Matrise du vieillissement des installations industrielles :

comparaison des politiques en France et dans 4 pays

etrangers

Ahmed Adjadj, Valerie De Dianous, Olivier Dolladille, Gaetan ProdHomme,

Mathieu Reimeringer

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Ahmed Adjadj, Valerie De Dianous, Olivier Dolladille, Gaetan ProdHomme, MathieuReimeringer. Matrise du vieillissement des installations industrielles : comparaison des poli-tiques en France et dans 4 pays etrangers. Matrise des Risques et de Surete de Fonctionnement,Lambda-Mu 17, Oct 2010, La Rochelle, France. Institut pour la Matrise des Risques, pp.Comm2E-3.

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MAITRISE DU VIEILLISSEMENT DES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES :COMPARAISON DES POLITIQUES EN FRANCE ET DANS 4 PAYS ETRANGERSCONTROL OF AGEING OF INDUSTRIAL FACILITIES: COMPARISON OF THE

POLICIES IN FRANCE AND IN 4 FOREIGN COUNTRIESAhmed Adjadj, Valrie de Dianous, Olivier Dolladille, Gatan Prodhomme et Mathieu ReimeringerINERISParc technologique Alata, BP2, 60550 Verneuil-en-HalatteTlphone : +33(0)3 44 55 69 13, fax : +33(0)3 44 55 69 55, valerie.dedianous@ineris.fr

RsumSuite des accidents rcents en lien avec le vieillissement des installations industrielles, le Ministre de l'Ecologie, du Dveloppementdurable et de la Mer (MEEDDM) a lanc fin 2008 un plan d'action destin terme amliorer la matrise du vieillissement des installations.Dans ce cadre l'INERIS a ralis une tude comparative des politiques de suivi en France et dans quatre pays (Pays-Bas, Allemagne,Royaume-Uni et Etats-Unis). L'tude s'est concentre sur les quipements suivants : quipements sous pression, bacs de stockage, autresquipements dangereux non soumis la rglementation des quipements sous pression, systmes instruments de scurit, gnie civil. Dansun mme pays, la rglementation n'apporte pas de rponse exhaustive la matrise du vieillissement de l'ensemble des quipements. Mais lasynthse des exigences des diffrents pays peut permettre de dfinir un socle commun pour le suivi. Les rglementations sont compltes pardes guides professionnels qui apportent des rponses diffrentes en fonction de la nature et de la structure des sites. Cet article prsente lesrsultats de cette tude comparative en prsentant les grands principes retenus pour le suivi par type d'quipements.

De manire gnrale, la matrise du vieillissement doit inclure diffrents sujets (dont identification des quipements inspecter, dfinitiondes zones sensibles, choix de la techniques de contrle la plus approprie selon le mode de dgradation, nature et frquence des inspections,dtermination de critres d'acceptabilit et valuation des dures de vie rsiduelles...). Concernant l'organisation, certains aspects peuventtre amliors (coopration entre les services, meilleur retour d'exprience, gestion des comptences, transparence dans les dcisions...).En France, le plan d'actions a permis d'identifier des axes de progrs pour les diffrents quipements conduisant une trentaine de mesuresformalises dans le Plan de Modernisation. Parmi ces mesures, un 8eme volet a t ajout au SGS incluant l'identification des quipements inclure dans un plan d'inspection, un tat initial pour les quipements sera ralise, des guides professionnels pour l'inspection des diffrentsquipements seront rdigs, les impacts environnementaux seront mieux intgrs... Ces mesures permettront une meilleure matrise duvieillissement et une prvention des accidents lis au vieillissement.

SummaryFollowing recent accidents due to ageing of equipment, the Ministry of Ecology and Sustainable Development launched at the end of year2008 an action plan with the view to improving control of ageing of industrial facilities. In this frame, INERIS performed a comparativestudy in France and in four countries (the Netherlands, the United Kingdom, Germany and the United States). The study focused on thefollowing types of equipment: pressure equipment, storage tanks, other vessels or pipes not subjected to pressure regulations, safetyinstrumented systems, civil works. In none of the compared countries, regulation does provide an exhaustive answer to control of ageing forthe whole panel of equipment. Regulations are completed by professional guides that provide different answers according to the size andnature of the industrial site. This paper presents the results of this comparative study presenting the general principles of control of ageing foreach type of equipment.

Generally speaking, some main topics have to be included in the control of equipment (identification of the equipment to be inspected,definition of sensible areas, choice of the relevant non destructive technique, type and frequencies of inspections, definition of acceptabilitycriteria, and evaluation of the remaining life time...). Regarding the organization of the companies, some aspects have to be improved(importance of the feedback, of the cooperation between the services, of the competencies, transparency in the decisions...).In France proposals for improvement of the control of ageing have been included in the "Modernization Plan" in January 2010 through 38actions. Among them, a new topic in the safety management system including identification of the equipment to be included in an inspectionplan will be added, professional guides for inspection of the different equipment will be issued, impact on environment will be more takeninto account.... These measures will contribute to a better control of ageing and to an efficient prevention of the accidents due to ageing.

1. INTRODUCTION

Beaucoup d'installations industrielles en France ont t mises en service il y a plus de trente ans. Le renouvellement partiel des installations aparfois t mis en uvre pour rpondre des exigences de production, de rentabilit ou de scurit. Cependant, beaucoup d'quipements sonten service depuis de nombreuses annes, posant ainsi le problme de la matrise de leur vieillissement.

L'accidentologie rcente dans les installations industrielles franaises a rappel que le vieillissement des installations ncessitait la mise enplace d'un suivi rigoureux des quipements permettant d'assurer le maintien de leur intgrit. Suite ces accidents, le Ministre del'Ecologie, de l'Energie, du Dveloppement durable et de la Mer (MEEDDM) a donc lanc fin 2008 un plan d'actions sur la matrise duvieillissement des installations industrielles. Le plan d'actions s'est concentr sur les quipements suivants : quipements sous pression, bacsde stockage, autres quipements dangereux non soumis la rglementation des quipements sous pression, quipements lectriques etsystmes instruments de scurit, accessoires de scurit, gnie civil. Ce plan d'actions a impliqu l'administration, les industriels et lesexperts. Dans ce cadre, l'INERIS a t missionn pour raliser une tude comparative des mthodes de gestion du vieillissement desquipements en France et dans quatre pays trangers (Pays-Bas, Allemagne, Royaume-Uni et Etats-Unis).L'objectif de cette mission est d'une part une comparaison des mthodes et rglementations appliques en France avec celles mises en uvre l'tranger et d'autre part la mise en lumire des difficults et des bonnes pratiques de suivi en vue d'amliorer la politique de suivi enFrance.

Pour mener bien sa mission, l 'INERIS s'est appuy sur cinq sources d'informations : une analyse bibliographique des guides professionnels, des normes et des rglementations ; une enqute ralise par Eu-VRI1 sur les pratiques internationales dans les quatre pays trangers cibls ; un retour d'exprience sur divers accidents ayant pour origine le vieillissement des structures ; les visites organises chez certains industriels en France (raffineries, dpts de liquides inflammables, sites emplisseurs des GPL et

usines chimiques) ; les changes avec des organismes experts (nationaux et trangers) et les changes dans les groupes de travail nationaux mis en place

par le ministre sur le thme du vieillissement.

L'tude a soulign que les mthodologies d'inspection dans les diffrents pays prsentaient des similitudes mais aussi quelques particularits.Les rsultats sont prsents dans trois rapports I11I21I31

Le plan d'action lanc fin 2008 a conduit au plan de modernisation des installations dbut 2010.

Cet article comprend les chapitres suivants : considrations gnrales sur la matrise du vieillissement, comparaison des mthodologies de suivi dans les 5 pays, actions dfinies dans le plan de modernisation.

2. CONSIDERATIONS GENERALES SUR LA MAITRISE DU VIEILLISSEMENT

2.1 Dfinition du vieillissement

Le vieillissement est un processus de dgradations physique ou chimique par lequel les caractristiques d'un systme, structure ou composantse modifient graduellement avec le temps ou l'utilisation. Il se traduit par une altration des performances. Il s'agit d'un phnomne continuet progressif qui dpend d'un grand nombre de facteurs : Les conditions d'environnement. le temps de fonctionnement, les proprits des matriaux, le rgime d'exploitation,

La matrise du vieillissement d'une installation industrielle ncessite de : identifier, dtecter, valuer et hirarchiser les principaux vecteurs de vieillissement, prendre les mesures ncessaires afin de les attnuer, les diffrer ou les supprimer.

Dans ce processus de matrise du vieillissement, il faut distinguer :

Les matriels qui suivent des programmes de maintenance prventive, afin de maintenir un taux de dfaillance sensiblement constant.Ces matriels font l'objet d'une approche dite fiabiliste du vieillissement. Leur taux de dfaillance volue gnralement suivant laclassique courbe en baignoire (Figure 1).

Taux de dfaillance X

(eunesse

Etape 1

Vie utile

Vieillesse

AgeEtape 2 j Etape 3 I Etape 4

Figurel : Approche fiabiliste : volution du taux de dfaillance des matriels

1 European Virtual Institute, groupement d'intrt conomique europen fond par l 'INERIS et quatre autres partenaires

Les matriels qui vont vieillir naturellement et se dgrader plus au moins rapidement en fonction du phnomne physique dominant quiles affecte. Ils sont inspects ou surveills rgulirement. Ces matriels font l'objet d'une approche dite physique du vieillissementcaractrise par l'volution de leur tat de dgradation.

Etat dedgradation

AmoragePropagation Ruifture

-

Etape 1 Etape 2 Etape 3 Etape 4 ^ e

Figure 2 : Approche physique : volution de l'tat de dgradation des matriels

L'analyse de ces deux visions du vieillissement ncessite un retour d'exprience. Le retour d'exprience est un lment stratgiqueincontournable dans la matrise du vieillissement des installations industrielles.

2.2 Objectifs de la matrise du vieillissement

La matrise du vieillissement rpond deux objectifs : Un objectif de scurit : le contrle du vieillissement doit permettre de prvenir les accidents pouvant impacter les personnes ou

l'environnement en vitant les pertes de confinement sur les quipements dangereux et en garantissant la fiabilit des quipementsimportants pour la scurit (dispositifs de scurit, systmes instruments de scurit...) ;

Un objectif conomique : l'indisponibilit d'un quipement peut conduire des pertes d'exploitation importantes. Des oprations demaintenance, incluant des inspections priodiques, doivent prvenir ces arrts. Cependant, une optimisation de ces oprations demaintenance est ncessaire, car elles reprsentent galement un cot.

Des mthodes d'optimisation sont donc mises en uvre. Ces mthodes, appels RBI (Risk Based Inspection) sont bases sur le risque etprennent ainsi en compte les probabilits d'occurrence des vnements redouts et les consquences potentielles. Les paramtres pris encompte dans l'valuation de la gravit des consquences sont l'impact sur les populations, l'environnement, les cots et parfois l'impact enterme d'image de marque. Sont ainsi dfinies les mthodes de suivi et les frquences associes. L'avantage de ces mthodes est de pouvoirprioriser les actions de suivi, ce qui est tout particulirement pertinent pour les installations comportant un grand nombre d'quipements.

La matrise du vieillissement repose sur une dmarche comprenant trois grandes phases :

Phase 1 : identification des composants critiques pour lesquels une tude de vieillissement est ncessaire

Cette identification des composant importants doit reposer la fois sur l'expertise et le retour d'exprience et sur les tudes de sret /scurit.

Phase 2 : valuation du vieillissement pour ces composants importants, en 2 tapes> Le recueil des informations ncessaires dans un dossier quipement.

Ce dossier quipement doit comprendre les donnes de conception, les donnes de matriaux et de leurs proprits, les conditionsd'exploitation, les conditions extrieures, les objectifs de sret de fonctionnement allous au composant, l'historique demaintenance et de surveillance et d'inspection, les donnes de retours d'exprience sur des matriels analogues / similaires, ...

> La comprhension du vieillissement et son volution.L'objectif est de dterminer le mcanisme de dgradation responsable, mais aussi les facteurs d'influences. Cette analyse n'estpas toujours facile mener par manque d'information (incomplte et/ou indisponible).

Phase 3 : mise en uvre de parades adquates pour la matrise du vieillissement, tels que :> l'inspection (qui peut tre visuelle ou qui peut consister en des contrles non destructifs ou des oprations de r-preuve...) ;> la surveillance en ligne, gnralement fonde sur le suivi d'un paramtre physique caractristique du vieillissement (suivi du pH,

de la pression, etc...) ;> la surveillance des indicateurs de fiabilit : une volution dfavorable de ces indicateurs peut indiquer un vieillissement.

Ces dmarches doivent pouvoir dtecter, temps, une dgradation afin que l'on puisse intervenir avant qu'elle ne dgnre en perte defonction. Elles doivent tre suffisamment fiables, prcises et efficaces. Selon les rsultats des contrles, on sera amen statuer sur lemaintien de l'quipement (il peut rester en toute scurit pour une dure fixe) ou des oprations seront ncessaires (le remplacement del'quipement ou la rnovation /rparation de l'quipement ou le changement des conditions d'exploitation).

3. COMPARAISON DES METHODES DE SUIVI DANS LES 5 PAYS ETUDIES

3.1 Aperu des diffrentes politiques de suivi

L'tude ralise par l'INERIS a soulign que la matrise du vieillissement des installations tait considre comme un sujet important deproccupation dans les 5 pays tudis (France, Pays-Bas, Angleterre, Allemagne et Etats-Unis).Des rglementations dfinissent des exigences gnrales. L'administration est charge de veiller au respect de ces exigences. Les industrielssont responsables de la mise en uvre des moyens permettant de rpondre ces exigences. Des normes et des guides professionnels peuventfournir des outils pour la dfinition de ces moyens.

En Europe, la Directive Seveso et les directives lies la scurit et la sant des travailleurs au travail dfinissent les exigences concernantle suivi des quipements. Les aspects que les exploitants doivent mettre en uvre sont la maintenance des installations, les inspectionspriodiques, le recours des personnes comptentes pour la ralisation de ces contrles, la rdaction de rapports d'inspections...Cependant,ces exigences ne sont pas toujours respectes sur les sites industriels.La Directive Equipement Sous Pression donne un cadre europen pour la conception, la fabrication et la mise sur le march des quipementssous pression. Mais l'aspect suivi n'est pas abord. Ce sont les transpositions nationales qui abordent cet aspect.

Au niveau europen, le projet RIMAP cherche promouvoir des inspections bases sur le risque. Les rsultats du projet sont dclins ennorme europenne.

Aux Etats-Unis, le Federal Code of Regulation CFR 29 1910-111 traite spcifiquement du management de l'intgrit des installations.L'industriel reste responsable des moyens mis en uvre. La matrise de l'intgrit des quipements dangereux passe par la dfinition deplans d'inspections, la ralisation d'inspections priodiques, la rdaction de rapports et le recours des personnes comptentes. Des guidesprofessionnels sont recommands dans la rglementation. Pour les stockages de liquides inflammables, le Federal Code of Regulation CFR40 aborde la protection de l'environnement avec les mmes exigences.

3.2 Mthodologies de suivi des diffrents types d'quipements

3.2.1 Equipements sous pression

Les inspections priodiques sur les quipements sous pression sont obligatoires dans les 5 pays tudis. En fonction de la taille et de lapression de fonctionnement, les inspections incluent des contrles externes et internes pour les capacits et uniquement externes pour lestuyauteries. Ces contrles incluent des contrles non destructifs, des inspections des accessoires de scurit et des tests de rsistance lapression.

Les priodicits des contrles externes et internes varient beaucoup selon les pays, de 2 ans 18 ans. Les paramtres dfinissant ces priodessont la dangerosit de l'quipement, la connaissance de l'quipement et de ses modes de dgradation et les mthodes employes (mthodesbases sur le risque ou rglementation prescriptive). Les tests de pression peuvent tre remplacs par d'autres techniques (sauf en France oils restent obligatoires et o ils prennent le plus souvent la forme de test de pression hydraulique). Les contrles sont gnralement moinssvres pour les tuyauteries (moins frquents, moins de tests de pression) que pour les rcipients. Mais le plan d'inspection des tuyauteriesdoit tre ralis ou au moins valid par un organisme comptent.

On rencontre deux grands principes de politiques de suivi : Les rglementations prescriptives qui imposent des exigences prcises en termes de nature et priodicit des contrles que les

industriels doivent suivre avec peu de souplesse possible sur la mise uvre. La France, l'Allemagne et les Pays-Bas ont ce type derglementation. Cependant ces rglementations ont volu rcemment vers des rglementations plus souples, autorisant des mthodesde suivi bases sur le risque. Par exemple en France141151, un rgime plus flexible est possible sous rserve du respect d'exigencesconcernant l'organisation des services d'inspection (indpendance, comptence...) et le suivi de guides professionnels (UIC/UFIPDT32161 et DT84171) approuvs par le Ministre franais. Ces guides dfinissent des inspections bases sur le risque pour les sitesdisposant de Service d'Inspection Reconnue.

Les rglementations par objectifs qui dfinissent des exigences gnrales. L'industriel est responsable du management de l'intgrit desquipements. Des guides professionnels (ACOP181 au royaume-Uni, API aux Etats-Unis) leur permettent de satisfaire les exigencesgnrales. Les modalits des contrles dpendent finalement des sites et des quipements. Des mthodes bases sur le risque sontsouvent utilises (comme API RBI 580/5811911101) dans les grosses industries chimiques et ptrochimiques.

Quelle que soit la rglementation, les exigences gnrales incluent la responsabilit de l'exploitant, la comptence des personnes ralisant lescontrles, la rdaction d'un plan d'inspection prcisant d'une part quels quipements font l'objet d'un suivi, et d'autre part la nature et lapriodicit des contrles effectus, la rdaction d'un rapport d'inspection et la rdaction d'un plan d'actions suite aux contrles effectus.

Des guides professionnels constituent des outils utiles pour dfinir les plans d'inspection (par exemple SAFed guides11311141, Institute ofPetroleum codes au Royaume-Uni, API 5701121, API 510[111aux Etats-Unis, UIC/UFIP DT32161 et DT84171, guides AFIAP ou AQUAP enFrance...).Lorsque des mthodes bases sur le risque sont utilises, elles ncessitent une grande comptence et une grande connaissance desquipements et des modes de dgradation. Lorsque des mthodes RBI sont utilises, la mise en uvre varie d'un site l'autre. En effetchaque industriel a dvelopp sa propre mthode d'valuation de la probabilit d'occurrence et de la gravit des vnements redouts. De cefait, les autorits ont parfois du mal juger du bien-fond des contrles raliss (nature et priodes).

Le tableau 1Inspectio

nexterne

Inspectio

ninterne

Sauf cas

particulie

r

Exam

en -

vrificatio

naccessoire

s de

scurit

Epreuv

ehy

drauliq

ueTest de pressio

n

;ompare les priodes d'inspection des diffrents pays pour les capacits sous pressionFrance

BaseIP : 40 moisRP : 36, 60ou 120 mois

(*)

IP : 40 moisRP : 36, 60ou 120 mois

(*)

IP : 40 moisRP : 36, 60ou 120 mois

(*)

RP : 30, 60ou 120 mois(*) (**)

SIRselon plan

IP : Maxi 60 ou72 mois

RP : maxi 120ou 144 mois

selon planIP :Maxi 60 ou72 mois par SIRRP : maxi 120ou 144 mois

selon planIP : maxi 60 ou

72 moisRP : Maxi 120ou 144 mois

selon planRP : Maxi 120ou 144 mois

(**)

UKBase

selon planGuide : 24 144 mois

selon planGuide : 24 144 mois

selon planau moinsaussi

souventque

rservoirs

Peut treremplacparCND

USA

API60 mois

120 moismaxi ou"on"

stream"parCND

Soupapes :Maxi

60 mois

Peut treremplacparCND

RBIPas

d'intervallemaxi

Pasd'intervalle

maxi

Pasd'intervalle

maxi

/

Pays-BasBase48

72 mois

48 72 moisPeut treremplaceparCND

Etendu96

144 mois

96 144 mois

Flexible16 18 ansRBI valid

parMinistreTravail

16 18 ansRBI valid

parMinistreTravail

Mme frquence quipement

Peut tre remplac par CND

AllemagneBase

24 mois(plafond

modulable

60 mois

Oui

120 mois(plafond

modulablePeut tre

remplac parCND

(*) Dpend de la nature de la substance contenue (caractre toxique et/ou corrosif)(**) Le test de pression est requis selon conditions sur Pression et VolumeRappel : IP = Inspection Priodique - RP : Requalifications Priodiques - CND = Contrle Non destructifs - SIR = Service InspectionReconnu

Tableau 1 : Rservoirs sous pression - Comparaison des intervalles entre inspections selon les pays

Le tableau 2 compare les priodes d'inspection des diffrents pays pour les tuyauteries sous pression :

e res

S-H O

eu en

next

accs

Lirit

-.g g ,%

M *

cr1 G

3 "S >.

ydn prs

suiv

vice

OJ - a g aj3 S g. H ^

FranceBase

Programme tablir

Inspection +validationplan : 36, 60ou 120 mois

(**)(Pour "grospiping")Dispensed'preuve

hydraulique

SIRselon pland'inspection

A faire par SIRValidation plan :Maxi 120 ou144 mois

(Pour "grosPipmg )Dispensed'preuvehydraulique

UKBase

selon PlanGuide : 24 144 mois

Dispensed'preuvehydrauliqu

e

USAAPI60

120 mois

Dispensed'preuvehydrauliqu

e

RBIPas

d'intervallemaxi

/

Pays-BasBase48

72 moisPar "OH"

Peut treremplacparCND

Etendu96

144 mois

Peut treremplacparCND

Flexible16 18 ansRBI valid

parMinistreTravail

Peut treremplacparCND

AllemagneBase

60 mois(plafond

modulable

60 mois

Peut treremplac par

CND

(*) : Dpend de la nature de la substance contenue (caractre toxique et/ou corrosif)Note : on entend par personne comptente une organisation juge comptente (en pratique en France, fait gnralement par les OH, auRoyaume-Uni par des organismes accrdits)Rappel : IP = Inspection Priodique - RP : Requalifications Priodiques - CND = Contrle Non destructifs - SIR = Service InspectionReconnu

Tableau 2 : Rservoirs sous pression - Comparaison des intervalles entre inspections selon les pays

3.2.2 Stockages atmosphriquesLa rglementation sur le suivi des rservoirs de stockage atmosphriques est moins prescriptive que la rglementation de suivi desquipements de pression. Dans les cinq pays tudis, le directeur du site industriel est responsable de l'intgrit de ses quipements. Lesrglementations les plus prescriptives imposent une priodicit maximale entre deux inspections dmontrant l'intgrit globale du rservoir(visite interne ou mthode quivalente). Plus gnralement, l'utilisation d'un guide spcifique d'inspection tel que l 'EEUMA 159 I221, l 'API653 I231 ou l 'UFIP 2000 [21> peut tre impos. Une telle diversit dans les rglementations entraine la mise en application de mthodesd'inspection variables d'un pays l'autre et galement d'un site l'autre dans un mme pays. Plusieurs vnements accidentels rcents ontmontr que certaines des mthodes d'inspection employes pour les rservoirs atmosphriques, dans les industries de la ptrochimie, ne sontpas toujours suffisantes pour assurer l'intgrit des quipements de stockages atmosphriques.

L'tude ralise a dgag une mthode gnrale commune que l'on retrouve chez tous les exploitants comme dans tous les guides tudis.

En premier lieu, une articulation de l'inspection en plusieurs tapes complmentaires semble ncessaire pour assurer un suivi quasi-permanent des bacs tout au long de leur utilisation: Des rondes frquentes doivent permettre de dtecter les anomalies majeures visibles de l'extrieur, de surveiller la dgradation

progressive des anomalies connues et de dtecter les fuites ventuelles au niveau de la robe et en pied de bac ; Une inspection externe en marche doit permettre de contrler l'ensemble des points sensibles externes par le biais de contrles visuels

qui peuvent tre compltes par des techniques de CND. Cette inspection doit galement permettre de suivre l'volution de la corrosionen mesurant la perte d'paisseur des tles de la robe par le biais de techniques de CND adaptes ;

Une inspection interne pousse l'ouverture doit permettre d'tablir un diagnostic complet de l'tat du bac en utilisant l'ensemble desmthodes de CND appropries.

Les frquences doivent tre adaptes en fonction du risque li au stockage, de la connaissance du stockage et des rsultats d'inspectionspralables. Selon le contexte et de faon complmentaire, d'autres inspections et contrles peuvent tre raliss. Le tableau suivant rsumeles types de contrles et les frquences associes pour les trois principaux guides tudis.

Cham

papp

licat

ion

Nature des

contrles

Inter

valle maxim

al entre

ins

pecti

ons

Exam

enaccessoir

es

EEMUA 159'^' : Users' guide to the inspectionand repair of aboveground vertical cylindrical

steel storage tanks1

Rservoirs atmosphriques et rservoirsrfrigrs

Contrles de routineInspection externeInspection interne

Test hydrostatique suite rparation

Routine

Externe

Interne

Chauff oucalorifuge

3 mois **

3 ans **

6 ans **

Ptrle brut

3mois

5 ans

8 ans

Ptrolelger

3 mois

5ans **

10 ans

Ptrle

lourd

3mois

8 ans

16ans

Oui, chaque inspection

API 653repa

231 - Tank inspection,

ir, alteration andconstruction11

Rservoirs atmosphriquescontenant des produits ptroliers

Contrles de routineInspection visuelle externe

Mesures d'paisseur ultrasons de la robeInspection interne

Test hydrostatique suite rparation

Routine

Externe :

Ultrasonsexternes

Interne :

Cintiquede

dgradation(N)connue

1 mois

RCA/(4*N) ou 5 ans

RCA/(2*N) ou 15 ansRCA/ N et20 ans

Cintiquede

dgradation inconnue

1 mois

5 ans

5 ans

10 ans

Oui, a chaque inspection

Guide UFIP1211

Rservoirs atmosphriques contenantdes produits ptroliers

Contrles de routineInspection visuelle externe

Mesures d'paisseur ultrasons de la robeContrle par missions acoustiques

Inspection interneTest hydrostatique suite rparation

Routine

EXterne

AssiseRevtemen

tUltrasonsEmissionsacoustiques

Interne

Temprature

ambiante

Rgulire

1 3 ans

3 5 ans

0 10 ans

Pas delimite

Rchauff

Rguliere

1 3 ans

2 3 ansOlOans

Max 20ans

Oui, a chaque inspection

RCA : paisseur rsiduelle = paisseur dernier contrle - paisseur minimale requise par le code -N : taux de corrosion par an(*) : Ces frquences sont considrer dans le cas o il n'y a pas de mthode RBI mise en place. Dans un tel cas, les limites sont fixes parla mthode.(**) L'ensemble des frquences est donn pour un climat tempr. Le guide donne galement des valeurs pour des climats tropicaux oudsertiques.

Tableau 3 : Rservoirs atmosphriques - Guides majoritairement utiliss au Royaume-Uni, Pays Bas (EEMUA), aux USA (API) et enFrance (Guide UFIP)

En pratique, l'tendue et la nature des contrles restent trs variables d'un site l'autre et plusieurs points prtent divergence. L'analyse del'accidentologie et des guides associe l'tude mene sur le terrain ont permis de mettre en avant plusieurs points cls dans le suivi des bacsatmosphriques. Ils sont rsums ci-dessous : L'accidentologie montre que :

> Les bacs de ptrole brut sont victimes d'une corrosion plus importante que les autres produits en raffinerie ;> L'instabilit gomtrique de l'assise du rservoir peut tre une cause de dfaillance majeure.

L'analyse des mthodes d'inspection (guides, rglementations, pratiques) a montr que :> Le principe des trois tapes d'inspection (ronde, visite externe et visite interne) est repris dans l'ensemble des rfrentiels et doit

permettre d'assurer un suivi fiable des rservoirs.> Ces inspections doivent permettre la mise en uvre de mthodes de contrle adaptes au stockage, ces conditions d'exploitation

et aux rsultats des inspections prcdentes.> Toute modification doit tre prise en compte dans les choix lis l'inspection. En particulier, la maintenance et les changements

de conditions opratoires doivent faire l'objet d'un suivi permanent. L'ensemble des informations rcoltes permis de mettre en avant plusieurs remarques importantes :

> Le contrle des fondations, de l'assise et des aspects gomtrique des rservoirs ne doit pas tre nglig ;> Les contrles par mission acoustique doivent tre considrs avec plus de prcautions qu'actuellement quant leur mise en place

et l'exploitation de leurs rsultats ;

> Les revtements anti-corrosions doivent faire l'objet d'une attention particulire lors de leur application.Pour les prochaines annes, plusieurs exploitants s'orientent progressivement vers des mthodes de type RBI en adaptant les mthodesprouves pour le suivi des appareils sous pression aux spcificits des rservoirs atmosphriques.

3.2.3 Capacits et tuyauteries non soumises la rglementation des quipements sous pression

Malgr les rglementations europennes concernant la sant des travailleurs et les substances dangereuses, le contrle des quipements nonsoumis la rglementation des quipements sous pression est peru par les industriels comme un "suivi volontaire". Parfois des contrlessont effectus, bass sur le risque ou la gravit. Mais souvent aucun contrle n'est effectu.

Les manques suivants ont t relevs comme communs : absence d'identification de plans d'inspection prcisant les quipements contrler ; absence de critres dfinissant quels quipements retenir ; il y a un lien insuffisant entre les tudes de dangers et les plans d'inspection ; absence d'informations sur les quipements permettant l'laboration des plans d'inspection (identification des quipements, codes de

construction utiliss, historique des rparations, modifications, isomtriques) ; ce manque d'informations est particulirement vrai pourles tuyauteries construites avant les annes 70 ;

absence de plans d'inspections dfinissant la nature et les priodes des contrles (contrles externes et/ou internes, prparation desquipements pour les contrles, nature des contrles non-destructifs mettre en uvre en fonction des modes de dgradation, champdes inspections (fondations inclure...), et absence de rfrence prcisant comment le plan est labor (utilisation de guidesprofessionnels...) ;

comptence insuffisante des personnes laborant les plans d'inspection ou les ralisant ; absence ou qualit insuffisante des rapports d'inspection ; aucune transparence sur les critres d'acceptabilit dfinissant notamment les actions mettre en place aprs les inspections ; contrle insuffisant des administrations.

Il apparait que ces quipements doivent tre contrls comme des quipements soumis contrle volontaire en fonction des effetspotentiels sur les personnes et l'environnement. L'tude a soulign que le paramtre environnement tait bien souvent occult. Parexemple, dans les raffineries en France, peu de tuyauteries l'extrieur des units sont identifies comme critiques. Suite des accidentsrcents, des socits ont dcid de dvelopper des approches RBI aux off-sites .

3.2.4 Systmes de scurit instruments

Le benchmark a montr que les modalits de suivi des quipements lectriques et des systmes instruments de scurit sont trs similairesd'un pays l'autre et conformes aux pratiques franaises : L'exploitant est responsable de l'identification des composants suivre. Les quipements installs sur site rpondent de plus en plus aux exigences de la norme CEI 61511 et les inspections suivent donc les

spcificits techniques dfinies dans cette norme. Des tests fonctionnels (portant sur la boucle complte de scurit) sont raliss rgulirement, des frquences dfinies par les

exploitants ou sur recommandations des constructeurs ; ceux-ci sont raliss par des services spcialiss instrumentation oumaintenance ou encore par les fournisseurs (dtecteurs gaz et flamme) ; parfois, les frquences sont dfinies par les exigences de sretde fonctionnement. Les priodicits des tests fonctionnels sont souvent cales sur celles des quipements sur lesquels ils sont monts(cas des vannes de scurit).

Lorsque les systmes de scurit sont monts sur des quipements sous pression, ils doivent suivre de plus les exigences de suivi desaccessoires de scurit monts sur les ESP.

H y a enregistrement des rapports de tests. Les autorits comptentes vrifient rgulirement que les essais et tests ont t raliss. Des quipements nouveaux non prouvs ne sont pas mis en service avant d'avoir t prouvs ;

II fait galement apparatre que le matriel n'est pas chang systmatiquement selon un critre de dure de fonctionnement, mais selon lesrsultats des tests. Des rparations ou des modifications peuvent tre effectus si ncessaire, selon les rsultats des inspections.

3.2.5 Gnie civil

Le benchmark s'est principalement intress aux ouvrages de gnie civil que sont les cuvettes de rtention et les fondations de bacsatmosphriques.Les pratiques releves communes l'ensemble des pays sont : II n'y a pas de rglementation spcifique l'inspection du gnie civil qui est souvent ralise sur la base du volontariat. Celle-ci peut

tre ralise sur un ensemble d'lments diffrents (incluant ou non l'inspection des supports, des ancrages, des fondations...) et estessentiellement visuelle ;

II n'y a pas de seuils d'acceptabilit dfinis. L'oprateur juge de lui-mme, selon ses propres critres, que l'tat des lments de gniecivil ncessite l'intervention du service de maintenance ;

Certains guides (par exemple ceux des stockages atmosphriques) donnent des indications sur les contrles mettre place sous formede checklist ou autre ;

On ne trouve nulle part d'lments sur la qualification et la formation des personnes ralisant les inspections.

S agissant des cuvettes de rtention, en 2008, une campagne d'inspection franaise a mis en lumire de srieux manques dans le contrle duvieillissement et dans la conception : 25 % des cuvettes contrles prsentaient des dgradations importantes ou des fissures sur le revtement ou le matriau constituant la

rtention ; 25% des cuvettes prsentaient un volume sous-dimensionn. II est aussi extrmement frquent qu'il n'y ait pas de justification au niveau de la conception de la tenue l'effet de vague.Il existe des rglementations sur les cuvettes de rtention en France, Pays-Bas, Etats-Unis, Allemagne. Elles mentionnent que les rtentions"seront surveilles et entretenues priodiquement". Aucune donne quantitative ni prcision supplmentaire n'est apporte. Il est nanmoins

mentionn la ncessit de s'assurer que le fond de la cuvette reste intact et impermable, ce qui suppose par exemple dj la surveillance del'absence de dveloppements de plantes, herbe...

S'agissant des fondations de bacs, des accidents rcents ont montr l'insuffisance de contrle des phnomnes de vieillissement. Quelquesaccidents ont eu pour cause l'infiltration de liquide dans les fondations ce qui les a fragiliss.De mme que prcdemment il n'ya pas de rglementation ou de guide spcifique pour les fondations de rservoirs. Nanmoins deslments intressants ont t trouvs dans le guide EEUMA sur le suivi des bacs de stockage qui modifient les critres tablis dans les guidesUFIP et UKPLG.

Critretassement entre le centre du fond et lesbords de robe (tassement diffrentieluniforme)tassement diffrentiel entre deux pointsdistants de 10 mvaleur maximale du devers

Valeur UFIP30%.

100 mm

1/100 de lahauteur

Valeur EEUMAratio nuanc en fonction des paramtres matriaux (moduled'Young, contrainte limite admissible). Ajout d'un critre sur lesplis en fond de bacsSeuil gnralement plus pnalisant en fonction du type de bac(diamtre, prsence de toit flottant)Idem. Ajout d'un critre sur le niveau de dformation en coin debac

Enfin, le guide EEUMA donne des indications sur les moyens de consolidation et de rparation des fondations. Par exemple : Une technique d'aplanissement sous les plis ; une mthode de rehaussement et de consolidation des fondations tout en conservant la prsence du rservoir.

3.2.6 Organisation

On observe en France une forte augmentation de la charge de travail des services d'inspection ces 5 dernires annes, suite l'augmentationdu nombre de tuyauteries suivre (tuyauteries sous pression et tuyauteries nouvellement identifies comme soumises suivi volontaire .La matrise du vieillissement ncessite un suivi rigoureux des quipements, ce qui met contribution diffrents services et comptences dansl'entreprise et l'extrieur de l'entreprise. Les points suivants ont t mis en vidence : Une bonne coordination entre les services est ncessaire, entre services inspection, process, scurit, exploitation, maintenance... Une

collaboration plus troite doit permettre de mieux connatre les installations et les incidents ou accidents ayant eu lieu... La prise deconscience des exploitants vis--vis de la ncessit de remonter les informations pertinentes du terrain (vibrations excessives, calorifugedgrad, fuites...) doit tre largie aux sous-traitants prsents sur les sites.

Le retour d'exprience des accidents doit tre partag sur le site mais aussi au niveau des organisations professionnelles. Ce retourd'exprience doit tre crit pour en assurer une traabilit et viter les pertes d'informations. Les rapports d'inspection doivent tre leplus prcis possible.

La comptence requise pour les inspections dpend des organisations en place ; les inspections peuvent tre ralises par un inspecteurdu site ou tre sous-traites des socits spcialises externes. Cependant l'exploitant reste responsable ; il doit garder unecomptence par des oprations de formations rgulires. Lorsqu'un sous-traitant intervient sa comptence doit tre vrifie (par desaudits rguliers, une tierce validation, un travail ralis en commun avec l'inspecteur du site...).

Une transparence des modalits des inspections est ncessaire (plans d'inspection, actions mises en uvre...). Ainsi, les industrielsutilisent de plus en plus de mthodes bases sur le risque, sous forme de boites noires informatiques, qui sont l'heure actuelle souventdifficiles juger par l'administration ou un auditeur externe.

4. ACTIONS DEFINIES POUR AMELIORER LA MAITRISE DU VIEILLISSEMENT

A la suite du plan d'actions lanc fin 2008, le ministre de l'cologie et du dveloppement durable a lanc en janvier 2010 le plan demodernisation des installations industrielles. 38 mesures ont t dfinies, classes en 6 catgories : Un volet supplmentaire au SGS va tre cr concernant le suivi des quipements : il comprendra une liste des quipements inspecter,

un tat zro de l'quipement, les modalits du suivi (nature et frquence des inspections) ; personnes ralisant les inspections, lestechniques utilises, les rsultats des inspections et les actions mises en place (changement des modalits des inspections, rparationspotentielles...)

Capacits et tuyauteries ; amlioration des processus de retour d'exprience et d'analyse des incidents. Un guide technique d'inspectiondes tuyauteries va tre crit. Un lien plus troit entre les analyses de risques des tudes de dangers et les plans d'inspection va tre misen place. L'impact sur l'environnement devra tre pris en compte dans la dfinition de la gravit des accidents intervenant dansl'laboration des plans d'inspection. Pour les quipements haut risque, une dure de vie maximale sera impose. Les plansd'inspection des tuyauteries seront soumis tierce expertise.

Stockages atmosphriques : un tat zro sera fait pour tous les stockages contenant les principales informations sur le rservoir. Un pland'inspection devra tre ralise incluent les rondes, les inspections externes et les inspections l'arrt. Plusieurs guides techniquesseront labors par les industriels (dont un guide sur les stockages cryogniques). Un revtement interne sera ajout dans les rservoirsde ptrole brut afin de prvenir la corrosion.

Systmes instruments de scurit : un guide technique sur l'inspection de ces systmes sera labore par un groupe de travail. Un tatzro sera galement dfini pour chaque systme instrument.

Gnie civil : un tat zro sera dfini pour les ouvrages tels que les cuvettes de rtention, les fondations de bacs, les caniveaux... par lesindustriels. Deux types d'inspection seront ralises (rondes priodiques et inspections dtailles). Selon l'tat des ouvrages, troisniveaux de contrles avec des inspections plus ou moins pousses seront mis en uvre. Des guides techniques concernant le suivi deces ouvrages seront rdigs.

Canalisations de transport : une base de donnes des accidents sera cre. Un guide sur l'inspection des canalisations de transport serardig. Un programme de recherche est lanc sur les techniques de dtection et l'analyse des modes de dgradation. Un SGS sera requispour le suivi des canalisations de transport. Un guide pour les canalisations cheminant dans les zones naturelles seront rdiges. Destierce-expertise de plans d'inspection seront exigs. L'analyse des dfauts et les plans de maintenance devront tre plus profonds.

5. CONCLUSION

L'accidentologie rcente a soulign la ncessit d'amliorer la matrise du vieillissement des installations industrielles afin d'viter de futursaccidents. Le benchmark ralis par l'INERIS a montr que les rglementations dans les pays dfinissaient des exigences gnrales mais queles applications sur les sites pouvaient varier, en fonction notamment de l'quipement et de la taille du site. Dans un mme pays, larglementation n'apporte pas de rponse exhaustive la matrise du vieillissement de l'ensemble des quipements ; mais la synthse desexigences des diffrents pays peut permettre de dfinir un socle commun pour le suivi. Les rglementations sont compltes par des guidesprofessionnels qui apportent des rponses diffrentes en fonction de la nature et de la structure des sites. Ces informations sont utiles maispas toujours applicables ou appliques sur les sites.De manire gnrale, la matrise du vieillissement doit inclure diffrents sujets (dont identification des quipements inspecter, dfinitiondes zones sensibles, choix de la techniques de contrle la plus approprie selon le mode de dgradation, nature et frquence des inspections,dtermination de critres d'acceptabilit et valuation des dures de vie rsiduelles...). Concernant l'organisation, certains aspects peuventtre amliors (coopration entre les services, meilleur retour d'exprience, gestion des comptences, transparence dans les dcisions...).En France, le plan Matrise du vieillissement lanc fin 2008 a permis d'identifier des axes de progrs pour les diffrents quipementsconduisant une trentaine de mesures formalises dans le Plan de Modernisation . Parmi ces mesures, un 8emB volet a t ajout au SGSincluant l'identification des quipements inclure dans un plan d'inspection, un tat initial pour les quipements sera ralise, des guidesprofessionnels pour l'inspection des diffrents quipements seront rdigs, les impacts environnementaux seront mieux intgrs... Cesmesures permettront une meilleure matrise du vieillissement et une prvention des accidents lis au vieillissement.

6. REMERCIEMENTS

L'INERIS remercie les acteurs qui ont permis la ralisation de cette tude : le Ministre de l'Ecologie, de l'Energie, du DveloppementDurable et de la Mer, les industriels qui nous ont reus sur leur site industriel, les acteurs trangers qui nous ont fourni de prcieuxrenseignements sur les pratiques dans leur pays, les experts franais impliqus dans le plan d'actions.

7. REFERENCES

[1] INERIS - DRA-09-102957-07985C - DRA71/opration A4 - DRA73/opration C2.1 - Rapport final - Benchmark international sur lesrglementations et pratiques de matrise du vieillissement des installations industrielles - 2009

[2] INERIS - DRA-09-102957-08289B - DRA71 - opration A1.2 / DRA73 - opration C2.1 : Matrise du vieillissement des installationsindustrielles - Benchmark stockage en raffinerie - 2009

[3] INERIS - DVM-09-102957-08343B - DRA71 - opration A1.2 / DRA73 - opration C2.1 : Matrise du vieillissement des installationsindustrielles - Benchmark sur les tuyauteries en raffinerie - 2009

[4] dcret n 99.1046 du 13 dcembre 1999 relatif aux quipements sous pression, modifi ensuite par les dcrets respectifs 2003-1249 du22 dcembre 2003 et 2003-1264 du 23 dcembre 2003

[5] Arrt du 15 mars 2000 modifi, relatif l'exploitation des quipements sous pression (modifis par l'arrt du 13 octobre 2000 et parl'arrt du 30 mars 2005)

[6] Guide pour l'tablissement des plans d'inspection (priodicits IP et RP 5 et 10 ans) - UIC/UFIP/CTNIIC document DT 32 rvision 2-juin 2008

[7] Guide pour l'tablissement des plans d'inspection permettant de dfinir la nature et les priodicits d'inspections priodiques et derequalifications priodiques pouvant tre suprieures cinq et -dix ans - UIC/UFIP document DT 84 - juin 2006

[8] Safety of pressure systems - Pressure systems safety regulations 2000 - Approved Code Of Practice L122 - HSC - HSE books -2000

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