques

(électriques et instrumentation) du SMR sont fermés à clefs.

Conformément à la circulaire du 10 mai 2010, le risque d’intrusion et de malveillance sur

l’atelier SMR ne sera pas étudié.

7.4 RISQUES LIES A L’ENVIRONNEMENT INDUSTRIEL

7.4.1 Effets domino

L’objectif est ici d’examiner les risques externes apportés par l’environnement industriel de l’unité

de production d’hydrogène. La parcelle où est construite l’installation est en plein cœur de la

raffinerie TOTAL.

Rappelons ici que les effets domino sont définis comme « l’action d'un phénomène dangereux

affectant une ou plusieurs installations d'un établissement qui pourrait déclencher un autre

phénomène sur une installation ou un établissement voisin, conduisant à une aggravation générale

des effets du premier phénomène » (circulaire du 10 mai 2010).

D’après l’arrêté du 29 septembre 2005 relatif 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 classées soumises à autorisation, les seuils à partir desquels

les effets dominos doivent être examinés sont :

• 200 mbar pour les effets de surpression ;

• 8 kW/m² pour les effets thermiques.

Une modulation est possible en fonction des matériaux et structures concernés.

Les effets domino susceptibles d’impacter le SMR proviennent uniquement des installations de la

raffinerie TOTAL. Les sites ANTARGAZ et SFDM sont trop éloignés de l’implantation du SMR

pour générer des effets domino.


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Les effets domino sont de type thermique (Feu de nappe et jet enflammé) et de surpression

(UVCE). Par conséquent les effets domino sont intégrés à l’analyse de risques du SMR.

7.4.2 Moyens de prévention et de protection lies à l’environnement industriel

Afin de prévenir ces risques, des moyens de détection associés à des alarmes automatiques

reportées en salle de contrôle et permettant la mise en sécurité des installations en cas d’alarme sont

prévus :

• Pour limiter le risque thermique, des moyens incendie sont installés à proximité des

installations pour attaquer le feu et pour protéger l’environnement par aspersion ;

• Pour limiter le risque de surpression, la salle technique est dimensionnée vis-à-vis des effets

domino transmis par TOTAL ;

• Pour limiter le risque toxique, les personnels intervenant ponctuellement sur le site seront

formés et respecteront les règles en vigueur dont le port d’un détecteur de gaz individuel et

le masque de fuite imposé par les règles internes TOTAL. En cas d’alarme suite à fuite

toxique observée chez TOTAL, les règles internes TOTAL seront appliquées pour la mise

en sécurité des personnes.

De plus la présence au sein de l’installation SMR est limitée aux opérations de surveillance et de

maintenance. En cas de besoin de réunions sur site, des locaux seront mis à disposition par TOTAL

dans une zone située en dehors des risques industriels.

Les risques externes présentés par l’environnement industriel sont multiples et leurs

conséquences sur l’unité de production d’hydrogène concernent avant tout la sécurité des

personnes intervenant ponctuellement sur cette unité. La maîtrise de ces risques repose

principalement sur la formation des intervenants du site à ces risques externes. Cette

formation est basée sur les informations et les procédures définies dans les POI de la

raffinerie TOTAL et le PPI de la zone.


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8. ANALYSE PRELIMINAIRE QUANTITATIVE DES RISQUES INTER NES A L’INSTALLATION

Ce chapitre présente les risques ainsi que les moyens de prévention et de protection liés :

• aux produits mis en œuvre ;

• aux procédés ;

• à la conduite des installations ;

• aux matériels ;

• aux utilités.

8.1 RISQUES ET MOYENS DE PREVENTION / PROTECTION LIES A UX PRODUITS

Les risques associés à l’utilisation des principaux produits sont :

- Le risque d’inflammation

- Le risque d’explosion

- Le risque toxique

Le principe de réduction des potentiels de dangers à la source (substitution, réduction des

inventaires, MTD…) a été appliqué autant que possible lors de la conception de l’unité.

8.2 ANALYSE DES RISQUES LIES AUX PROCEDES

La description des procédés permet d'identifier les risques pouvant affecter la sécurité des

personnes et de l'environnement. Les risques affectant uniquement les performances des

équipements et la qualité des produits ne seront pas décrits. Néanmoins, ils pourront être cités pour

mémoire dans les paragraphes suivants.

Les procédés mis en œuvre peuvent se résumer aux principes suivants :

• acheminement sous pression et détente de gaz ;

• échanges thermiques ;

• désulfuration du gaz naturel ;

• réaction catalytique de reformage de gaz naturel en présence d’eau et chaudière de

récupération de la chaleur du gaz de synthèse ;

• Adsorption sélective de certains constituants.


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Les risques principaux présentés par ces équipements sont :

- des fuites sur des tuyauteries et équipements véhiculant des gaz inflammables sous pression

- des éclatements d’équipements sous pression

- des fuites de gaz toxiques

- des ruptures de tubes de fours

- des ruptures mécaniques de machines tournantes

L’unité sera suivie par un Service d’inspection qui veillera à la mise en place des mesures de

prévention permettant d’éviter les risques de perte de confinement.

En cas de fuite de produit dangereux, des mesures de protection (réseau de détecteurs gaz, …)

seront en place pour permettre une détection rapide de l’évènement, une intervention des services

de secours du site et la mise en sécurité de l’unité.

8.3 ANALYSE DES RISQUES LIES A LA CONDUITE DES INSTALLA TIONS

8.3.1 Description de la conduite des installations

Les unités d'Air Liquide sont contrôlées par des systèmes centralisés assurant la surveillance de

toute l'installation et la gestion des algorithmes logiques et de régulation nécessaires au maintien

des conditions opératoires des procédés permettant un fonctionnement stable de cette installation.

Ces systèmes sont réalisés avec des automates spécialement conçus pour le contrôle/commande

d'installations industrielles.

Les interventions du personnel d'exploitation comprennent notamment les opérations suivantes :

• démarrage de l’unité, à partir de la salle technique dans laquelle se trouvera le SNCC,

• la mise en sécurité en cas de déclenchement. Le redémarrage de l'unité depuis la salle

technique. Les actions à effectuer au sein de l’installation sont en principe peu nombreuses,

mais dans certains cas, le démarrage des machines peut s’opérer localement à partir d’une

armoire de commande associée à chaque machine. Le démarrage du four nécessite

l’intervention sur site des opérateurs pour procéder à l’allumage des brûleurs.

• suivi des conditions opératoires du procédé ,


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• actions correctives liées aux alarmes éditées par le SNCC afin d'éviter le déclenchement de

tout ou partie de l'unité,

• arrêt programmé de l'unité,

• opérations périodiques préventives,

• optimisation des marches en fonction des besoins clients,

• surveillance par des rondes régulières effectuées sur site ,

• vérification et entretien des installations.

8.3.2 Inventaire des risques liés à la conduite des installations

Les risques que peuvent présenter ces modes d'exploitation de l’unité sont essentiellement :

• la réaction tardive du personnel aux alarmes,

• le non-respect des consignes d'exploitation ou les fausses manœuvres,

• l'intrusion et les actes de malveillance.

La prise en compte de ces éventualités est assurée :

• par une prévention des risques liés aux procédés et équipements, mise en œuvre lors de leur

conception et installation conformément aux résultats de l'analyse préliminaire des risques

de l’unité,

• par la possibilité de placer l'unité dans une configuration stable sans dérive des paramètres

du procédé pouvant conduire à une situation à risque, en déterminant la fonction et la

position de repli de certaines vannes d'isolement et de contrôle,

• par la configuration dans l’automate de sécurité des séquences logiques assurant les

déclenchements partiels ou totaux de l'unité lors de l'apparition des défaillances du procédé

et/ou des équipements, non maîtrisées par des actions correctives soit programmées, soit

effectuées par les opérateurs avertis par les alarmes,

• par la redondance du traitement des sécurités critiques et de certaines fonctions de contrôle

par des dispositifs fiables indépendants du SNCC (présence d’un SGS),

• par la recherche d'une grande disponibilité du SNCC exigée dans ses spécifications

techniques et sa mise en œuvre : alimentation secourue par onduleurs, par l'usage

systématique des chaînes de déclenchement à manque de tension. Les chaînes de sécurité


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du système sont conçues suivant le principe du déclenchement par « manque de tension »

(principe de sécurité positive), c’est-à-dire que tout défaut d’un élément de la chaîne de

déclenchement (mauvaise connexion, défaillance d’un relais, perte d’alimentation) se

traduit par l’action conduisant à la mise en sécurité. Par ailleurs, la position de repli des

éléments finaux de sécurité est choisie « Fail Safe » de telle manière que la perte d’énergie

ou de signal d’un élément final le mette en position de sécurité. Pour éviter des

déclenchements intempestifs du fait de microcoupures qui nuiraient à la fiabilité de

l’installation, les chaînes de sécurité sont alimentées par un onduleur,

• par la mise en œuvre de systèmes de détection d'incendie et d'atmosphères dangereuses,

permettant d’informer la salle de contrôle du type de danger et de l’endroit de la détection,

pour si besoin provoquer l’intervention du service incendie,

• par la sélection « Fail Safe » des éléments des chaînes de sécurité.

8.4 ANALYSE DES RISQUES LIES AUX MATERIELS

Nous avons examiné dans le chapitre précédent les risques dus aux défaillances des procédés mis en

œuvre, résultant aussi bien de conditions opératoires anormales, que de défauts apparaissant au sein

des équipements utilisés. Ces équipements pourraient également être à l'origine de situations

dangereuses pour la sécurité des personnes et des biens. Nous pouvons les classer en diverses

catégories suivant la nature des risques qu'ils présentent :

• les équipements sous pression de gaz,

• les machines tournantes,

• les équipements électriques,

• la fourniture des utilités.

8.4.1 Equipements sous pression

Les appareils à pression de gaz pourraient être à l'origine des incidents suivants :

• éclatement de l’enceinte,

• perte de confinement (fuite).

Ces risques sont parfaitement maîtrisés par le respect des codes et règles de construction, aussi bien

réglementaires que propres au groupe Air Liquide.


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Les équipements sous pression concernés et soumis à l’arrêté du 15 mars 2000 modifié font l'objet

des Inspections et Requalifications périodiques prévues par cette réglementation.

La majeure partie des fluides mis en œuvre ne sont pas corrosifs et non réactifs avec les matériaux

utilisés. Ceci constitue un élément favorable contribuant à minimiser le risque de rupture des

enceintes sous pression de gaz. Le choix des matériaux et les spécifications techniques demandées

dans la réalisation des appareils à pression contenant du gaz hydrogène ont déjà été rappelés dans le

chapitre relatif aux risques propres à l’utilisation de l’hydrogène.

Les équipements sous pression sont suivis par le Service Inspection Reconnu (SIR) ALFI qui

définit et met en œuvre le plan d’inspection propre à chaque équipement.

8.4.2 Machines tournantes

Les machines tournantes présentes sur l'ensemble de l’unité sont essentiellement :

• des pompes,

• des ventilateurs,

• des compresseurs

Les machines, entraînées par des moteurs électriques, comportent des pièces mobiles. Le risque

principal des compresseurs est la rupture mécanique de ces pièces et éventuellement l'éclatement

des carters et bâtis suivi de la projection des fragments.

La rupture mécanique d'un élément mobile peut résulter des causes suivantes :

• défaut de fabrication,

• rupture d’une liaison entre moteur et équipement de type courroie ou chaine,

• survitesse entraînant un dépassement des contraintes admissibles,

• entraînement de liquide ou de particules solides par le fluide comprimé,

• déséquilibre des masses en mouvement.

L'ensemble des risques cités précédemment pour les compresseurs est parfaitement maîtrisé par

l'expérience des constructeurs et du groupe Air Liquide, spécifiant certaines règles de conception et

de construction des machines comme par exemple :

• les contraintes maximales admissibles et les facteurs de dimensionnement des parties

mobiles : vitesses linéaires maximales, sollicitations dynamiques transitoires, …,

• les modalités et précisions d'équilibrage des rotors à la vitesse nominale,


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• les conditions de fonctionnement : marche continue, durée de fonctionnement entre deux

entretiens, type d'entraînement,

• le degré de filtration du gaz à comprimer,

• l'instrumentation destinée à contrôler le bon fonctionnement et à déclencher l’alimentation

du moteur d’entraînement en cas d’apparition d’un seuil critique : capteurs de vibrations,

mesure des températures des paliers et de l'huile,

• la fiabilisation des systèmes de lubrification : il y a une pompe attelée et un moyen

d’injecter de l’huile manuellement avant démarrage,

• les protections contre les surpressions : détections de pression haute au refoulement de

chaque étage avec alarme et arrêt automatique pour prévenir d’une éventuelle surpression,

soupapes, ….

• la procédure d’inertage à l’azote et de démarrage permettant d’éviter toute atmosphère

explosive au sein du piston. Ces règles sont complétées par un suivi des performances de la

machine, permettant de détecter des échauffements ou des pertes de charge excessives

résultant d’un encrassement des pièces mobiles ou des réfrigérants. De plus, les débits

d’eau de refroidissement des machines et d’azote de balayage des garnitures sont contrôlés

à l’aide de débitmètres.

8.4.3 Equipements électriques

Les équipements et les installations concernées exposent le personnel aux risques du courant

électrique (électrocution, incendie, explosion par création d’une source d’ignition).

Les mesures de prévention sont :

• Habilitation du personnel

• Contrôle périodique des installations électriques dont thermo IR pour détecter les points

chauds

• Utilisation de matériel ATEX en zone ATEX,

• Procédure d’intervention pour les travaux en zone ATEX

• Détection incendie dans les locaux techniques avec alarme


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8.4.4 Analyse des risques liés aux utilités

Les risques étudiés sont ceux consécutifs à une perte des utilités principales, à savoir l'électricité,

l'eau de refroidissement, l'air instrument et l’azote

.8.4.4.1 Electricité

La puissance électrique est de l’ordre de 500 kW, avec des pointes jusqu’à 640 kW. L’alimentation de l’unité

est assurée par deux lignes de 5,5 kV.

L’alimentation basse tension des circuits de contrôle et de commande est équipée de deux onduleurs et d’un

chargeur de batterie pour s’affranchir de coupures et permettre la mise en sécurité des installations en cas de

coupure générale. L’autonomie des onduleurs de 30 minutes minimum permet la mise en sécurité de l’unité.

.8.4.4.2 Eau de procédé

L’eau de procédé, fournie par TOTAL, permet de récupérer la capacité calorifique des gaz process

et de produire de la vapeur utilisée par le procédé et dont l’excès est fourni à TOTAL. L’unité n’est

pas concernée par le risque légionnelle.

Une température excessive des fluides comprimés à refroidir, due à un refroidissement insuffisant

de l'eau admise dans les échangeurs, et incompatible avec les conditions de fonctionnement et de

sécurité situées en aval, entraîne l’arrêt de l’unité par sécurité de température haute sur l’ensemble

du circuit de l’eau de procédé.

Les mesures de protection sont des sécurités de débit bas.

.8.4.4.3 Azote

L’azote est utilisé les opérations d’inertage lors des opérations de purge de l’hydrogène en phase de

démarrage et d’arrêt de l’installation. L’azote est fourni par TOTAL.

Une alarme est prévue en cas de perte d’azote.


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9. ANALYSE QUANTITATIVE DES RISQUES LIES AUX ACTIVITES

9.1 METHODES D’ANALYSE DES RISQUES RETENUE

Dans le cadre global de la maîtrise des risques industriels (selon les standards du groupe Air

Liquide) et celui plus particulier de la Directive Seveso III, Air Liquide exige qu’une analyse de

risque des installations soit réalisée. En revanche le site de Donges n’étant pas classé, cette analyse

n’a pas besoin d’être renouvelée tous les 5 ans. Une méthode quantitative, l’Analyse des Risques

d’Accident (ARA) est préconisée par le groupe et fait l’objet :

• d’un standard technique du groupe traitant de l’Identification des mesures de réduction des

risques et des EIS, d’application obligatoire

• de plusieurs Notes d’Information (Information Note ou IN), donnant des préconisations par

type d’installation.

Les principaux objectifs de l’étude "ARA" sont, pour une installation en phase projet, en phase

d’exploitation ou lors d’une modification de l’installation, d’identifier :

• les scénarios d'accidents industriels relatifs à la sécurité ou à l'environnement ;

• les éléments de sécurité permettant de supprimer ou réduire les risques d'accidents. Parmi

eux on distinguera :

o les éléments importants de sécurité selon les critères définis par Air Liquide (EIS),

o les facteurs et dispositifs importants pour la sécurité, nommés Mesures de Maîtrise

des Risques (MMR). [Ils peuvent ne pas exister en fonction des scénarios dangereux,

ou du classement de l’installation].

L’étude "ARA" permet d’évaluer les risques grâce à la détermination du couple (gravité, fréquence)

pour chaque scénario identifié. Ce couple s’inscrit dans une matrice définie par Air Liquide qui

définit 3 zones de risque (zone de risque faible ; zone de risque intermédiaire ; zone de risque non

acceptable), et permet de valider les éléments de sécurité installés.

L’ARA est spécifique à une installation donnée et à son environnement. Elle est conçue à partir

d’une Analyse de Risque Générique (ARG). Cette ARG permet de capitaliser le retour d'expérience


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et d’accidentologie ainsi que les analyses détaillées réalisées en phase de conception ou

d’exploitation au sein du groupe Air Liquide.

9.2 APPLICATION A L’UNITE

L’analyse de risques d’accident couvre tous les scénarios susceptibles d’avoir lieu sur

l’unité, y compris ceux ayant des conséquences très limitées. Seuls les scénarios

susceptibles d’avoir des effets importants en dehors des limites de propriété du site sont

retenus.

Afin de procéder à l’analyse de risques, l’unité a été décomposée en 6 sections procédés.

Il en résulte 9 phénomènes dangereux étudiés en fréquence et en intensité.

Les distances d’effets associées à chaque scénario, la fréquence d’accident et la gravité

potentielle ont été calculées selon les règles de la circulaire du 10 mai 2010.


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10. CARACTERISATION ET CLASSEMENT DES DIFFERENTS PHENOMENES DANGEREUX ET ACCIDENTS– INFORMATION SENSIBLE - NON COMMUNICABLE AU PUBLIC

Conformément aux orientations gouvernementales et à l’instruction du Gouvernement, relative à la mise à

disposition et aux conditions d’accès des informations potentiellement sensibles pouvant faciliter la

commission d’actes de malveillance dans les installations classées pour la protection de l’environnement,

les informations sensibles font l’objet d’une communication maîtrisée et différenciée, comme le prévoit la

réglementation, notamment les articles L. 311-7 et L. 312-1-2 du code des relations entre le public et

l’administration, R. 123-8 et R. 125-8-3 du code de l’environnement, R. 741-31 du code de la sécurité

intérieure.


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11. ORGANISATION GENERALE DE LA SECURITE DU GROUPE AIR LIQUIDE

11.1 ORGANISATION GLOBALE

L’organisation du management Sécurité-Qualité-Environnement (SQE) du groupe Air Liquide et

d’ALFI est définie suivant l’organigramme simplifié ci-après :

Figure 9 : Organisation globale


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11.2 LA POLITIQUE SECURITE DU GROUPE

Depuis de nombreuses années, la politique sécurité adoptée par la direction du groupe Air Liquide

est la politique « Safety First » (La sécurité d’abord). Air Liquide s’est fixé l’objectif « zéro

accident » car tout accident de personne est éthiquement inacceptables. Les engagements pris par

Air Liquide pour y parvenir sont :

• Assurer la sécurité des personnes et maîtriser les risques industriels.

• Améliorer l’efficacité et la fiabilité des opérations.

• Protéger l’environnement.

Pour ce faire, la politique sécurité du groupe s’appuie sur :

• le dialogue et la communication avec le personnel et ses représentants,

• la prévention par la détection, l’anticipation et la prise en compte des risques,

• la sensibilisation, la formation, l’habilitation et la compétence,

• le respect des droits et devoirs, et des règles adaptées et bien comprises,

• la gestion réfléchie des modifications et des situations d’urgence,

• la prise en compte des dysfonctionnements pour éviter leur réapparition

L’organisation de la sécurité du groupe Air Liquide pour parvenir au respect de cette politique est

illustrée par le tableau suivant :

Responsable

Groupe Air Liquide Définition de la

politique du groupe Application de la

politique du groupe Analyse et

Bilan Sécurité

P.D.G. Direction Sécurité et Système Industriel

(SIS)

Directions des divisions, des

départements, et des filiales (DDF) d’Air

Liquide

CTPS : Comité Technique de Prévention

de la Sécurité

Comité «Veille Sécurité»

Tableau 6 : Acteurs et organisation de la sécurité du groupe Air Liquide

La Direction Sécurité et Système Industriel (SIS) constitue la structure organisationnelle de la

politique de sécurité du groupe Air Liquide. Elle a pour mission de :

• définir une politique sécurité et la proposer à la Direction Générale ;


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• diffuser la politique sécurité (avalisée par la DG) auprès des divisions, des départements et

des filiales (DDF) d’Air Liquide ;

• aider les DDF dans l’application de la politique sécurité du Groupe ;

• recenser et étudier les accidents du Groupe, dans le cadre du retour d’expérience.

Le comité « Veille Sécurité » est une structure décisionnelle qui regroupe des experts de la société

par métier. Il traite les problèmes critiques ou d’intérêt général soumis par la Direction Sécurité et

Systèmes Industriels ou la Direction Industrielle Internationale. Il émet des propositions d’actions

correctives.

Le CTPS (Comité Technique de Prévention et de Sécurité) est l’ultime niveau de conseil. Il est

constitué de 17 membres et présidé par une personnalité de compétence reconnue en matière de

sécurité, extérieure au groupe Air Liquide. Son rôle est :

• d’étudier les propositions et les méthodes de prévention des types d’accidents et de discuter

les recommandations techniques de sécurité, soumises par le comité « Veille Sécurité » ;

• de proposer des recommandations générales.

L’appui technique nécessaire à l’analyse des problèmes de sécurité et à la définition et l’évaluation

des mesures de sécurité aux 3 niveaux hiérarchiques est apporté par les différents experts et

ingénieurs du groupe Air Liquide.

11.3 LE SYSTEME DE GESTION INDUSTRIELLE DU GROUPE AIR LI QUIDE (IMS)

Le Système de Gestion Industrielle du Groupe Air Liquide (IMS) permet de maintenir un niveau

constant de sécurité et de fiabilité des opérations en fournissant un cadre de gestion industrielle

unique et cohérent, qui soit adapté aux conditions et aux opérations locales.

Le Système de Gestion Industrielle (IMS) du Groupe est expliqué dans le Guide de Gestion

Industrielle et dans les Standards du Groupe obligatoires. IMS est conçu pour prendre en compte les

conditions locales, les standards et les lois des pays dans lesquels les filiales opèrent.


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Figure 10 : Structure de l'IMS

Les Standards du Groupe définissent les exigences minimales devant être intégrées dans les

Standards des filiales.


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12. ORGANISATION DE LA SECURITE DE L’UNITE

L’unité d’hydrogène est située au sein du site de la raffinerie TOTAL de Donges ; par conséquent,

les procédures de sécurité émanant du service intervention de la raffinerie sont directement

applicables au SMR.

L’appareil de production d’hydrogène est en grande partie automatisé. Un système contrôle et de

commande (SNCC) assure en permanence la régulation du fonctionnement de l’unité et détecte

toute anomalie de fonctionnement. En parallèle, l’automate de sécurité commande les fonctions de

mise en sécurité des installations.

Le personnel de son côté procède aux réglages de l’installation, à l’amélioration de la sécurité, de la

fiabilité et de la qualité.

En cas d’arrêt d’urgence du SMR, la mise en sécurité de l’installation est automatique. L’arrêt

d’urgence consiste à isoler les différentes sections de l’unité, ainsi que l’arrivée de gaz naturel et

l’export d’hydrogène.

Pour se prémunir des différents dangers, le site a mis en place :

• Des fiches réflexes ainsi que des procédures et modes opératoires de mise en sécurité des

installations permettant en premier lieu de diminuer ces risques à des niveaux très faibles,

• Des moyens de détection,

• Des moyens de protection.

12.1.1 Moyens de détection et d’alerte de l’unité SMR

Afin de limiter les risques thermiques et de surpression, l’unité est équipée de moyens de détection

feux et gaz associés à des alarmes automatiques reportées sur les stations et permettant d’émettre

des alertes en cas d’alarme haute.

Tout ceci dans le cadre du Plan d’Opération Interne, précisant les actions à mener en cas d’incident

et qui sera établi et harmonisé avec celui de TOTAL.


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Pour les opérations de démarrage de l’unité, une organisation particulière est mise en place, avec

présence permanente des équipes des techniciens d’opération se relayant sur site durant les phases

critiques.

12.1.2 Moyens d’intervention notamment de lutte incendie

Air Liquide bénéficie des moyens de la raffinerie qui présente déjà des risques similaires voir

supérieurs aux installations du SMR. Les moyens de la raffinerie (matériel et humain) seront donc

largement dimensionnés vis-à-vis des risques identifiés dans l’étude de dangers (risque hydrogène /

toxicité / incendie).

D’autre part, le personnel Air Liquide participe aux sessions d’entraînement « exercices feu »

organisées par la raffinerie.

Une convention d’assistance mutuelle sera mise en place.

6 bornes incendies sont prévus autour du site Air Liquide.

Des extincteurs sont prévus conformément à la réglementation.

12.1.3 Moyens humains de l’unité SMR

Un planning d’astreinte unité de Donges sera mis en place.

12.1.4 Modes opératoires et consignes

Les modes opératoires et consignes prennent en compte le fonctionnement normal, mais aussi les

alarmes et sécurités, les phases de démarrage et d’arrêt des installations. Des procédures et des

fiches réflexes sont également établies pour décrire les organisations permettant d’assurer la

sécurité des hommes et des opérations, ainsi que pour la manipulation des matières dangereuses ou

pour les mesures de sécurité à prendre en cas d’accident. L’ensemble de ces documents est géré

dans le système documentaire.

Ces documents font l’objet d’une mise à jour périodique.

12.1.5 Formation incendie

Le personnel est formé à l’utilisation des moyens de lutte contre l’incendie. Le programme de

formation prévoit notamment la participation à des exercices d’entraînement sur feux réels.


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12.1.6 Déploiement de la sécurité dans l’unité SMR

Le responsable de site est responsable de la sécurité de l’établissement. Il s’assure de l’exploitation

des installations dans le respect des règles de sécurité par l’ensemble de son personnel et avec l’aide

des services supports ALFI.

12.1.7 Formations techniques axées sur la sécurité

Le personnel qui sera amené à travailler sur l'unité recevra une formation conforme aux processus

en vigueur chez Air Liquide France Industrie suivant 5 catégories :

• Formation d’accueil – formation initiale de tout collaborateur ALFI LI, pour le personnel

qui serait nouvellement embauché

• Procédures/Système – le personnel devant être formé aux procédures et standards d'ALFI

LI et à la réglementation.

• Connaissances générales – le personnel devant acquérir les connaissances générales dont il

a besoin pour comprendre les standards et les procédures relatives à sa fonction et/ou ses

tâches.

• Formation à l'emploi – le personnel d'ALFI LI devant être formé aux procédures, à la

technologie, aux dangers liés aux procédés et aux risques professionnels relatifs à leur

fonction et/ou leurs tâches spécifiques.

• Formation en situation – toute personne engagée dans une activité industrielle

opérationnelle (maintenance, exploitation, canalisation, service.) devant être formée à

l’exécution de sa fonction et/ou ses tâches dans les conditions réelles en situation.

En particulier sera mis en place un plan de formation théorique et pratique de la personne à former

qui lui permettra d’atteindre le niveau requis à la prise effective de son poste dans un délai défini.

Les attendus des formations seront précisés dans ce plan. Cette formation sera réalisée sous forme

de compagnonnage par des personnes expérimentées du site ou d'un site équivalent et possédant des

qualités de formateurs. Le plan sera établi en fonction des connaissances théoriques et pratiques à

acquérir et s’appuiera sur :

• le guide de formation ALFI LI

• la matrice des compétences


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• les procédures opératoires propres au site,

• les modules de formation mis à disposition par le service formation,

• les modules de formation adaptés au site (incluant ceux qui seront demandés par

TOTAL pour travailler dans la plateforme)

La formation sera donc adaptée à la personne suivant qu'elle travaille déjà dans l'usine de Montoir

ou pas, et suivant son expérience et ses acquis sur l'exploitation d'un SMR.

12.1.8 Sensibilisation du personnel

La sensibilisation du personnel à la sécurité passe également par :

• l’affichage de l’engagement de la Direction (« Objectif zéro accident ») ;

• l’affichage du nombre de jours sans arrêt de l’unité ;

• la diffusion mensuelle du « Flash Sécurité ALFI », réalisé par la DSIQ, moyen privilégié de

diffusion de l’information, relatant et analysant les incidents et accidents du groupe.

12.1.9 Réunions de site

Ces réunions périodiques réunissent le personnel Air Liquide sur le site de Montoir.

Leur but est de :

• Faire le point sur les anomalies détectées ;

• Communiquer les informations sécurité du site ;

• Communiquer les informations sécurité provenant de la filiale ALFI (un sujet par mois) ;

• Analyser le « flash sécurité ALFI » ;

• Effectuer des rappels concernant les consignes de sécurité en fonction des travaux à

effectuer le mois suivant.

12.1.10 Étude des accidents et presqu’accidents

Si un accident ou presqu’accident se produit, toutes ses circonstances (ce qui s’est passé avant,

pendant, après) doivent être notées dans le compte rendu d’accident, qui doit être fait

immédiatement après l’accident, et sur les lieux où il s’est produit.


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Ensuite, il doit être étudié en groupe (accidenté, responsable direct, témoins, animateur sécurité...),

afin d’identifier toutes les causes en utilisant la méthode de l’arbre des causes.

Les comptes-rendus et mesures de prévention sont communiqués à la DSIQ et capitalisées pour les

autres entités concernées.

12.1.11 Entretien des moyens d’incendie et de secours propres à l’unité

Tous les extincteurs et douches portables sont vérifiés 1 fois par an. Toutes les vérifications sont

consignées dans le « registre incendie » qui se trouve en salle technique.

Les moyens de détection à savoir les détecteurs gaz et les détecteurs de flamme sont vérifiés

plusieurs fois par an selon les règles fournisseurs.

12.1.12 Plan de maintenance du site

Le plan de maintenance du site est décliné en les fiches de maintenance préventives (fiches MP)

gérées dans par informatique. Les fiches MP génèrent des Bons de travaux (BT) à des fréquences

définies par les bonnes pratiques constructeurs ou internes Air Liquide afin de réaliser la

maintenance préventive optimale sur les différents équipements.

Les opérations de maintenance sont aussi tracées dans le logiciel.

La maintenance aussi bien courante, préventive ou curative, est gérée par l’équipe Air Liquide en

charge du SMR.

Par ailleurs, lors des arrêts programmés de l’unité de production d’hydrogène, des sociétés

spécialisées sont chargées :

• De la vérification de tous les organes de sécurité du site ;

• du contrôle sécurité de certaines parties de l’installation ;

• des étalonnages ;

• des contrôles de vibrations ;

• des nettoyages ;

• des réparations ;

• de la maintenance préventive des vannes

• des vidanges éventuellement nécessaires sur les réacteurs catalytiques.


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12.1.13 Arrêts programmés

Les arrêts de maintenance programmée sont planifiés en fonction des contraintes réglementaires

(équipements sous pression) et de celles imposées par le client. Ces 2 contraintes sont prises en

compte pour planifier les arrêts de manière optimale.

12.1.14 Contrôle des équipements sous-pression

Les Equipements Sous Pression (ESP) présents sur le SMR sont de 3 types : récipients de gaz,

générateurs de vapeurs (échangeurs produisant de la vapeur) et tuyauteries de gaz ou vapeur. Leur

contrôle est réalisé conformément à la réglementation des ESP et aux périodicités définies dans les

plans d’inspection établis par le Service Inspection Reconnu. Les inspections sont réalisées par le

Service Inspection Reconnu ou les Organismes Habilités pour les requalifications, principalement

lors des grands arrêts.

Les contrôles et inspections réalisés lors des arrêts font l’objet systématiquement d’un bilan

présenté à la DREAL. Ces bilans viennent alimenter le retour d’expérience mondial sur toutes les

unités SMR exploitées par Air Liquide.


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13. CONCLUSION

Cette étude de dangers met en évidence les dangers de la production d’hydrogène sur le

futur site d’ALFI DONGES.

La méthodologie retenue pour l’analyse des risques est l’Analyse des Risques d’Accidents

(ARA), méthodologie interne à Air Liquide.

Il ressort de cette analyse qu'aucun phénomène dangereux n’est susceptible de produire

des effets en dehors des limites de la raffinerie TOTAL Aucun effet n’atteint la voie ferrée

dans son tracé actuel comme dans son tracé futur. Par conséquent aucun scénario

d’accident n’est positionné dans la matrice d’acceptabilité du ministère.


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14. LISTE DES ANNEXES

Annexe 2 : Analyse BARPI spécifique hydrogène

ACCIDENTOLOGIE DE L�HYDROGENE

MINISTÈRE DE L�ÉCOLOGIE, DE L�ÉNERGIE, DU DEVELOPPEMENT DURABLE ET AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE

I Quelques données chiffrées 3 a) Les types d�accidents et leurs conséquences 3 b) Les principales activités concernées 3

II Propriétés du dihydrogène et risques associés 4 a) L�hydrogène, un composé léger 4 b) L�hydrogène, un composé extrêmement in�ammable 4 c) Dégradation des métaux et alliages par l�hydrogène 5 d) Réaction avec le chlore 6 e) Particularité de l�hydrogène cryogénique 6

III Génération accidentelle d�hydrogène 7 a) Corrosion des aciers 7 b) Réactions eau ou acide / métal 7 c) Formation de gaz à l�eau 8 d) Réactions impliquant des hydrures 8

IV Causes d�accidents et facteur organisationnel 9

Bibliographie 11

Sélection d�accidents français cités dans le texte 12

2

ACCIDENTOLOGIE DE L�HYDROGENE

Souvent présenté comme l�énergie du futur du fait de son important potentiel énergétique et de sa combustion non émettrice de gaz à effet de serre, le dihydrogène (H

2) suscite espoir... et

crainte.

Dans la mémoire collective, l�hydrogène est souvent synonyme de danger notamment depuis la catastrophe du Hindenburg, le 6 mai 1937. Ce jour-là, le Zeppelin gon�é avec 200 000 m3 de H

2

s�embrase en moins d�une minute et cause la mort de 35 des 97 passagers qui, pris de panique, ont sauté de l�engin. Si l�origine de l�ignition reste inconnue, la combustion combinée de l�hydro-gène et du revêtement de l�enveloppe (butyrate, oxydes de fer et d�aluminium) est en cause. Cela provoquera une telle peur de l�hydrogène, appelée « syndrome du Hindenburg », que le gaz de ville distribué à cette époque à partir des cokeries et constitué à 96 % de H

2 sera appelé « gaz

à l�eau » pour ne pas handicaper son exploitation commerciale !

Face à ces peurs, l�analyse objective des risques liés à l�hydrogène est la meilleure des réponses pour dé�nir les mesures préventives et protectrices à mettre en oeuvre pour limiter l�occurrence des accidents ou tout au moins les conséquences dommageables.

C�est l�objectif de cette synthèse qui se base sur l�analyse de 2151 accidents répertoriés dans la base de données ARIA, impliquant de l�hydrogène et survenus avant le 1er juillet 20072. Compte tenu des données disponibles, cette synthèse, qui n�a pas vocation à donner de véritables élé-ments statistiques, permet néanmoins de tirer des enseignements sur les risques liés à l�hydrogène à partir d�indicateurs chiffrés propres à l�accidentologie.

1 Les numéros ARIA inclus dans le corps du texte correspondent à une sélection non exhaustive d�accidents illustrant les propos de ce document. Les résumés des accidents dont le numéro ARIA est souligné dans le corps du texte sont repris à la �n de ce document ou synthétisés dans les encadrés. La liste complète des résumés des 215 évènements dont 92 à l�étrangers utilisés pour cette étude est disponible sur www.aria.developpement-durable.gouv.fr, dans la rubrique « Syn-thèses et enseignements ».2 La collecte des informations est organisée depuis le 1er janvier 1992, date à la quelle la base de données ARIA a été mise en place, néanmoins quelques événements antérieurs ont pu également être enregistrés en fonction des informations disponibles.

3

I. QUELQUES DONNEES CHIFFREES

a) Les types d�accidents et leurs conséquences

L�une des spéci�cités des accidents impliquant de l�hydrogène est la gravité de leurs conséquences comme le montre le tableau ci-après.

Conséquences Sur échantillon de 213 cas dont les conséquences sont connues

Nombre de cas %

Morts 25 12

Blessés graves 28 13

Bléssés (y compris grave) 70 33

Dommages matériels internes 183 86

Dommages matériels externes 17 8

Pertes d�exploitation internes 89 42

Population évacuée 8 3,8

Ainsi, 25 accidents mortels impliquant de l�hydrogène, dont 5 survenus en France (ARIA 169, 170, 176, 3512, et 7956) sont répertoriés dans ARIA, soit 12 % de l�échantillon étudié. Ces accidents sont à l�origine du décès de 80 personnes, dont 9 en France. Les accidents avec blessés graves ou non représentent respectivement 13 et 33 % de l�échantillon étudié.Notons cependant que les conséquences humaines des accidents impliquant de l�hydrogène concernent essentielle-ment les employés des sites accidentés, les personnels de secours et le public n�étant que plus rarement atteints. Ainsi, tous les accidents mortels pour lesquels la qualité des personnes décédées est connue concernent des employés.

Ces faits sont liés à la typologie des accidents impliquant de l�hydrogène, ainsi qu�à la cinétique rapide des phénomènes en jeu : 84 % des événements étudiés sont des incendies et/ou explosions. Les 16 % restants concernent des fuites d�H

2 non

en!ammées, des emballements de réaction sans explosion ou des phénomènes de corrosion détectés avant accident.

b) Les principales activités concernées

Le tableau suivant indique les principaux secteurs d�activité concernés par les accidents impliquant de l�hydrogène.

Activités Sur échantillon de 215 cas

Nombre de cas %

Chimie 84 39

Raf�nage / pétrochimie* 47 22

Transport, conditionnement et stockage 35 16

Métallurgie / travail des métaux 17 7,9

Traitement des déchets / récupération 8 3,7

Industrie nucléaire 5 2,3

* hors transport, conditionnement et stockage

Deux types d�activités sont à distinguer : - celles dans lesquelles l�hydrogène est produit ou utilisé : chimie, raf�nage, transport, conditionnement, industrie nucléaire.- celles où l�hydrogène est généré accidentellement : métallurgie et travail des métaux, assainissement, traitement des déchets, récupération.

A Saint-Fons (69), en 1988, des travaux de meulage sont menés sur un réservoir ayant contenu de l�acide sulfurique. Toutes les procédures travaux sont correctement effectuées. Toutefois, une dé!agration se produit à l�intérieur du réservoir au début des travaux. Un mort et 2 blessés graves sont à déplorer. Le réservoir est partiellement détruit. Cette explosion est due à la présence d�hydrogène (100 g) dans une zone morte où aucune mesure n�a été faite. L�hydrogène provient de la corrosion du fer du réservoir par l�acide sulfurique. (ARIA 169)

4

II. PROPRIETES DU DIHYDROGENE ET RISQUES ASSOCIES

Le dihydrogène est gazeux à température et pression ambiante. Indétectable pour les sens humains (inodore, incolore), non toxique, l�H

2 n�est présent qu�à

l�état de trace dans l�atmosphère.

Au XVIIIème siècle, Lavoisier propose de nommer ce gaz préalablement appelé « air in�ammable » par Cavendish, « hydrogène » soit littéralement « qui engen-dre de l�eau » en référence au produit de sa combustion.

Les principales caractéristiques physico-chimiques de l�hydrogène entraînent des risques particuliers détaillés après ; il s�agit notamment de :

sa faible masse molaire et sa petite taille qui le rendent prompt à fuir,�

son extrême in�ammabilité et sa faible énergie d�in�ammation,�

sa capacité à fragiliser les propriétés mécaniques des métaux et des alliages,�

ses réactions violentes avec certains composés, compte tenu de son ca-�

ractère réducteur.

a) L�hydrogène, un composé léger

L�hydrogène est le plus petit des atomes et, sous forme diatomique, le plus léger des gaz. A l�état liquide ou gazeux, l�H2

est particulièrement sujet aux fuites à cause de sa basse viscosité et de sa faible masse moléculaire ; du seul fait de sa faible viscosité, le taux de fuite de l�hydrogène liquide est notamment 50 fois supérieur à l�eau, et 10 fois supérieur à l�azote liquide [1].

Sous forme gazeuse, sa viscosité à température ambiante est également la plus faible de toutes celles des autres gaz ; il traverse ainsi aisément les parois poreuses et fuit très facilement par les moindres interstices. Il peut donc s�échapper d�un appareil ou d�un circuit qui serait étanche vis-à-vis de l�air ou d�un autre gaz (ARIA 7518).De ce fait, les points faibles des installations à surveiller sont naturellement les vannes d�isolement (ARIA 170 et 176), les organes de raccordement et les joints associés (ARIA 7518, 19490, 23140, 26429, 26619, 30720, 31715, et 32147) avec une considération particulière à accorder au mode de serrage de ces équipements (ARIA 26616, 26617, 32174, 32147, 32817 et 32796).

b) L�hydrogène, un composé extrêmement in�ammable

L�hydrogène est classé parmi les composés « extrêmement in�ammables », comme le montrent ses propriétés comparées à celles du méthane et de l�essence dans le tableau ci-après :

Propriétés Hydrogène Méthane Essence

Plage d�in�ammabilité dans l�air (vol. %) 4 - 75 5,3 - 15 1,0 - 7,6

Plage de détonabilité dans l�air (Vol. %) 13 - 65 6,3 - 13,5 1,1 - 3,3

Energie minimale d�in�ammation dans l�air (mJ) 0,02 0,29 0,24

Chaleur de combustion (kJ/g) 120 50 44,5

Température d�auto-in�ammation (°C) 585 540 228 - 501

Température de �amme (°C) 2 045 1 875 2 200

Energie théorique d�explosion (kg TNT/m3 gaz

) 2,02 7,03 44,22

Coef�cient de diffusion dans l�air cm2/s 0,61 0,16 0,05

Source : Hydrogen, the energy carrier, TÜV Bayern Group

Comme cela a déjà été dit, le risque principal lié à l�hydrogène est celui de l�incendie ou de l�explosion (84 % des ac-cidents recensés), du fait de son domaine d�in�ammabilité très large (de 4 à 75 % dans l�air, plus large encore dans des atmosphères enrichies en oxygène ou en chlore), ainsi que de sa très faible énergie d�activation.Les sources d�ignition des nuages in�ammables formés par l�hydrogène sont multiples dans l�accidentologie : point chaud (ARIA 169, 15339, 27273 et 30365), foudre (ARIA 343), origine électrique (ARIA 542 et 25112), étincelle mécanique (ARIA 10095) ou encore électricité statique (ARIA 6716).

Dihydrogène

Formule Brute H2

Masse molaire 2,016 g/mol

Masse vol. du gaz (20°C/1 atm)

0,08342 kg/Nm3

Solubilité dans l�eau (vol/vol à 15,6°C)

0,019

Température d�ébullition (1 atm)

-252,8 °C

Masse vol. du liquide au point d�ébullition

70,96 kg/m3

Source : IRH, Université du Québec

5


Si l�hydrogène parfaitement exempt de poussières s�en-�amme dif�cilement en quittant une canalisation ou en s�échappant à l�air par un joint fuyard, une in�ammation survient rapidement si des poussières sont entraînées dans le gaz [2], ce qui est souvent le cas en milieu industriel (ARIA 170, 1089, 4799, 26619, et 30720). L�in�ammation peut aussi être provoquée par la présence de �nes gout-telettes d�eau dans le gaz [2].

De plus, la �amme de combustion de l�hydrogène est ex-trêmement dangereuse car généralement peu visible (in-colore hors présence d�impuretés (particules carbone�). Dans certains cas, l�in�ammation d�un nuage de gaz in-�ammable constitué d�hydrogène peut donner lieu à une explosion sous le mode de la dé�agration ou de la déto-nation (ARIA 29864). La plage théorique de détonation de l�hydrogène dans l�air s�étend de 13 à 65 % en volume, mais de nombreux autres paramètres in�uent sur le régime d�explosion : turbulence liée à la présence d�obstacles dans l�environnement�

Une concentration en hydrogène localement élevée (au-dessus de 4 % dans l�air), par exemple dans une zone morte ou au niveau supérieur d�une capacité, suf�t à en-gendrer un risque, comme l�illustre l�explosion d�hydrogè-ne lors de travaux réalisés sur un réservoir dans lequel des mesures d�explosimétrie préalables n�avaient pas permis de détecter la présence d�hydrogène accumulé en point haut du réservoir, dans un espace peu accessible pour un contrôle (ARIA 169).

Cependant, le taux de diffusion élevé de l�H2 gazeux dans

l�air (0,61 cm2/s), 3,8 fois plus élevé que celui de l�air dans l�air peut aussi constituer un avantage en matière de sécurité. En effet, sa rapide dilution lors d�un rejet à l�atmosphère, réduit ainsi le risque d�explosion intrinsèque ; une expérimentation a montré que lors de l�épandage de 500 gallons (1,89 m³) d�hydrogène liquide, la diffusion permet d�obtenir une at-mosphère non explosive après 1 min [1].

Aussi, faut-il privilégier des systèmes en milieu non con�né et non encombré, de préférence en extérieur, avec une bonne ventilation.

Jet en�ammé d�hydrogène sous pression en laboratoireSource : Research Core foer Explosion Safety, AIST (D.R.)

c) Dégradation des métaux et alliages par l�hydrogène

La dégradation des métaux et alliages exposés de façon continue à l�hydrogène peut provoquer des fuites de substan-ces ou des ruptures franches d�équipements. Deux modes de dégradation sont ainsi distingués pour les aciers : la fragili-sation par l�hydrogène (FPH) et l�attaque par l�hydrogène.

D�un point de vue théorique, la compréhension des mécanismes de base de ces phénomènes reste complexe et encore incomplète. Sommairement, il s�agit de la diffusion d�hydrogène (atomique ou non selon les cas) dans les matériaux et notamment au niveau des cavités, joints de grains ou interfaces. La recombinaison des atomes (en H

2 dans le cas de la

fragilisation et en méthane (CH4) à température élevée dans le cas de l�attaque par l�hydrogène) exerce une pression

dans la matrice qui endommage le matériau de manière irréversible. [8] [9]

La fragilisation par l�hydrogène recouvre plusieurs phénomènes :

cloquage par l�hydrogène (hydrogen blistering) : absorption d�hydrogène � atomique à la surface des matériaux généralement à faible résistance pro-voquant la formation de cloques (ARIA 324 et 33330).

fragilisation par l�hydrogène (hydrogen embrittlement) : absorption d�hy-� drogène atomique dans des matériaux à forte résistance provoquant la baisse de la ductilité du matériau et une augmentation des tensions internes (ARIA 437 et 14666).

�ssuration sous hydrogène (hydrogen induced cracking et hydrogen stress � cracking) : forme de cloquage par l�hydrogène pouvant affecter l�intégrité du matériau, notamment en présence de contraintes (ARIA 2903, 7315 et 22229).

Phénomène d�hydrogène blistering sur la paroi d�un réservoir.Source : www.maverickinspection.com (D.R.)

6


L�attaque par l�hydrogène à haute température (high-temperature hydrogen attack) conduit à une perte de résistance et de ductilité du matériau résultant de �ssurations internes et de la décarburation du matériau dues à la réaction de l�hydrogène absorbé avec les carbures du matériau (ARIA 26621).

A noter que les deux modes de dégradation pré-cités dépendent d�un grand nombre de paramètres et notamment du matériau (état, composition, microstructure..), du milieu environnant (gazeux, aqueux, température...) et des conditions de sollicitations mécaniques (statique, dynamique, cyclique...). [8]

L�accidentologie montre que ce phénomène est fréquent au niveau des coudes des conduites ou en présence de contraintes spéci�ques (ARIA 324, 11282, 13392, 20356, 21196, 22229 et 23175).

Différentes mesures de prévention peuvent être étudiées selon le type d�endommagement en cause : choix des matériaux (faible taux d�impuretés, alliages spéci�ques tels que les alliages de l�aluminium, l�un des rares métaux peu sensibles aux atta-ques d�hydrogène...), utilisation de revêtements, élimination des contraintes, ré�exion sur la conception et l�agencement...

d) Réaction avec le chlore

Le chlore réagit spontanément avec l�hydrogène selon la réaction H2 + Cl

2 --> 2 HCl ; cette réaction, lente dans l�obscurité,

est explosive en présence de lumière ou de chaleur (ARIA 17070). Elle peut aussi être initiée par l�énergie liée à l�écoule-ment turbulent du !uide contre les parois d�une canalisation (ARIA 26208). Dans le cas le plus défavorable, la limite infé-rieure d�explosivité de l�hydrogène dans le chlore peut s�abaisser jusqu�à 3,1% (ARIA 10316, 14987, 22101).

L�élévation de température qui suit l�explosion peut par ailleurs conduire à une combustion chlore/métal (ARIA 6511 et 6818), avec disparition de l�équipement (ARIA 26208). En effet, la température limite de tenue du matériau en présence de chlore s�élève à 100 °C pour le plomb, 120 °C pour l�acier doux, 150 °C pour l�acier inoxydable ou le tantale, 200 °C pour l�argent et le cuivre. C�est un paramètre dont il convient de tenir compte dans les installations d�électrolyse mettant en oeuvre à la fois du chlore et de l�hydrogène (ARIA 6444 et 30637).

e) Particularité de l�hydrogène cryogénique

L�hydrogène cryogénique est stocké sous forme liqué�ée à -253 °C (ARIA 2915). A cette température, beaucoup de ma-tériaux deviennent fragiles ou friables. La conception des installations doit donc en tenir compte.Par ailleurs, à cette température, la solidi�cation de l�azote ou des gaz de l�air peut produire des colmatages de conduits et empêcher le fonctionnement d�organe ; la contamination de l�hydrogène liquide par l�oxygène ou l�air peut ainsi gé-nérer des explosions (ARIA 26618).

ARIA 26028 - Disparition d�une section de canalisation par combustion fer/chlore.

En Belgique, en 1992, une fuite de gaz de procédé (80% d�hydrogène, 14% de méthane, 1,8% de sulfure d�hydrogène, gaz C2, C3 et C4, sous 50 bar et 300°C) se produit dans une raf�nerie au niveau d�un coude d�une canalisation de l�unité de désulfuration. Le nuage in!ammable émis à l�atmosphère explose et provoque un incendie. La raf�nerie est arrêtée, une grande partie des installations est détruite. La circulation sur les routes avoisinantes et l�ESCAUT est interrompue pendant 1 h. Le coude, déjà corrodé, avait été remplacé en 1989 et un suivi était mené régulièrement. L�enquête après l�accident mon-tre qu�une �ssure spontanée du coude de 90° sur la canalisation de 8�� est à l�origine de la fuite. L�installation sera reconstruite en limitant l�utilisation de coude de 90°C et en diminuant la vitesse de transfert des gaz par augmentation du diamètre des canalisations. (ARIA 22229)

7

III. GENERATION ACCIDENTELLE D�HYDROGENE

Dans 21 % des 215 accidents de l�échantillon étudié, soit 46 cas, l�hydrogène en cause est généré accidentellement. Cette situation est d�autant plus dangereuse, que souvent ce risque n�est pas pris en compte ou mal évalué et qu�aucune mesure n�est, en conséquence, mise en oeuvre pour y faire face. Différentes phénomènes peuvent générer de l�hydrogène ; l�accidentologie met notamment en évidence :

la corrosion des aciers,� les réactions eau / métal,� la formation de gaz à l�eau,� d�autres réactions chimiques mettant en jeux des hydrures.�

a) Corrosion des aciers

Dans la base ARIA, 13 accidents ont pour cause identi�ée une formation d�hydrogène due à la corrosion d�acier. Le fer et les principaux métaux usuels (zinc, aluminium) sont attaqués par les acides dilués avec dégagement d�hydro-gène, selon la réaction :

Fe + 2H+ <--> Fe2+ + H2

Les aciers inoxydables sont particulièrement sensibles à la corrosion par piqûres en présence de solutions aqueuses char-gées en ions chlorure, bromure ou hypochlorite notamment. Au niveau des germes, un couple s�établit entre les zones discontinues qui constituent de petites anodes où le métal se dissout, et le reste de la surface où se produit la réaction cathodique avec production d�hydrogène.

Tous les types d�installation peuvent être concernés par ce phénomène : en premier lieux les réservoirs de stockage d�acide (ARIA 169, 22278, 27273 et 31082), mais également les capacités de rétention (ARIA 6346 et 24977), les réacteurs (ARIA 22101 et 23017), les canalisations de transport (ARIA 29864), les citernes de transports (ARIA 7192 et 9477)...Le risque s�accentue notamment lors d�introduction d�eau dans un équipement contenant ou ayant contenu de l�aci-de concentré (dilution de l�acide), soit accidentellement (ARIA 31082), soit lors de lavages (ARIA 9477).

Comme déjà évoqué, une production même très faible d�hydrogène par ce mécanisme peut être suf�sante pour provoquer un accident ; il suf�t que la concentration en H2 dépasse localement la limite d�in�ammabilité, par exemple dans un bras mort ou en partie supérieure d�une capacité (ARIA 169).

ARIA 29864 - Explosion d�hydrogène dans un chloroduc

b) Réactions eau ou acide / métal

L�échantillon étudié comprend 20 accidents résultant d�un contact eau / métal ou acide / métal. Les métaux alcalins (lithium, sodium, potassium...) et dans une moindre mesure les métaux alcalino-terreux (magnésium, calcium...) réagissent plus ou moins violemment avec l�eau en formant de l�hydrogène qui peut ensuite s�en�ammer ou exploser compte-tenu de l�exothermicité de la réaction (ARIA 14162, 15018, 15532, 18298, 28513, 30857 et 31605). Pour le sodium par exemple, la réaction en cause est la suivante :

2 Na + 2 H2O --> 2 NaOH + H

2

Ces réactions sont encore plus vives lorsque le métal est à l�état divisé comme la poudre d�aluminium (ARIA 8966, 13017, 22518 et 25689) ou à température élevée. La plupart des métaux qui sont insensibles à l�action de l�eau à des températu-res inférieures à 100 °C, sont susceptibles de décomposer l�eau même très pure quand la température est suf�samment élevée, générant ainsi de l�hydrogène.

A titre d�exemple, la couche d�hydroxyde formée sur le magnésium au contact de l�eau (Mg + 2 H2O --> Mg(OH)

2 + H

2)

protège de toute corrosion ultérieure du magnésium (passivation). En revanche, au dessus de 70°C, le magnésium dé-compose l�eau avec dégagement d�hydrogène et formation de magnésie (MgO) et ce d�autant plus vite que la tem-pérature est plus élevée [2] (ARIA 4525).

En Italie, en 1985, un réservoir d�acide sulfurique explose alors que 2 opérateurs effectuent des découpes à la �amme oxya-cétylénique à proximité pour retirer des plaques �xées par des écrous. Ils sont tués par l�explosion. Le réservoir projeté à travers l�atelier détruit 2 autres stockages de H

2SO

4 dont le contenu se déverse dans une capacité de rétention.

L�ignition d�hydrogène accumulé dans le réservoir par la �amme oxyacétylénique est à l�origine de l�explosion. Cet hy-drogène est le produit de la corrosion de l�acier du réservoir par l�acide sulfurique due à un entretien insuf�sant du parc de stockage. (ARIA 22278)

8

III. GENERATION ACCIDENTELLE D�HYDROGENE

Ces phénomènes d�oxydo-réduction sont fréquents dans l�industrie métallurgique, lors de contacts eau / métal en fusion (ARIA 3512, 6390, 13182, 15083, 23317 et 23968) qui conduisent à des projections. On peut citer par exemple :

H� 2O liquide --> H

2O gazeux : la vaporisation instantanée de l�eau provoque des projections de métal liquide ainsi

qu�une onde de pression due à son une expansion volumique.métal réducteur + H�

2O --> métal oxydé + H

2 (exemple avec l�aluminium : 2 Al + 3 H

2O --> Al

2O

3 + 3 H

2) : la réaction

d�oxydo-réduction génère de l�hydrogène qui peut brûler au fur et à mesure de sa production (ARIA 4525) ou peut provoquer une explosion très violente comparable par ses effets à celles de plusieurs kilogrammes de TNT (de l�ordre du kilogramme de TNT pour quelques centaines de millilitres d�eau réagissant avec l�aluminium en fusion [7]).

Ces réactions susceptibles de générer des explosions sont méconnues de certains exploitants. Ces risques méritent d�être évalués avec rigueur dès lors que des métaux alcalins ou alcalino-terreux ou du métal en fusion ou en poudre (aluminium, magnésium) sont impliqués a�n de mettre en place des mesures de prévention et d�intervention adaptées :conception des installations permettant d�éviter toute introduction d�eau ou d�oxydant, formation des opérateurs.

c) Formation de gaz à l�eau

La formation de gaz à l�eau, mélange d�hydrogène et de monoxyde de carbone (CO), se produit lors du contact de l�eau avec des matières carbonées portées à très haute température (1 000°C) selon la réaction endothermique suivante :C + H

2O --> CO + H

2 L�explosion de ce mélange résulte ensuite de sa combustion avec l�oxygène de l�air (CO + H

2 + O

2

--> CO2 + H

2O).

Plusieurs cas de formation accidentelle de gaz à l�eau sont répertoriés dans la base de données (ARIA 20066, 27877, 29011...) ; ils concernent tous une intervention des pompiers avec arrosage de matières carbonées portées à très haute température (coke, charbon, copeaux de bois) du fait d�un incendie, entraînant la formation d�un mélange explosif d�hy-drogène et de monoxyde de carbone. Ce phénomène parfois ignoré peut aussi survenir en cas d�apport d�humidité sur des feux couvants dans les silos, décharges ou simples capacités de stockage.

La connaissance de ce risque doit permettre de prévoir des moyens de lutte contre l�incendie adaptés aux matières en combustion en évitant notamment l�emploi d�eau (étouffement, recouvrement par des matériaux inertes...)

d) Réactions impliquant des hydrures

Les hydrures (MxHy) sont aujourd�hui utilisés comme mode de stockage d�hydrogène dans certaines piles à combustibles, preuve que ces composés constituent naturellement une « source » d�hydrogène et potentiellement un risque de rejet accidentel comme le montrent les 4 accidents recensés dans ARIA mettant en cause du borohydrure de sodium (ARIA 984, 5136, 24767 et 30679).Ces composés très réducteurs utilisés dans l�industrie pharmaceutique, réagissent avec les oxydants (eau et humidité notamment) pour former de l�hydrogène. Généralement instables à température élevée, leur dégradation produit de l�hydrogène (ARIA 9841 et 30679).L�accidentologie montre que les risques liés aux hydrures doivent également être pris en compte lors de la gestion des déchets chimiques (procédures, formation du personnel) ; dans 2 cas, l�accident ne survient pas lors de leur emploi mais après rejet dans les eaux usées ou dans les déchets (ARIA 24767 et 30679).

A Champagnier (38), en 2005, une explosion se produit sur un pipeline transportant du chlore gazeux entre une plate-forme chimique (producteur) et un fabricant d�élastomères (utilisateur). [...]L�analyse de l�accident montre qu�une explosion H

2/Cl

2 en serait à l�origine, la formation de H

2 (20%) s�expliquant par

la combinaison de plusieurs éléments : l�introduction accidentelle dans la conduite d�humidité lors d�une opération de maintenance ancienne a entraîné l�hydratation du chlorure ferrique présent. Le changement de phase cristalline du dépôt, attribué par l�exploitant, au chauffage excessif de la conduite (80 à 90 °C) a favorisé l�attaque de l�acier (par l�acide hypochloreux) et la formation de H

2. Ce chauffage résulte d�une perte d�alimentation électrique d�un capteur

de température suite à la rupture d�un câble sur le site de l�utilisateur lors de la manipulation mal maîtrisée d�une dalle de protection de l�ouvrage, 3 jours plus tôt. En fait, la proportion d�hydrogène (20%) dégagée dans le chlore gazeux contenu dans la canalisation isolée à chaque extrémité, à faible pression (0,25 bar) au moment des faits constituait un mélange explosif qu�une très faible énergie d�ini-tiation (de l�ordre de la dizaine de microjoules) suf�sait à allumer.L�exploitant nettoie l�intérieur de l�ouvrage (2,5 à 3 t de résidus minéraux et organiques extraits), et prévoit la mise en place de sondes de température tous les 500 m avec sécurités basse et haute, la révision et la sécurisation du traçage électri-que, des contrôles endoscopiques réguliers... (ARIA 29864)

A Pessac (33), en 1995, une violente réaction se produit entre du métal en fusion et de l�eau après un contact ac-cidentel au niveau d�une lingotière en sortie de four de fusion. Le mélange métal-vapeur est projeté. Cinq ouvriers sont brûlés, principalement aux membres supérieurs et à la tête, et sont hospitalisés. L�activité de fonderie est arrêtée, et une expertise judiciaire est demandée. Les dégâts matériels sont évalués à 2 MF(ARIA 6390).

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IV. CAUSES D�ACCIDENT ET FACTEUR ORGANISATIONNEL

Des causes externes sont tout ou partie responsables de 7 acci-dents de l�échantillon étudié. Il s�agit de :

phénomènes météorologiques : foudre entraînant l�igni-� tion de nuage ou le déclenchement d�installations (ARIA 343 et 11562) ou pluies à l�origine de contacts accidentels eau / métal (ARIA 14162 et 25689),

défaut d�alimentation électrique des unités provoquant � une mise en sécurité des installations (ARIA 15757),

effet dominos « externe » par feux de forêt (ARIA 27877).�

Comme déjà évoqué, les défaillances matérielles relevées dans l�accidentologie de l�hydrogène résultent principalement de :

défaillances de joints, vannes etc. à l�origine de fuites � (cf. II a « l�hydrogène, un composé léger »),

problèmes de corrosion (cf. II c « endommagement des � métaux et alliages »),

défaillances d�automatismes ou d�instrumentations � (ARIA 5136 � la défaillance d�un agitateur entraîne un embal-lement thermique, ARIA 10316 � l�encrassement d�une garde hydraulique provoque une accumulation d�hydrogène qui ex-plosera, ARIA 17070 � la défaillance de la régulation de pH dans

une unité d�électrolyse est à l�origine d�une explosion, ARIA 22211 � Ouverture de soupape suivie d�une in!ammation dues à la défaillance d�une mesure de pression, ARIA 33838 - Fuite en!ammée d�hydrogène dans un atelier d�hydro-génation due à la défaillance de mesures de niveau...)

Plus de 70 % des accidents impliquant de l�hydrogène et dont les causes sont connues ont une origine organisationnelle ou humaine, seule ou associée à une défaillance matérielle. Toutes les phases de la vie de l�installation sont concernées : conception (ARIA 6189, 21196 et 22249), étude de dangers (ARIA 26983), exploitation (ARIA 15018, 25494, et 32796), maintenance (ARIA 891, 8966, 20274 et 27273), modi�cations (ARIA 2903, 6189, 7315, 9841 et 22319), intervention (ARIA 3512, 14987, 20066, et 29011 ).

L�accidentologie de l�hydrogène met en évidence deux causes principales d�accidents liées au facteur organisationnel et humain : les interventions pour maintenance ou entretien et les défauts de maîtrise de procédé.

Sur les 25 accidents mortels recensés dans ARIA, 48 % se sont ainsi produits lors d�intervention de maintenance, ce chiffre s�élève à 100 % si l�on ne considère que les 5 cas survenus en France.

Parmi les accidents dont les causes sont liées à la maintenance, on trouve notamment des :interventions par point chaud sans véri�cation préalable suf�sante de l�absence d�atmosphère explosive (ARIA 4501, � 22278 et 27273);défauts ou mauvaises consignations des ouvrages en maintenance (ARIA 891, 22319, et � 29864);lavages d�équipements sans analyse des risques suf�sante (ARIA 7956, et 19461);� interventions mal menées (défaut de montage de joint ou de serrage de boulonnerie...) entraînant des fuites d�hy-� drogène (ARIA 14779, 19490 et 32817),défaillances électriques ou d�automatismes faisant suite à des opérations de maintenance (ARIA 9541 et 19325).�

Les défauts de maîtrise de procédé concernent quant à eux plus particulièrement :les installations d�électrolyse (ARIA 6444, 10316, 17070, 20351, 25777, et 30637)� les emballements de réactions (ARIA 161, 5136, 7956, 9841 et 15140)� les mauvaises gestions des déchets qui réagissant, forment de l�hydrogène susceptible d�exploser (ARIA 6759, 13017, � 15532, 24767, 30679, et 32897).

La mise en place d�un dispositif de gestion de la sécurité performant doit permettre de réduire les risques liés à l�hydro-gène, notamment grâce :

à des procédures d�exploitation, de maintenance et d�intervention adaptées (ARIA 14987 et 22319), comprises et � appliquées par les opérateurs (ARIA 14700 et 32796),à une maintenance préventive des équipements (ARIA 22249 et 22251),� à la détection rapide des anomalies (ARIA 9541, 20274 et 22211),� à la bonne formation des opérateurs (ARIA � 161), au développement d�une culture élevée du risque dans l�établissement, compte tenu du fait qu�en présence d�hy-� drogène, le risque d�ignition est permanent (ARIA 30679).

ARIA 161 - Explosion dans une usine chimique à Auzouer-en-Touraine

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QUELQUES ENSEIGNEMENTS GENERAUX

Les risques liés à l�hydrogène concernent un très grand nombre d�activités qui em-ploient ou produisent de l�hydrogène : industrie chimique, pétrochimique, raf�na-ge, industrie nucléaire, transport... mais aussi la métallurgie ou le traitement des métaux, la récupération et l�assainissement pour lesquels ces risques sont plus per-

nicieux, l�hydrogène étant alors souvent généré accidentellement .

Près de 20 % des accidents étudiés résultent de la formation accidentelle de H2 par

contact eau / métal en fusion, formation de gaz à l�eau, réaction impliquant des hy-drures ou par corrosion des aciers. Ce dernier cas peut concerner nombre d�installa-tion, notamment toutes celles utilisant des �acides concentrés ; il peut en effet y avoir des dilutions accidentelles (par exemple a la suite d�une introduction d�eau, de lavage, d�une baisse progressive du titre...) susceptibles de générer de l�hydrogène. Une meilleu-re connaissance de ce type de réaction dangereuse par les exploitants concernés et les secours, peuvent limiter les risques correspondants.

Les propriétés de l�hydrogène � propension à fuir en raison de sa petite taille, mais aussi large domaine d�in�ammabilité et très faible énergie d�ignition, faculté à détoner � le rendent particulièrement dangereux dans les espaces con�nés ou semi-con�nés (points hauts ou recoins des réservoirs, plafonds...) Ainsi, les accidents impliquant de l�hydrogène objet de cette synthèse, sont à 84 % des incendie et/ou des explosions, dont les consé-quences notamment humaines sont souvent graves. La meilleure stratégie, adoptée no-tamment dans les ateliers de charge de batterie ou d�électrolyse, est de privilégier les milieux non con�nés, non encombrés, en extérieur ou équipé d�une bonne ventilation.

Concernant l�origine des accidents impliquant de l�hydrogène, leur analyse montre que dans plus de 70 % des cas, le « facteur organisationnel et humain » joue un rôle prédo-minant dans les causes profondes de la survenue de ces accidents. Une vigilance per-manente doit donc s�imposer au sein de l�entreprise, à tous les niveaux hiérarchiques - direction, encadrement, acteurs de terrain, sous-traitants � en gardant à l�esprit qu�en présence d�hydrogène, le risque d�ignition est permanent.

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BIBLIOGRAPHIE

1 NASA GLENN RESEARCH CENTERGlenn Safety Manuel, Chapter 6 � hydrogen, mars 2006.

2 INERIS � R. LODEL Incendies et explosions de métaux en poudre, Rapport scienti�que et technique, octobre 1992.

3 INRS � P. GROS Projections explosives de métal liquide dans les fonderies d�aluminium � Causes et prévention, in « Cahiers de notes documentaires n°122 », 1er trimestre 1986.Incendies et explosions lors du travail des alliages d�aluminium et de métaux facilement oxydables, Mesures préventives, in « Cahiers de notes documentaires n°140 », 3ème trimestre 1990.

4 INRSFonderies d�aluminium � Risques et prévention, juillet 1999.

5 L. MEDARD Les explosifs occasionnels, Lavoisier TEC&DOC, 1987, Vol 2, Ch 31, p 809-821

6 INRS - J. LELEU Réactions chimiques dangereuses, INRS ED697 � 1987

7 INERIS � S. EVANNORéférentiels, guides de bonnes pratiques et modes de gestion du REX dans la prévention des pro-jections explosives de métal en fusion. DRA-07-85166-17188A � version B, décembre 2007.

8 Code de construction des appareils à pression (CODAP � 2005 � SNCT publications) Annexe MA3 « comportement des aciers en présence d�hydrogène sous pression »

9 INERIS « résumé de connaissances sur l�hydrogène pour l�utilisation en tant que vecteur d�éner-gie alternatif » rapport DCE 07/85165- 15399A - dec 2007.

10 BARPI www.aria.developpement-durable.gouv.fr� Pollution des eaux après une explosion dans une usine chimique à Auzouer-en-Touraine (37), le 8 juin � 1988 � ARIA 161Incendie dans l�unité d�hydrogénation d�une usine chimique dans le land de Rhénanie-West-� phalie (Allemagne), en 1997 � ARIA 14700Dé�agration dans un réacteur sur un site de chimie �ne, à Marans (17), le 3 septembre 2002 � � ARIA 23017Fuite de chlore dans un atelier de liquéfaction d�une usine chimique, à Vieux-Thann (68), le 13 � janvier 2004 � ARIA 26208Explosion d�un raf�neur de copeaux de bois et incendie, à Corbenay (70), les 20 et 25 janvier � 2005 - ARIA 28990 et 29011Explosion d�une canalisation de chlore à Champagnier (38), le 21 mai 2005 � ARIA 29864 � Explosion dans un bac d�acide sulfurique à Pierre-Bénite (69), le 26 novembre 2005 � ARIA � 31082

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SELECTION D�ACCIDENTS FRANCAIS CITES DANS LE TEXTE

L�échelle européenne des accidents industriels :

La cotation pour les 4 critères de l�échelle européenne est indiquée pour chacun des acci-dents. Elle permet de rendre compte de l�importance des accidents après leur analyse détaillée. L�échelle est fondée sur 18 paramètres regroupés en 4 indices :

(2 paramètres) (7 paramètres) (5 paramètres) (4 paramètres)

Les informations permettant de déterminer le niveau élémentaire de chaque paramètre sont disponibles sur le site :

www.aria.developpement-durable.gouv.fr

dans la rubrique « Outils d�information / Echelle européenne des accidents ». Pour un accident donné, le niveau de chaque indice correspond au niveau le plus élevé atteint par l�un quelcon-que des paramètres qui le compose. Seuls certains de ces 18 paramètres, prévus pour couvrir la variété des conséquences susceptibles d�apparaître dans la diversité des événements possibles, sont généralement pertinents pour caractériser un accident.

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ACCIDENTS

ARIA 161 - 08/06/1988 - 37 - AUZOUER-EN-TOURAINE24.1G - Fabrication d�autres produits chimiques organiques de baseUne explosion et un incendie se produisent la nuit dans une usine chimique lors de la fabrication d�un imperméabilisant à base d�huile de sili-cone et d�additifs.Un opérateur débutant (engagé depuis 6 mois), récemment affecté à ce poste, est laissé sans encadrement vers 1 h pour s�occuper d�un procédé modi�é en juin et mis en oeuvre pour la 2ème fois. Le mode opératoire ne précisant pas l�ordre d�introduction des réactifs, il charge 800 kg d�huile dans la cuve 1702 au 1er étage, met le réacteur en chauffe, descend au rdc pour pomper du réactif et aperçoit, en montant au 2ème pour remplir une cuve d�eau, une sorte de brouillard s�échappant de la cuve 1702. L�explosion qui se produit alors vers 3h résulte de la formation d�hydrogène généré par la décomposition de l�huile de silicone après l�ajout brutal et non contrôlé de l�alcoolate très basique. L�incendie qui s�en suit, ravage 500 t de substances chimiques (alcools surtout), se propage à une grande partie du site (7 000 m²) et crée un important nuage de fumées. L�opérateur, projeté à 10 m, commotionné, souffre de graves brûlures et blessures. Pendant l�intervention, 2 pompiers sont blessés et 15 autres intoxiqués. En dépit des dif�cultés d�intervention rencontrées, les secours maîtrisent le sinistre en 4 h. Des analyses atmosphériques indiquent de faibles teneurs en CO et NOx. L�absence de dispositifs de rétention, des bras morts et un dysfonctionnement de la station d�épuration interne conduisent au déversement des eaux d�incendie (produits cyanurés, pentachlorophénols...) dans la Brenne. La Cisse et la Brenne (af�uent) sont polluées sur 23 et 5 km éliminant toute trace de �ore et de faune : destruction de 20 t de poissons, de mammifères aquatiques ou terrestres...Un indice phénol élevé est relevé dans la Loire : les captages sont arrêtés le 9/06 privant d�eau potable 200 000 habitants de Tours et de sa région, mais reprennent 3 j plus tard avec restriction pour l�alimentation humaine pendant 8 j. Un ravitaillement en eau potable est organisé pendant 10 j. Les dommages matériels et les pertes de production de l�entreprise sont de 45 MF et 8 MF. Des peines d�emprisonnements avec sursis sont prononcées : 1 an pour le président de la société et 120 KF d�amende, 6 mois pour le chef d�établissement et 60 KF d�amende. Les intérêts à verser aux parties civiles sont de 800 KF. Cet accident résulte surtout d�une défaillance organisationnelle profonde (pas de politique de sécurité, procédures incomplètes...).

ARIA 169 - 09/08/1989 - 69 - SAINT-FONS24.6L - Fabrication de produits chimiques à usage industrielDes travaux de meulage doivent être menés sur un réservoir ayant contenu de l�acide sulfurique. Toutes les procédures travaux (neutralisation de boues restantes par du carbonate, mesures d�oxygénométrie-explosimétrie en divers endroits) sont correctement effectuées. Au début de l�opération, une dé�agration se produit à l�intérieur du réservoir. Un mort et 2 blessés graves sont à déplorer. Le réservoir est partiellement détruit. Cette explosion est due à la présence d�hydrogène (100 g) dans une zone morte où aucune mesure n�a été faite. L�hydrogène provient de la corrosion du fer du réservoir par l�acide sulfurique.

ARIA 176 - 23/02/1989 - 76 - LE GRAND-QUEVILLY24.1J - Fabrication de produits azotés et d�engraisDans une boucle de synthèse d�ammoniac, une fuite de gaz de synthèse (75 % H

2 et 25 % N

2 à 30 °C) a lieu sur une vanne d�isolement d�un dispo-

sitif de contrôle de niveau d�une capacité à 250 bars. Une explosion se produit alors que 2 ouvriers d�une entreprise extérieure interviennent. Ces derniers sont tués et un incendie se déclare sur l�installation. Aucune conséquence n�est à signaler à l�extérieur du site. Quatre autres interventions auraient été effectuées sur cette vanne en moins de 1 an sans réussir à stopper la fuite. Un suivi (�xations, boulons) avec enregistrement des inter-ventions est effectué pour tous les équipements importants pour la sécurité. Une inspection générale portant sur la sous-traitance est organisée.

ARIA 7518 - 31/10/1995 - 76 - BOLBEC24.4A - Fabrication de produits pharmaceutiques de baseDans une usine de fabrication de produits pharmaceutiques, une explosion a lieu lors de la 1ère mise en service d�un réacteur d�hydrogénation durant un essai d�étanchéité des joints effectué sous atmosphère d�hydrogène à très haute pression. L�accident a pour origine la rupture de l�un des joints testés, suivie de l�auto in�ammation de 30 l d�un mélange air/H

2. Souffrant de brûlures et de douleurs du système auditif liées aux

surpressions, 5 employés proches du réacteur et qui procédaient à l�essai, sont hospitalisés ; 2 d�entre eux resteront hospitalisées plus de 48 h (bourdonnements aux oreilles). Les dommages matériels se limitent au périmètre immédiat du réacteur. Les détecteurs H2 devant asservir à la fermeture la vanne d�alimentation d�H

2 n�étaient pas encore installés, mais cette absence n�a pas été critique (réaction rapide des employés).

Les essais préalables réalisés sous azote étaient insuf�sants.

ARIA 437 - 01/10/1988 - 69 - SAINT-FONS24.1G - Fabrication d�autres produits chimiques organiques de baseA 6h10, un réservoir de 3 000 l d�hydrogène gazeux datant de 1939 (L=14 m, diam.=570 mm) explose à 135 b durant des hydrogénations sur un site chimique. Des opérateurs qui notent une explosion violente suivie d�une boule de feu rouge orangée, donnent l�alerte. L�atelier d�hy-drogénation est arrêté en urgence. Un départ d�incendie est rapidement maîtrisé. En fosse enterrée ouverte avec toiture en �brociment (L=16 m, l=5 m, prof.= 4 m), située à 20 m de la limite de propriété, la centrale d�H

2 mise en service en 1986 abritait 8 bouteilles forgées de 1 000 à

3 300 l en position horizontale sur supports métalliques, reliées par des canalisations avec vannes manuelles ; toutes les bouteilles se videront. La canalisation d�alimentation unique disposait d�une vanne pneumatique à fermeture par manque d�air commandée par un arrêt coup de poing ; son alimentation en air, sectionnée par un missile (l�un de 183 kg est projeté à 22 m, un autre de 33 kg à 145 m...) isole la centrale des unités sous pression d�H2.Il n�y a pas de victime. Des dommages matériels internes et externes sont observés jusqu�à 500 m dans l�axe du stockage, la majorité étant loca-lisés dans un rayon de 350 m : bris de bardages et toitures en �brociment des ateliers exposés, de vitres et de vitrines de magasin, déplacement de tuiles. A un moment moins favorable, cette explosion aurait pu occasionner des dommages corporels hors du site. Une expertise conclue à une rupture différée (fatigue statique) du réservoir par fragilisation de l�acier sous l�effet de l�hydrogène. La bouteille recyclée avait été utilisée sur d�autres sites, notamment comme réserve d�azote. L�usine disposait de 2 centrales d�H2 prévues pour couvrir les pointes de débit lors des différents cycles d�hydrogénation, la station de compression existante ne disposant pas d�un débit suf�sant. L�exploitation du réseau et de tous les réservoirs d�hydrogène sous pression (150 b) de l�usine est suspendue, au béné�ce d�une alimentation directe sous 35 b.

ARIA 8966 - 02/02/1980 - 73 - HERMILLON27.4D - Première transformation de l�aluminiumDans une usine transformant de l�aluminium, un feu de poussières d�Al se déclare à 8h15 sur une vis sans �n alimentant un transporteur. Des travaux (enveloppe de la vis découpée au chalumeau) génèrent des battitures qui en�amment de la poussière sur le sol. La poussière d�Al incandescente entraînée par le vent se propage vers des tunnels d�atomisation, des égouts et un puits perdu. Cette poussière et l�hydrogène formé au contact de l�eau provoquent 4 explosions violentes. L�incendie gagne un stock de poudre d�Al en sacs et en fûts. Violent jusqu�à 12 h, il est maîtrisé vers 15 h. Les dommages internes sont importants (toits souf�és, cratère, ...). Des missiles sont retrouvés dans un rayon de 50 m. Il n�y a ni victime ni dommage sur l�environnement.

ARIA 9477 - 10/08/1977 - 69 - SAINT-FONS24.1C - Fabrication de colorants et de pigmentsDans une usine chimique en arrêt saisonnier, un conteneur ayant été utilisé pour le transport d�oléums doit être rincé avant ferraillage. Lors de l�introduction d�eau, le réservoir est projeté contre un mur situé à 30 m et un brouillard sulfurique se forme. Trois employés sont blessés.

1414

ACCIDENTS

ARIA 9841 - 02/09/1996 - 63 - VERTOLAYE24.4A - Fabrication de produits pharmaceutiques de baseDans une usine chimique, une violente explosion se produit au cours d�une synthèse en batch de chlorobenzorex à partir d�une solution aqueu-se sodée de borohydrure de sodium contenu dans une nourrice sur chariot mobile. L�atelier est dévasté : le toit est souf!é, les parois légères sont déplacées, les conduites de solvants sont coupées par les projections mais le matériel de process n�est pas endommagé à l�exception de la nourrice détruite. Projeté contre des conteneurs par l�onde de choc, un opérateur, hors de l�atelier mais proche d�une porte, est blessé aux côtes, il sera hospitalisé pour une durée de 1 mois. La mise en solution du borohydrure de sodium (44 kg de poudre pour 130 kg de solution) se fait 2 h avant la synthèse, dans une nourrice de 630 L fermée et agitée ; la dissolution se faisant dif�cilement, le mode opératoire avait été modi�é depuis peu, un réchauffement de la solution étant désormais réalisé par ruissellement d�eau chaude (45-55°C). A 14h10, le réacteur est placé sous circulation d�azote (N2) puis est relié à la nourrice dont le chauffage est stoppé. A 14h15, le piquage d�arrivée d�azote sur la nourrice est connecté au !exible d�alimentation. A 14h20, le transfert de N

2 vers la nourrice débute et les vannes d�alimentation du réacteur et de fond de nourrice sont partiellement ouvertes (débit de 100

L/h - P(N2) = 2,8 bar). A 14h40, le !exible d�azote équipant la nourrice est brusquement arraché, une fuite de gaz s�échappant par l�ouverture ainsi créée. L�atelier est évacué des personnels non essentiels et une équipe d�intervention installe une vanne sur le piquage pour stopper la fuite. Les intervenants tentent alors de décomprimer la nourrice dans le réacteur ; pour cela ils ouvrent au maximum la vanne du réacteur et tentent d�ouvrir la vanne de la nourrice dont l�accès est dif�cile. A ce moment, le trou d�homme de la nourrice cède quelques secondes avant que celle-ci n�explose.Les investigations poussées réalisées après l�accident montreront qu�une décomposition thermique du borohydrure de sodium initiée par une température de stockage trop élevée (50°C dû au ruissellement d�eau chaude) en est à l�origine. Le maintien de la température de 50°C a stabilisé la vitesse de décomposition de telle façon que la faible quantité hydrogène formée pouvait s�échapper par les fuites de la nourrice. Lorsque le chauffage a été arrêté, le système a évolué de façon autonome : la température a augmenté sous l�effet de la chaleur de décom-position tout comme la pression, provoquant l�explosion thermique. La trappe de visite s�est ouverte sous une pression de 15 à 20 bar puis la nourrice s�est déchirée. La dépressurisation de l�hydrogène sous forme d�onde de choc a causé les dommages constatés sur l�atelier.En�n, une mauvaise connaissance des propriétés de l�hydrure et l�absence d�analyse critique des procédés par l�application des procédures de modi�cation et la prise en compte des incidents de production est également en cause.

ARIA 14987 - 11/09/1991 - 13 - MARTIGUES24.1G - Fabrication d�autres produits chimiques organiques de baseSur un site de production de chlore, une explosion a lieu lors du démarrage d�une installation à la suite du colmatage d�une garde hydraulique par les produits d�extinction d�un feu qui s�était déclaré au niveau de l�évent du circuit d�évacuation d�hydrogène. Le colmatage a provoqué une montée en pression du collecteur d�hydrogène et le passage, à travers les diaphragmes, du gaz in!ammable dans celui du chlore. Le mé-lange Cl

2 / H

2 a ensuite rejoint l�unité de dessiccation Cl

2 avant d�exploser. L�explosion aurait été initiée par une décharge d�électricité statique

ou le rayonnement d�UV. Le POI est déclenché. Aucune victime n�est à déplorer mais les tours de dessiccation sont détruites et le collecteur chlore est endommagé. L�augmentation de la teneur en hydrogène du chlore avait été détectée par un analyseur en ligne 15 min avant l�explosion. L�accident met en évidence des moyens inappropriés d�extinction d�un feu d�hydrogène ou insuf�sants en ce qui concerne la dé-tection de surpressions dans le collecteur d�hydrogène et l�analyse de ce gaz dans le chlore, ainsi que des procédures de conduite inadaptées quant aux modalités d�intervention en cas de surpression d�H

2 ou de pollution du chlore par le gaz in!ammable. Des mesures correctives sont

mises en place : élimination des causes de montées en pression dans le collecteur H2, renforcement et �abilisation des détections de surpression

d�hydrogène et de présence de ce dernier dans le chlore, adaptation des procédures de conduite aux initiateurs (surpression d�H2 et pollution du chlore par l�hydrogène).

ARIA 23317 - 15/10/2002 - 52 - BROUSSEVAL27.5A - Fonderie de fonteDans une fonderie, lors du transfert d�une poche de fonte en fusion entre 2 bâtiments de production, l�engin de manutention bascule dans le canal des MOULINS. Une explosion se produit sous le pont situé à proximité. Des projections et l�effet de souf!e endommagent les bâtiments voisins (fenêtres brisées, bardage et toiture partiellement souf!és, pont détruit. Quatorze personnes sont blessées dont 2 hospitalisées. L�explosion est due au contact du métal en fusion avec l�eau.

ARIA 25112 - 26/06/2003 - 38 - LE PONT-DE-CLAIX24.1E - Fabrication d�autres produits chimiques inorganiques de baseDeux incendies successifs se déclarent à quelques minutes d�intervalle au niveau de 4 cellules (1 isolée + 3 consécutives) dans la salle d�élec-trolyse d�une usine de production de chlore. Ces feux sont maîtrisés par les opérateurs grâce aux moyens anti-incendie proches. La présence simultanée d�hydrogène (H

2) et d�une étincelle due à un court-circuit est responsable des 2 accidents. Dans le 1er cas, la fuite d�H2 résulte du

débranchement manuel du raccordement caoutchouc-plastique au collecteur d�H2 ; cette action objet d�une procédure est exécutée lorsque

l�H2 est de qualité insuf�sante pour être collecté. Lors du 2ème incendie, un manchon percé par la corrosion est à l�origine de la fuite d�H

2. Plu-

sieurs causes sont identi�ées pour expliquer l�amorçage des court-circuits : isolants défectueux ou inadaptés (leurs caractéristiques n�ont pas été étudiées), non-étanchéité anode / cathode, rapprochement de l�anode et de la bride H

2 à la suite d�une modi�cation de la sortie de l�H

2 et à

une dérive de l�alignement des cellules. L�analyse des causes de l�accident et les actions correctives retenues sont présentées en CHSCT avant la reprise de l�exploitation : dé�nition d�un isolant plus adapté, amélioration des diaphragmes du procédé pour limiter la présence de chlore dans l�hydrogène et éviter ainsi le débranchement du raccordement au collecteur, amélioration du contrôle qualité et de la surveillance par le chef d�équipe, rabotage des brides H

2 pour diminuer leur proximité avec l�anode, large diffusion des enseignements de l�accident au personnel,

amélioration des procédures et consignes, réalisation d�un inventaire de toutes les anomalies d�isolement de l�ensemble des cellules...

ARIA 26208 - 13/01/2004 - 68 - VIEUX-THANN24.1E - Fabrication d�autres produits chimiques inorganiques de baseLors de la phase de redémarrage de l�atelier d�électrolyse d�une usine chimique, une fuite de chlore (Cl

2) gazeux se produit sur une canalisa-

tion dans l�unité con�née de liquéfaction de chlore. Les opérateurs stoppent les installations et quittent les lieux. Le POI de l�établissement est déclenché, puis levé 1h30 plus tard. Selon l�exploitant, sur les centaines de kg de Cl2 rejetées dans le bâtiment, seulement 3 kg ont été rejetés à l�atmosphère, le système de con�nement dynamique qui débouche sur une tour de neutralisation ayant joué son rôle. Les détecteurs de Cl2 signalent un dépassement du seuil de 5 ppm pendant 20 s en limite de site et durant 20 min à proximité du local. Cet accident n�a pas eu de conséquence identi�ée sur l�environnement, les riverains ou le personnel de l�usine. Une fuite, liée à la disparition de la canalisation sur quelques dizaines de cm de long (canalisation véhiculant le chlore dit �résiduaire� d�un séparateur gaz / liquide à l�unité de fabrication d�eau de Javel) est à l�origine de l�accident. Cette disparition est due à une combustion de l�acier de la conduite par le chlore, elle-même semble-t-il causée, selon l�exploitant, par la présence d�hydrogène (H

2) dans la canalisation, du fait d�un défaut de surveillance. La teneur en H2 dans le chlore

résiduaire qui doit rester inférieure à la LIE (4,6 %), est pilotée manuellement par le taux d�évaporation du chlore dans le séparateur gaz/liquide et surveillée par analyse. Lors de l�accident, un défaut de réaction de l�opérateur face à une élévation du taux d�H

2 a conduit au dépassement

de la LIE qui a atteint une teneur de 6,7 %. Pour diminuer cette teneur, le taux d�évaporation de chlore a été augmenté provoquant ainsi une élévation de débit de chlore résiduaire, qui a probablement fourni la faible énergie suf�sant à initier la combustion. La !amme, stabilisée à proxi-mité d�une vanne et d�un débitmètre, a entraîné la combustion fer / chlore lorsque la température a atteint 130 °C. Pour diminuer la probabilité de renouvellement d�un tel accident, l�exploitant décide de renforcer la surveillance de la teneur en H

2 et de stopper l�atelier électrolyse dès

que le taux d�H2 dépasse 3,5 % dans le chlore résiduaire. Cette teneur sera par ailleurs garantie par la réalisation en continu d�un bilan matière

sur le chlore natif.

1515

ACCIDENTS

ARIA 26618 - 04/12/1991 - 27 - VERNON35.3C - Construction de lanceurs et engins spatiauxLe 4 décembre 1991, une combustion interne se produit dans un réservoir d�essai d�hydrogène (H2) liquide sous haute pression de 12 m³ (700 kg de H

2 liquide), sur un site d�essai de matériels spatiaux. Les détecteurs ayant repéré l�anomalie, l�essai est stoppé. Aucune conséquence n�est

à signaler. Le réservoir, mis en service en 1988, est associé à des réservoirs de stockage d�H2 gazeux et d�oxygène (O

2) liquide. Il possède une

structure à double enveloppe avec vide inter-parois. De structure multicouche, la paroi interne est en acier austénitique et d�une épaisseur totale de 157 mm. Sa pression maximale supportée est de 400 bar, sa pression d�utilisation de 250 bar. En octobre 1990, une suspicion de pollution du réseau d�H

2 gazeux suite à une prise d�air en amont d�un compresseur, conduit à la vidange et

l�assainissement (par injection d�hélium) du réservoir d�essai en juillet 1991. Le 4 décembre 1991, un essai est effectué : le réservoir d�H2 liquide est mis en pression par un dispositif de régulation (+ 250 bar en 30 sec). Alors que la pression dans le réservoir atteint 160 bar, un bruit de chute est perçu et les détecteurs enregistrent un saut de pression de 10 bar. Les variations importantes et rapides des paramètres mesurés (températures de paroi, pression, débit) entraînent l�arrêt de l�essai. La combustion d�un glaçon d�O

2 présent dans le bras mort de la conduite de vidange du réservoir est à l�origine de l�incident. Ce glaçon d�O2 résulte de

l�introduction régulière d�air du fait des impuretés nominalement présentes dans l�H2 et de la pollution accidentelle du réseau en octobre 90,

de la présence d�air dans le bras mort lors de l�assainissement de juillet 91 (l�hélium est moins dense que l�air), de la re-solidi�cation de l�air lors du remplissage du réservoir en H2 liquide. Ainsi, le bras mort était obstrué par un glaçon d�air piégeant un mélange air / H2 dans la partie aval du bras mort. Plusieurs foyers de combustion ont été localisés : en phase condensée, entre l�O

2 solide et l�H

2 gazeux, en phase peu dense, entre l�H

2 et l�O

2

gazeux. L�initiation de la combustion s�est sans doute effectuée par la friction des glaçons contre les parois et la compression adiabatique du mélange H

2/O

2 gazeux. La remise en service du réservoir s�effectuera après 4 mois d�arrêt, après investigation et mise en place d�une vanne de

purge permettant le drainage régulier du bras mort et évitant ainsi l�accumulation de particules d�O2.

ARIA 29864 - 21/05/2005 - 38 - CHAMPAGNIER24.1E - Fabrication d�autres produits chimiques inorganiques de baseUne explosion se produit sur un pipeline transportant du chlore gazeux entre une plate-forme chimique (producteur) et un fabricant d�élasto-mères (utilisateur). La canalisation, construite en 1961 pour transporter de l�acide chlorhydrique (HCl), est exploitée depuis 1986 pour le transport de Cl2 désoxy-géné et séché. D�un diamètre de 200 mm et de 3 600 m de long, en acier peint, calorifugée et tracée sur la partie externe supérieure par un tube de chauffage par effet de peau, elle fonctionne à 4 bar relatifs et 30 °C. Depuis la veille, la production étant stoppée pour un arrêt de maintenance de 10 j, la pression dans le �chloroduc� a été ramenée à 0,25 bar.L�explosion se produit à 150 m du point de livraison, hors du site utilisateur. Sur 70 m de long, la canalisation rompue en 4 points porte des traces d�ondes de choc internes. Malgré de nombreuses projections de débris de canalisation dans un rayon de 150 m, aucune victime n�est à déplo-rer. La quantité de Cl2 émise est estimée à 475 kg. Les dégâts relevés (rupture en hélice, onde de pression...) indiquent le caractère détonant de l�explosion. Les conséquences matérielles sont importantes sur les 4 autres canalisations (diam. 100 mm) du rack aérien : les 2 conduites d�azote (13 b, 2 à 3 000 m³/h) sont déformées mais ne présentent pas de fuite, leur pression est ramenée à 10 bar ; celle d�oxygène (10 b), aussi endommagée est vidangée ; la dernière, désaffectée, est sous N

2 à pression atmosphérique.

L�analyse de l�accident montre qu�une explosion H2/Cl

2 en serait à l�origine, la formation de H

2 (20%) s�expliquant par la combinaison de plu-

sieurs éléments : l�introduction accidentelle dans la conduite d�humidité lors d�une opération de maintenance ancienne a entraîné l�hydrata-tion du chlorure ferrique présent. Le changement de phase cristalline du dépôt, attribué par l�exploitant, au chauffage excessif de la conduite (80 à 90 °C) a favorisé l�attaque de l�acier (par l�acide hypochloreux) et la formation de H

2. Ce chauffage résulte d�une perte d�alimentation

électrique d�un capteur de température suite à la rupture d�un câble sur le site de l�utilisateur lors de la manipulation mal maîtrisée d�une dalle de protection de l�ouvrage, 3 jours plus tôt. En fait, la proportion d�hydrogène (20%) dégagée dans le chlore gazeux contenu dans la canalisation isolée à chaque extrémité, à faible pression (0,25 bar) constituait un mélange explosif qu�une très faible énergie d�initiation (de l�ordre de la dizaine de microjoules) suf�sait à allumer.L�exploitant nettoie l�intérieur de l�ouvrage (2,5 à 3 t de résidus minéraux et organiques extraits), et prévoit la mise en place de sondes de tempéra-ture tous les 500 m avec sécurités basse et haute, la révision et la sécurisation du traçage électrique, des contrôles endoscopiques réguliers...

ARIA 31082 - 26/11/2005 - 69 - PIERRE-BENITE24.1E - Fabrication d�autres produits chimiques inorganiques de baseUne explosion se produit sur un site chimique, provoquant l�ouverture partielle du dôme d�un bac de stockage d�acide sulfurique à 99,2 % (rem-pli à 300 t sur une capacité de 1500 t). L�ouverture s�est effectuée selon la circonférence du bac au niveau du raccord dôme/virole. Le POI est déclenché. Aucune émission ou écoulement n�est constaté, seules des fumerolles sont observées au droit de l�ouverture. Aucune conséquence humaine ou environnementale n�est relevée, les dégâts matériels sont limités aux seuls équipements situés au-dessus du bac (tuyauteries d�arri-vée d�acide, ligne de respiration vers le sécheur, passerelle, ligne vapeur...). La présence d�hydrogène (quelques dizaines de grammes), généré par corrosion de l�acier du bac par de l�acide faible, serait à l�origine de l�explosion. L�accident fait suite à une série d�incidents sur l�unité de production de H

2SO

4 par absorption de SO

3 sur colonnes garnies : 2 perçages successifs des échangeurs thermiques eau/acide de la colonne

de transfert, la veille de l�accident, ont entraîné l�envoi dans le bac de stockage d�acide à un titre de l�ordre de 85 % (1er incident), puis d�acide de titre pratiquement nul (2ème incident). Avant l�explosion, le bac contenait un mélange non homogène avec un titre plus faible en surface. C�est 1h15 après la mise en service de l�agitation du bac que l�explosion s�est produite, l�ignition de H2 (qui nécessite une énergie très faible) étant probablement d�origine électrostatique. Les 2 perçages de l�échangeur thermique sont dus à un phénomène de corrosion par piqûre près des cordons de soudure du côté eau de refroidissement. La modi�cation du traitement biocide anti-légionelles depuis 1 an aurait favorisé la corrosion par piqûre de l�installation : l�utilisation d�eau de Javel à la place du brome a fortement augmenté le pouvoir oxydant de l�eau et a donc fait chuter la température d�amorçage des piqûres de corrosion. La diminution des vitesses de passage de l�eau (due à la baisse d�ac-tivité de l�atelier sur une longue période), contribuant à l�augmentation de température du milieu, est un autre facteur aggravant à l�origine de l�accident. Les mesures prises concernent le traitement de l�eau (utilisation temporaire d�un biocide non oxydant et étude d�un traitement continu chlore-brome), la détection d�arrivée anormale d�eau dans le procédé (sonde de température alarmée, 2 titrimètres), les procédures d�exploitation (interdiction d�envoi d�acide faible dans les stockages).

ARIA 33330 - 01/06/2005 - 76 - GONFREVILLE-L�ORCHER23.2Z - Raf�nage de pétroleLes contrôles d�inspection effectués lors d�un grand arrêt du reformeur d�une raf�nerie, utilisant notamment des contrôles par AUBT (Advance Ultrasonic Backscat-tering Technique) des tôles, des contrôles de soudure par TOFD (Time Of Flight Diffraction) et par magnétoscopie sur les ca-landres en acier faiblement allié à 0,5 % Mo, visent à la recherche d�attaque par hydrogène à chaud sur le train d�échange charge/ef�uent.Les premiers contrôles AUBT réalisés à partir de l�extérieur mettent en évidence des dégradations. Ces constatations sont con�rmées à l�ouver-ture des équipements par l�apparition des blisters (cloques) en pleine tôle et des �ssurations au niveau des soudures longitudinales. L�exploitant prévoit la construction et le remplacement en urgence des équipements corrodés par 4 calandres en acier 1,25 % Cr. La tenue des aciers 0,5 % Mo à l�attaque par hydrogène à chaud a été progressivement remise en cause depuis les années 1970. Elle est actuel-lement considérée comme similaire à celle des aciers carbone non alliés. Sur les unités anciennes, ces matériaux ont été choisis conformément aux courbes de Nelson en usage à l�époque de la construction mais ils sont potentiellement sensibles à l�attaque par hydrogène à chaud. Les équipements en 0,5 % Mo travaillant sous hydrogène doivent donc être identi�és et classés selon leur criticité, inspectés par AUBT et contrôle des soudures(TOFD, Magnétoscopie) pour rechercher des dégradations hydrogène et remplacés systématiquement pour les plus critiques en cas d�apparition de dégradations.

Les résumés des évènements présentéssont disponibles sur le site :

www.aria.developpement-durable.gouv.fr

Bureau d�analyse des risques et pollutions industriels2 rue Antoine Charial69426 Lyon Cedex 03Téléphone : 04 37 91 44 89

Service des risques technologiquesDirection générale de la Prévention des risques Ministère de l�Ecologie, de l�Energie, du Développement Durable et de l�Aménagement du TerritoireGrande arche de la Défense - Paroi Nord92055 La Défense cedexTéléphone : 01 40 81 92 32

ACCIDENTSTECHNOLOGIQUES EN LIGNE

Sécurité et transparence sont deux exigences légitimes de notre société. Aussi, depuis juin 2001 le site www.aria.developpement-durable.gouv.fr du Ministère de l�écologie, de l�éner-gie, du développement durable et de l�aménagement du territoire propose-t-il aux professionnels et au public des enseignements tirés de l�analyse d�ac-cidents technologiques. Les principa-les rubriques du site sont présentées en français et en anglais.Sous les rubriques générales, l�internaute peut, par exemple, s�informer sur l�ac-tion de l�Etat, disposer de larges extraits de la base de données ARIA, découvrir la présentation de l�échelle européen-ne des accidents, prendre connaissan-ce de l�indice relatif aux matières dan-gereuses relâchées pour compléter la « communication à chaud » en cas d�accident ou d�incident.

La description des accidents, matière première de toute démarche de retour d�expérience, constitue une part im-portante des ressources du site : dérou-lement de l�événement, conséquen-ces, origines, circonstances, causes avérées ou présumées, suites données et enseignements tirés.

Une centaine de �ches techniques détaillées et illustrées présente des accidents sélectionnés pour l�intérêt particulier de leurs enseignements. De nombreuses analyses par thème ou par secteur industriel sont également disponibles. La rubrique consacrée aux recommandations techniques développe différents thèmes : chimie �ne, pyrotechnie, traitement de surface, silos, dépôts de pneumatiques, permis de feu, traitement des déchets, manutention...

Une recherche multicritères permet d�accéder à l�information sur des accidents survenus en France ou à l�étranger.

Le site www.aria.developpement-du-rable.gouv.fr s�enrichit continuelle-ment. Actuellement, près de 32 000 accidents sont en ligne et de nouvelles analyses thématiques verront réguliè-rement le jour.

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