Analyse des risques et modélisation des conséquences d explosion d une sphère GPL [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Introduction:

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1 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Introduction: L étude détaillée des risques consiste en un examen approfondi des accidents majeurs potentiels identifiés lors de l APR, HAZOP et le retour d'expérience permet de tirer quelques traits essentiels conduisant à des accidents majeurs. Du fait du caractère très inflammable du GPL, les phénomènes accidentels les plus probables sont des explosions et/ou des incendies. Ces accidents ont tous une cinétique rapide, c est à dire qu ils surviennent et se développent instantanément. Tous les stockages de gaz liquéfiés sous pression sont susceptibles d être le siège d un BLEVE qui est associé avant tout à un changement d état à caractère explosif, et non à une réaction de combustion comme c est le cas des explosions de nuages de gaz. De façon générale, pour étudier le phénomène d explosion de type BLEVE et UVCE, nous avons modélisés les résultats d une fuite ou déversement de GPL et la succession d évènements après la fuite qui peuvent conduire à l apparition d un UVCE et BLEVE. L'inflammation de la fuite auprès d'une source d'ignition, peut se produire: Soit immédiatement: il y a alors création d'un jet enflammé qui peut chauffer la paroi de la sphère de stockage, en fonction de la longueur de la flamme, de sa direction et de sa position par rapport à la sphère. Soit de manière retardée: dans ce cas, la fuite peut conduire à la formation d un nuage susceptible d'exploser (Vapor Cloud Explosion VCE), puis à la création d'un jet enflammé à l'endroit de la fuite initiale. L analyse des impacts doit démarrer dans un premier temps par la détermination d un scénario d accident majeur à modéliser et l importance de ses effets. Une fois que l on arrive à déterminer ces derniers, on dresse une évaluation des impacts d un tel accident majeur sur l environnement. 72

2 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] VI.1-Déscription de l UVCE : Les explosions accidentelles UVCE (Unconfined Vapor Cloud Explosion) constituent un des événements les plus redoutés dès lors qu est considérée la sécurité des activités associées aux gaz inflammables. Ils peuvent être simplement définis par une explosion d un nuage gazeux à l air libre produisant des effets de surpression. Leur origine est le rejet de masses importantes de gaz inflammable (en phase gazeuse ou liquide) à partir des capacités de stockage, procédés ou tuyauterie. Différents caractéristiques sont nécessaires pour que l explosion génère des effets de surpressions [18]. Ce type d accident comprend généralement la succession d étapes suivantes: Premièrement: le gaz rejeté doit être inflammable et sous des conditions convenables (température, pression). Deuxièmement: formation d un nuage de taille suffisante avant l inflammation (l inflammation immédiate donne l incendie, boule de feu, flammes mais pas de surpressions). Dans la majorité des accidents précédents concernant l UVCE, l inflammation se produit après 1 à 5 minutes du début de la fuite. Troisièmement: la présence d une quantité suffisante du mélange (gaz-air) entre les limites d inflammabilité du gaz concerné. Quatrièmement: inflammation du mélange. Cinquièmement: la vitesse de propagation des flammes à travers le nuage détermine le mode de l explosion. 73

3 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] 1. 1-La chronologie de déroulement: Rejet à l air libre d un produit inflammable Formation d un nuage explosible (gaz + air) Inflammation Propagation d une flamme à travers les parties du nuage où la concentration en combustible se situe à l intérieur du domaine d explosivité Mélange et combustion des zones plus riches en combustible Figure12: Principales étapes dans le déroulement d une explosion Accidentelle de gaz Il est à noter qu'une très faible énergie est suffisante pour initier l'explosion (exemple: étincelle lorsqu'on bascule un commutateur électrique,...) ; par ailleurs, l'allumage peut se produire à une certaine distance du lieu de la fuite La dispersion atmosphérique: La modélisation des effets d un phénomène accidentel comprend trois composantes, à savoir les modélisations du terme source, du type de rejets de cette source dans l environnement et l effet sur les cibles. La dispersion atmosphérique d'un produit rejeté accidentellement dépend essentiellement: Des caractéristiques de la source d'émission (énergie cinétique, direction du rejet, densité du produit rejeté, durée de la fuite, conditions de la fuite ) 74

4 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Des conditions météorologiques comme la vitesse du vent, la stabilité de l'atmosphère, l'hygrométrie, la température ambiante Des conditions orographiques, c'est-à-dire essentiellement l'état de (rugosité) du sol qui varie selon qu il s agisse d un champ cultivé, d une forêt, d une zone industrielle a. Terme source: En cas de rupture ou de brèche sur un système contenant un mélange de constituants quelconques, il y a rejet du fluide contenu dans le système amont (ainsi qu en aval de la brèche, si le retour est possible). Suivant la nature du fluide, les conditions de température et de pression dans le système et suivant la localisation de la brèche, le débit à la brèche peut être: Tout liquide (Figure 13). Tout gazeux (Figure14). Mixte, c est-à-dire qu une partie sort à l état gazeux et l autre à l état liquide. Suivant les conditions de température et de pression atteinte à la brèche : une partie du liquide peut alors se vaporiser et entraîner avec lui, sous forme de fines gouttelettes, une fraction du liquide non vaporisée. L entraînement de liquide au cours de la vaporisation est appelé phénomène d aérosolisation (partielle ou totale) du liquide. La somme du débit de gaz à la brèche, de celui généré par vaporisation du liquide après la brèche, ainsi que du liquide aérosolisé, est appelée (débit de gaz après la brèche); ce débit participe directement à la formation du nuage de gaz dérivant. Le liquide qui retombe au sol (ce qui reste après vaporisation et aérosolisation) forme une nappe de liquide en extension. Sous certaines conditions, cette nappe peut s évaporer et générer un troisième débit de gaz (débit d évaporation). Ce débit est presque négligeable devant les débits de gaz cités ci-dessus. 75

5 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] P, T P, T Flash + aérosol Nuage de gaz et d aérosol Evaporation Nappe de sol Figure 13 : Les phénomènes liés à une fuite de liquide Nuage gazeux P, T Figure 14 : Une fuite au niveau de la phase gazeuse Les paramètres les plus importants pour définir la classification d un rejet sont: Le débit massique de fuite pour un rejet continu ou la quantité totale rejetée pour un rejet instantané. La vitesse du rejet : plus la vitesse de rejet est grande, plus vite le polluant est dilué dans l air. La section principale de fuite : plus cette section est faible, plus le débit sera petit. 76

6 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] b. Types de rejet : il existe deux types de rejet : Rejet instantané : La ruine consiste en la rupture totale du confinement entraînant un relâchement immédiat et instantané de la totalité du contenu. Les rejets de type instantané sont principalement caractérisés par la quantité émise à l atmosphère et la pression de la capacité au moment de la rupture (éclatement). Cette dernière peut être différente de la pression de stockage dans certains cas. Rejet continu : La fuite continue se produit à partir d une conduite ou d une cuve de stockage ou de l émission par une cheminée d extraction. La fuite va principalement dépendre des conditions de stockage au moment de la fuite mais aussi de la taille, de la géométrie et de la hauteur de l orifice de fuite. A partir de ces données, il est possible d estimer un terme source (débit, vitesse et température du rejet). Pour un rejet à partir d un réservoir, le débit varie généralement dans le temps puisque durant la vidange du réservoir, la quantité de produit stocké diminue et la pression de fuite s'atténue dans le temps La cinétique de la dispersion atmosphérique: a. Mécanismes physiques liés à la dispersion: Le terme dispersion atmosphérique caractérise le devenir dans le temps et dans l espace d un polluant ou d un ensemble de polluants (aérosols, gaz, poussières, odeurs, etc.) émis dans des conditions données dans l atmosphère. La turbulence et la stabilité de l atmosphère sont donc deux paramètres physiques fondamentaux qui interviennent dans le transport et la diffusion des polluants. Le transport est le déplacement moyen des particules gazeuses sous l effet combiné du vent et des caractéristiques propres des polluants à l émission (vitesse, température, densité). La diffusion est le déplacement relatif des particules gazeuses par rapport à leur centre de gravité sous l effet de l agitation thermique d une masse gazeuse et de la turbulence de l atmosphère. La dispersion atmosphérique est directement soumise à l influence des conditions météorologiques et topographiques. En effet, des variations locales de direction et de vitesse du vent peuvent se produire; elles sont liées à des irrégularités de terrain et à des différences de température en surface; on appelle turbulence l ensemble de ces variations. 77

7 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Dès sa naissance, le nuage rencontre un tourbillon, il grossit et cette expansion se poursuit jusqu à ce qu il atteigne la taille des plus gros tourbillons. b. Principaux paramètres agissant sur la dispersion : Ils sont au nombre de cinq : La direction et la force du vent: Elle induit l orientation et la vitesse de déplacement du nuage et joue un rôle essentiel dans l évolution du gradient de concentration. La stabilité de l atmosphère: Elle se définit en fonction de la variation du gradient de température verticale et traduit la nature du régime tourbillonnaire. Les précipitations : par effet mécanique, elles entraînent les molécules gazeuses qui se déposent au sol et conduisent à un appauvrissement du nuage par dépôts humides. L humidité : la vapeur d eau présente dans l air peut interagir avec le produit rejeté par divers processus physico-chimiques (hydrolyse, etc...) La rugosité du sol : la rugosité du sol que constituent les obstacles naturels ou artificiels (couvert végétal, habitations, falaise, vallée, irrégularité de terrain...) modifie ponctuellement les paramètres tels que le vent, le régime tourbillonnaire, la température L analyse des conséquences de l UVCE : Cette section modélise les conséquences de chaque scénario d'accident et présente les incidences correspondantes. Le logiciel utilisé pour la simulation est ALOHA, il a été développé par l NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) et l EPA (The Environnemental Protection Agency), il simule la toxicité, l inflammabilité, la radiation thermique (suite à un feu) et les surpressions (suite à un VCE) pour plus de 1000 substances les plus utilisées dans l industrie pétrochimique. Les scénarios suivants seront simulés : Les effets de radiations thermiques du feu de nappe Les effets de surpressions suite à l explosion du nuage de vapeur (VCE) Les zones toxiques résultantes de la dispersion du nuage de vapeur Les zones inflammables du nuage de vapeur 78

8 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Modélisation des conséquences d un UVCE : Une boule de feu qui endommage ce qui se trouve à l'intérieur. Un rayonnement thermique sur le voisinage immédiat de la boule de feu. Des effets de pression plus ou moins importants suivant l'encombrement du lieu de l'accident. a. Effet des radiations thermiques du feu de nappe : Les effets de radiations thermiques d un feu de nappe peuvent avoir des conséquences aussi bien sur l homme que sur les structures. Les dangers liés au rayonnement thermique sur l homme se caractérisent par les brûlures. Un être humain exposé à un rayonnement thermique peut subir des brûlures allant du simple érythème à la brûlure du 3 ème degré. Ces brûlures sont ou non fatales suivant la surface de peau brûlée et la gravité des lésions. Les dangers liés au rayonnement thermique sur les structures dépondent de la durée d exposition. Le feu de nappe peut donner lieu à des effets sur les structures dans la mesure où sa durée peut être plus ou moins prolongée (de quelques minutes à plusieurs heures en général). Le tableau suivant résume les principaux effets pour différentes valeurs de radiations thermiques : Tableau 21 : Niveau des radiations thermiques [19] Flux reçu (KW/m²) Effets -Propagation improbable du feu sur des réservoirs d'hydrocarbures refroidis 12 kw/m² à l'eau -Seuil de la douleur en 6 s 9,5 kw/m² -Flux minimum létal en 30 s -Début de la combustion spontanée du bois et des peintures -Propagation improbable du feu sur des réservoirs d'hydrocarbures non 8,4 kw/m² refroidis -Intervention de personnes protégées avec des tenues ignifugées 5 kw/m² -Bris de vitres -Douleur après 12 s. -Cloques après 30 s. -Flux minimum létal pour 60 s. 79

9 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] 3 kw/m² -Flux minimum létal pour 120 s. 1,5 kw/m² -Seuil acceptable de rayonnement continu pour des personnes non protégées, normalement habillées. 1 kw/m² -Rayonnement solaire en zone équatoriale. 0,7 kw/m² -Rougissement de la peau. -Brûlure en cas d'exposition prolongée. Le scénario simulé dans cette section est un feu de nappe. Les données de la simulation ainsi que les résultats sont présentées dans le tableau suivant : Tableau 22 : Les effets des radiations thermiques du feu de nappe Scenario Résultats Conditions opératoires : Sphère rempli à 75 % de GPL Distance à 12 kw/m 2 : 40m Conditions météorologiques : Vitesse du vent : 9 m/s Distance à 5 kw/m 2 : 59 m Direction du vent : nord-ouest Humidité : 69% Distance à 3 kw/m 2 : 75m Température de l air : 21 C 80

10 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Les différents niveaux de radiations thermiques sont illustrés sur la figure suivante : N O E 3 kw/m 2 S 5 kw/m 2 12 kw/m 2 Figure 15 : Les différents niveaux de radiations thermiques b. Les effets de surpressions suite à l explosion du nuage gazeux : Le principal effet d un VCE étant l importante surpression que peut générer ce phénomène. Tableau 23 : Variation des effets de la surpression générée lors d une explosion [18] Pressions (psi) Dommages 0,03 Bris occasionnel de grandes fenêtres qui sont déjà soumises à un stress 0,04 Bruit important (143 db) 0,10 Bris de petites fenêtres qui sont déjà soumises à un stress 0,15 Pression typique pour briser les fenêtres 0,30 Dommages à certains murs de maison 0,40 Dommages mineurs au niveau des structures des habitations 0,5 1,0 Les fenêtres vont voler en éclat 81

11 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] 1,0 8,0 Des blessures, de mineurs à graves, peuvent être occasionnées : lacération de la peau due à la projection de verre ou d objets 2,4 12,2 Entre 1 et 90% de la population exposée va subir une perforation des tympans 14,5 29,0 Entre 1 et 99% de la population exposée pourra mourir en raison des effets directs de l exposition Tableau 24 : Effets des surpressions suite à l explosion du nuage gazeux Scenario Résultats Conditions opératoires : Sphère rempli à 75% Distance de surpression de 8 psi : 84 m Conditions météorologiques : Vitesse du vent : 9 m/s Distance de surpression de 3.5 psi : 102m Direction du vent : nord-ouest Humidité : 69% Distance de surpression de 1 psi : 194m Température de l air : 21 C 82

12 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Les différents niveaux des effets de surpression sont illustrés sur la figure suivante, les zones d impacts sont les suivantes : N O S E Surpression 1 psi bris de verre Surpression 3,5 psi blessures et lacération de la peau Surpression 8 psi perforation des tympans Figure 16 : Les différents niveaux des effets de surpression c. Les zones toxiques résultant de la dispersion du nuage gazeux : Le GPL n est pas un produit toxique mais une grande concentration d un nuage gazeux dans l air pour conduire à une diminution de l oxygène et provoquer une asphyxie. 83

13 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Les données de la simulation ainsi que les résultats sont présentés dans le tableau suivant : Tableau 25 : Les zones toxiques résultant de la dispersion du nuage gazeux Scénario Résultats Conditions opératoires : Sphère rempli à 75% TEEL-3 : ppm : 41 m Conditions météorologiques : Vitesse du vent : 9 m/s TEEL-2 : ppm : 66 m Direction du vent : Nord-Ouest Humidité : 69% TEEL-1 : ppm : 91 m Température de l air : 21 C La simulation a permis de définir la zone de toxicité du nuage gazeux formé lors du déversement : les zones TEEL-1, TEEL-2 et TEEL-3. 84

14 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Ces trois zones se définissent comme suit : TEEL-1 : La concentration maximale dans l air en-dessous de laquelle tous les individus exposés n éprouvent que des effets passagers et légers sur la santé ou perçoivent une odeur légèrement gênante. TEEL-2 : La concentration maximale dans l air en-dessous de laquelle presque tous les individus pourraient être exposés sans éprouver ou développer des effets de santé sérieux irréversibles ou des symptômes qui pourraient détériorer leurs capacités de se protéger. TEEL-3 : La concentration maximale dans l air en-dessous de laquelle presque tous les individus pourraient être exposés sans éprouver ou développer des effets graves ou mortels sur la santé. Les différentes zones toxiques résultant de la dispersion du nuage de vapeurs sont illustrées sur la figure suivante, les zones d impacts sont les suivantes : N O E S TEEL-1 TEEL-2 TEEL-3 Figure 17 : Les différentes zones toxiques résultant de la dispersion du nuage gazeux 85

15 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] d. Les zones inflammables du nuage gazeux : Le GPL est un liquide très inflammable. Le gaz naturel n est inflammable que si sa concentration dans l air se situe entre 5 et 15% et que le gaz rencontre une source d ignition. Les données de la simulation ainsi que les résultats sont présentées dans le tableau suivant : Tableau 26 : Les zones inflammables du nuage de gazeux Scénario Résultats Conditions opératoires : Sphère rempli à 75% ppm = 100% LII : 69 m Conditions météorologiques : Vitesse du vent : 9 m/s ppm = 60% LII : 97 m Direction du vent : Nord-Ouest Humidité : 69% 2000 ppm = 10% LII : 313 m Température de l air : 21 C 86

16 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] La figure suivante illustre les différentes zones d inflammabilité : N O E S 10% LII 60% LII 100% LII Figure 18:Les différentes zones d inflammabilité résultant de la dispersion du nuage gazeux VI.2-Description du BLEVE : [20] Le BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) ou explosion de vapeur en expansion par ébullition d un liquide est le scénario d accident majeur le plus redouté pour les réservoirs de gaz liquéfiés, Les causes principales identifiées d un BLEVE sont multiples. On distingue notamment : Fuite sur une tuyauterie Rupture de tuyauterie Sur-remplissage Accident maritime Erreur humaine Erreur de conception, matériau non adapté Incendie extérieur Le BLEVE peut être défini comme la vaporisation violente à caractère explosif consécutive à la rupture d un réservoir contenant un liquide à une température significativement supérieure à sa température d ébullition à la pression atmosphérique. 87

17 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Comme le cas de stockage de GPL dans les sphères sous pression, C est un accident très redouté surtout lorsqu il s agit d un gaz liquéfié ; en effet, dans ce cas-là, il peut s accompagner d une boule de feu produisant une chaleur extrême Effets d un BLEVE sur l environnement: Ils se manifestent généralement de trois manières : Effets thermiques : dans le cas d un BLEVE de gaz liquéfié inflammable, rayonnement de la boule de feu Effets de pression : propagation d une onde de surpression Effets missiles : projection de fragments à des distances parfois très importantes 2. 2-Les causes d un BLEVE : Les principales causes d un BLEVE ont été identifiées, dont deux sont liées à des agressions externes : Agression mécanique : Un réservoir ayant subi une corrosion est plus faible qu'un réservoir neuf, il suffit que la température excède les 35 C pour qu'elle survienne Agression thermique : le feu de torche, feu de nappe ou hausse de la température durant l'été peut causer un "BLEVE" si votre réservoir de GPL est mal entretenu Sur -remplissage du réservoir Tableau 27 : Les différents types de BLEVE à différentes natures de réservoir Impact Agression Sur -remplissage du Nature du réservoir mécanique thermique réservoir BLEVE «chaud» Sphère ou«froid» BLEVE «chaud» Wagon citerne Camion-citerne BLEVE «froid» BLEVE «chaud» BLEVE «froid» Réservoir petit vrac BLEVE «chaud» ou«froid» Bouteille BLEVE «chaud» 88

18 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] 2. 3-Différents Types De BLEVE: a. BLEVE «Froid» : Le BLEVE se produit avec un réservoir qui contient un liquide sous pression, liquide qui, s'il n'était pas sous pression, serait à l'état gazeux ; le réservoir n'est jamais complètement rempli, il y a un «ciel gazeux» qui maintient cette pression. C'est par exemple le cas du dioxyde de carbone liquide, des GPL ou de l'oxygène liquide à température ambiante (environ 20 C). Le BLEVE survient lorsque le réservoir qui contient le liquide se rompt. Cette rupture peut être due à un choc (accident de la circulation d'un camion-citerne, déraillement d'un wagon-citerne, impact), à une mauvaise manipulation (sur-remplissage du réservoir), ou à une fragilisation (corrosion, gel). Figure 19 : Réservoir rempli d'un gaz liquéfié avec un ciel gazeux sous pression Donc, une fissure se crée. Au niveau de cette fissure, la pression de l'air, qui était à pression atmosphérique (environ 1 bar), passe brusquement à la pression du réservoir (typiquement plusieurs dizaines à centaines de bar), il y a donc une première onde de surpression, un «bang». Puis, le gaz s'échappe par cette fissure, sous la forme d'un jet. La pression baisse donc rapidement dans le réservoir, le liquide se met à bouillir, non pas sous l'effet de la chaleur, mais sous l'effet de la chute de pression (un peu comme les bulles de soda qui se forment à l'ouverture de la bouteille, bien que le phénomène soit différent). Puisque le liquide bout, il se transforme rapidement en gaz, et la pression augmente de manière très importante dans le réservoir. Par ailleurs, le jet de gaz peut entraîner des gouttelettes (aérosol), qui viennent gêner l'échappement du gaz et contribuent ainsi à la montée en pression. Cette pressurisation catastrophique provoque la propagation de la fissure puis la rupture totale du réservoir avec une deuxième onde de surpression, c'est la BLEVE. 89

19 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Figure 20 : Deux ondes de pression, par détente du ciel gazeux puis par ébullition violente b. BLEVE «Chaud» : Dans les cas les plus graves, la rupture du réservoir est due à un échauffement par un feu extérieur, par exemple lorsqu'une une mare de produit enflammé se repend sous le réservoir, par un jet de feu provenant d'un réservoir voisin, ou bien lorsque des flammes viennent lécher les parois du réservoir. Sous l'effet de la chaleur, le liquide dans le réservoir se met à bouillir, la pression dans le réservoir augmente ; le gaz s'échappe alors par une valve de surpression (soupape de sécurité), pouvant produire à cette occasion un jet de feu. Le niveau de liquide baisse donc dans le réservoir. Le gaz conduisant bien moins la chaleur que le liquide, la partie de la paroi du réservoir qui se trouve au-dessus du liquide s'échauffe de manière très importante (dans la partie basse, la chaleur de la paroi est évacuée de l'autre côté par la convection du liquide). La paroi surchauffée s'affaiblit, puis finit par se rompre, provoquant l'accident. On voit que par rapport au cas précédent, c'est la soupape qui joue le rôle de la fissure initiale. Il ne faut pas en déduire que la soupape a un rôle néfaste, bien au contraire, comme la température monte, la pression monte de toutes manières, la soupape permet de retarder l'accident et de laisser plus de temps aux secours pour évacuer et combattre le sinistre. Elle peut même empêcher l explosion. 90

20 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Figure 21 : Mécanisme de surchauffe et de rupture du réservoir Lorsque la paroi se rompt, il y a : Une onde de surpression, due à la libération du gaz à la rupture du réservoir Une boule de feu : si le gaz qui s'échappe est inflammable, il se mélange à l'air et peut s'enflammer instantanément sous l'effet de la chaleur ou d'une étincelle Le gaz s'échappant, il y a une diminution de pression dans le réservoir qui permet au reste du liquide de bouillir et de venir alimenter la boule de feu ; il y a donc une énorme chaleur libérée. Notons aussi qu'avant la rupture du réservoir, il n'y a que du gaz dedans et pas d'air, il n'y a donc pas de combustion dans le réservoir; le gaz ne brûle donc qu'après être sorti. Si le gaz n'est pas combustible, on aura juste l'onde de pression provoquée lors de la rupture du réservoir, et un jet de gaz brûlant. Il faut donc s'attendre à des blessures dues à l'effet de souffle (blast), à des brûlures par radiation, ainsi qu'à des traumatismes associés : chute, projection d'éclats (bouts de verre, éclats métalliques, pierres), écroulement d'un mur ou d'un toit. 91

21 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Figure 22 : Rupture du réservoir et ondes de surpression avec projection de débris, puis boule de feu créé par la combustion du mélange gaz/air avec rayonnement intense La notion de BLEVE froid ou chaud se réfère uniquement à la température limite de surchauffe (TLS) du produit : - La transformation qui se produit en dessous de la température limite de surchauffe à pression atmosphérique, est généralement appelée «BLEVE froid» - La transformation qui se produit au-dessus de la température limite de surchauffe à pression atmosphérique, est généralement appelée «BLEVE chaud» 2. 4-Modelisation des conséquences du BLEVE : Le BLEVE produit les conséquences suivantes: Une Boule de Feu: Si le contenu du réservoir est inflammable, il y a alors ignition de la substance lors du BLEVE et une boule de feu en résulte, des essais effectués sur des réservoirs contenant du liquide inflammable sous pression ont créés des boules de feu. Rayonnement thermique : Si une boule de feu est générée par le BLEVE, un important rayonnement thermique en découlera. Les intervenants devront donc respecter une certaine distance minimale face au réservoir afin d être épargnés par la radiation. Cette distance a été établie à 4 fois le rayon de la boule de feu. Onde de Choc (Détonation): Le BLEVE étant une explosion, il est accompagné d une détonation et d un important déplacement d air. Le seul moyen de ne pas être affecté par ce souffle est la distance. En respectant les normes minimales d approche, les intervenants demeurent hors de portée des effets d une détonation. 92

22 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Projection de Débris: La plus dangereuse des conséquences d un BLEVE est la projection des débris. Le seul constat que les tests ont pu établir face à la projection des débris est qu ils sont propulsés majoritairement vers les extrémités du réservoir. Cette projection est donc imprévisible et peut parfois atteindre des proportions énormes. Lors des essais, des débris ont atterris à plus de 230 mètres des lieux du BLEVE. Lors d un incident survenu au Texas, des débris ont même été retrouvés à plus d un kilomètre Modalite de calcul des distances de sécurité : [20] a. Effets Thermiques: Les effets thermiques sont liés au rayonnement thermique de la boule de feu et, le cas échéant, de la combustion de la flaque au sol. La durée d exposition au rayonnement, qui dépend de la composition, de la quantité et de la température du produit présent, est de courte durée (d environ quelques secondes pour un petit camion-citerne à environ quelques dizaines de secondes pour une sphère de 1000 m 3 ). Le rayonnement suit la cinétique du phénomène. Pendant la phase d inflammation du nuage et de croissance de la boule de feu, le flux thermique atteint rapidement le maximum de son intensité, pour décroître (au niveau du sol) à mesure que la boule de feu s élève dans le ciel, avant de chuter rapidement quand la boule de feu se résorbe. L estimation des effets sur l homme en cas d'une exposition à un flux thermique est complexe car dépendant de très nombreux facteurs, dont notamment : La nature L importance des surfaces brûlées L âge des personnes exposées Les obstacles au rayonnement pouvant constituer autant d abris La rapidité d'accès à des soins Les effets thermiques radiatifs d'une boule de feu formée lors d'un BLEVE Lorsqu'une personne est exposée à une densité de flux thermique, les effets sont définis comme étant l'apparition (à faible probabilité) de brûlures significatives. Ces effets sont directement fonction de la densité de flux thermique φ et du temps t pendant lequel le sujet est exposé à cette densité de flux thermique. Les effets varient bien évidemment selon l âge de la personne, ainsi qu'en fonction de son état de santé ou de ses facultés d'accoutumance. Ainsi, pour des expositions qui perdurent, les seuils d'effets, en termes de flux thermique, ne dépendent pratiquement plus du temps. 93

23 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Tableau 28 : Les valeurs de référence relatives aux seuils d effets de surpression thermique sur l homme Effets sur l homme Onde de Flux surpression thermique (mbar) Seuils des effets irréversibles correspondant à la zone des effets indirects par bris de vitre sur l homme 20 / Seuils des effets irréversibles correspondant à la zone des dangers significatifs pour la vie humaine (blessures aux 50 3 kw/m 2 tympans) Seuil des premiers effets létaux correspondant à la zone des dangers graves pour la vie humaine (hémorragies pulmonaires) kw/m 2 Seuil des effets létaux significatifs correspondant à la zone des dangers très graves pour la vie humaine kw/m 2 Tableau 29 : Les valeurs de référence relatives aux seuils d effets thermiques sur les structures Effets sur les structures Flux thermique (kw/m²) Seuil des destructions significatives de vitres 5 Seuil des effets dominos et correspondant au seuil de dégâts graves sur les structures 8 Seuil d exposition prolongée des structures et correspondant au seuil des dégâts très graves sur les structures, hors structures béton 16 Seuil de tenue du béton pendant plusieurs heures et correspondant au seuil des dégâts très graves sur les structures béton 20 Seuil de ruine du béton en quelques dizaines de minutes

24 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Pour le calcul de diamètre de la boule de feu, les formulations retenues sont : Les distances d effets thermiques prescrites par l arrêté ministériel du 9 novembre 1989 sont obtenues par application des deux formules suivantes : [20] 5 kw/m 2 Seuil des premiers effets létaux: D EL = 3,12.m 0,425 3 kw/m 2 Seuil des effets irréversibles (brûlures significatives) : D BS = 4,71.m 0,405 (D s'exprime en mètres et m est la masse de produit dans le réservoir en kg). Temps de durée de la boule de feu tc = 0,852.m 0,26 b. Effets de surpression : La pression est une force par unité de surface susceptible d induire des efforts de flexion ou de cisaillement dans les structures, éventuellement de compression pour le corps humain. Une onde de pression peut également propulser des projectiles. Des seuils d effets sur l homme sont proposés dans la littérature et, à l heure actuelle, les seuils utilisés dans les études réglementaires pour le calcul des distances des effets du souffle : Le seuil 140 mbar qui exprime l'apparition d'effets létaux D 1 = 3,3 x (M) 1/3 Le seuil 50 mbar qui exprime l'apparition des effets irréversibles D 2 = 6,3 x (M) 1/3 (M exprime la masse du produit stocké en Kg) Tableau 30 : Les valeurs de référence relatives aux seuils d effets de surpression sur les structures : Effets sur les structures Onde de surpression (mbar) Seuil des destructions significatives de vitres 20 Seuil des dégâts légers sur les structures 50 Seuil des dégâts graves sur les structures 140 Seuil des effets dominos 200 Seuil des dégâts très graves sur les structures

25 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] 2. 6-Analyse des conséquences du BLEVE: Rupture catastrophique d une sphère de 1100 m 3 contenant 75 % de GPL. a. Effet des radiations thermiques modélisé par simulation numérique : A l aide du logiciel (ALOHA) : Tableau 31: Les Zones d effet thermique d un BLEVE Scenario Résultats Conditions opératoires: Sphère rempli à 75% Distance à 8 kw/m 2 = 1.0 km Conditions météorologiques: Distance à 5 kw/m 2 = 1.3 km Vitesse du vent : 9m/s Direction du vent : Nord-Ouest Distance à 3 kw/m 2 = 1.6 km Humidité : 69% Température de l air : 21 C 96

26 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] N O E 8 kw/m 2 S 5 kw/m 2 3 kw/m 2 Figure 23 : Les zones d effet thermique d un BLEVE par logiciel (ALOHA) A l aide de formule de calcul (méthode classique) : Volume total du réservoir : 1100 m 3 Produit : PROPANE Pouvoir calorifique : J/kg [21] Quantité de produit : 75% Masse du produit : kilogrammes Zones d effet thermique : - Au seuil des effets létaux : D EL = 771 m - Au seuil des brûlures significatives : D BS =897 m 97

27 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] N O E D BS = 897 m Brûlures significatives S D EL = 771 m Effets Létaux Figure 24 : Les zones d effet thermique d un BLEVE par la formule de calcul (Méthode classique) Tableau 32: Comparatif des zones d effets thermique Logiciel (ALOHA) Formule de calcul 5 kw/m 2 : seuil des effets létaux : D EL 1300 m 771 m 3 kw/m 2 : seuil des brûlures significatives :D BS 1600 m 897 m 98

28 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] b. Effets du souffle par la formule de calcul (méthode classique) : N O E Seuils des effets irréversibles, 50 mbar : D2 = 474 m S Seuil des premiers effets létaux, 140 mbar : D1 = 249m Figure 25 : Les zones d effets du souffle par la formule de calcul (méthode classique) c. Effet missile du BLEVE (d après UFIP) : [22] L UFIP utilise l'approche surpression positive/équivalent TNT pour calculer l'effet missile du BLEVE. Une source d'énergie contribue à l'effet missile dans le phénomène de BLEVE (La détente adiabatique de la phase vapeur du réservoir). La masse équivalente de TNT pour l'énergie de détente adiabatique se calcule par : Avec Q TNT, la chaleur de combustion du TNT (J/Kg) = 4, J/Kg [21 99

29 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] L application de l équivalent TNT s exprime dès lors : Nous prenons : correspondant à une surpression positive incendie de 5000 Pa et Avec : P 0 : Pression atmosphérique (Pascal) P 1 : Pression de rupture du réservoir (Pression de tarage des soupapes PSV vers atmosphère : 12,5bar = Pascal) : Taux d'élongation du matériau ( = 0,06 pour les aciers spéciaux et 0.38 pour les aciers au carbone) F : Le facteur de rendement d'énergie de fragmentation (F = 0,6 pour une rupture ductile et 0,2 pour une rupture fragile) V : Volume du réservoir (1111m 3 ) : Le rapport des chaleurs spécifiques du gaz GPL(1,12) [21] Les Valeurs de référence relatives aux seuils d effets missile Selon le seuil UFIP : Les résultats de modélisation du BLEVE obtenus sont représentés dans le tableau suivant : Tableau 33: Illustre les seuils des effets Effet missile du BLEVE [22] Surpression positive p + p + =70000 Pa RISQUES Risque létal direct 3,8 p + =30000 Pa Destruction et dégâts lourds 6,1 p + =17000 Pa Risque létal indirect 7,83 p + = 5000 Pa Blessures et dégâts réparables 25,5 100

30 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] Tableau 34: Les zones d effets missile du BLEVE Scénario Boule de feu p + (Pa) Distance des effets (m) B m L E Rayon : 437 m m V m E Durée : 23 secondes m N O E Blessures et dégâts réparables=280m S Risque létal indirect=86m Destruction et dégât lourds=67m Risque létal direct=42m Figure 26: Les zones d effet missile du BLEVE d après UFIP 101

31 [Chapitre VI : Analyse des conséquences ] VI.3-Les Impacts sur les infrastructures et les installations du complexe GP1/Z : 1. Les Impacts sur les bâtiments : Le bloc administratif (ADM) et la salle de contrôles et leurs occupants seront affectés par combinaisons des effets (effets thermiques et effets du souffle) selon (ALOHA) et ces derniers ne son pas touchés par effet missile. 2. Les Impacts sur les installations : Les installations, station BOG, la pompière et le réseau anti-incendie seront touchés par divers effets et par une combinaison des effets (effets thermique et effets du souffle). Les réservoirs, les sphères adjacentes et les bacs de stockage et rampe de chargement camion seront touchés par une combinaison des effets thermique, effets du souffle et effet missile, ces derniers peuvent causer des effets dominos (succession du BLEVE). 3. Les Impacts sur la population : L impact sur l homme est représenté par les opérateurs de la zone de stockage du complexe GP1/Z par effet toxique résultant de la dispersion d un nuage gazeux, les travailleurs qui peuvent être présents au niveau du complexe (les différents départements) ne sont pas touchés par ces effets car ils sont éloignés par la zone d impact. L emplacement de la zone de stockages à proximité de la route principale de la zone industrielle d Arzew (passage des véhicules). Vu que la route est surélevée de 5m par rapport à la zone de stockage et le GPL qui est plus dense que l air, la probabilité d occurrence d un nuage gazeux et son effet toxique est minime et la route sera coupée en cas d incidents. 4. Les Impacts sur l environnement : Le produit GPL est intrinsèquement non polluant, les impacts potentiels sur l environnement sont une pollution atmosphérique en cas d incendie (produits ou matières combustibles) et les déchets solides résultants d un accident majeur (destruction des équipements en cas d un BLEVE). 5. Les Impacts Economiques et Financiers Prévisibles : Les coûts des dommages en cas d accident sont représentés par les montants des investissements réalisés et le chiffre d affaire quotidien en cas d arrêt de l activité. Le complexe GP1/Z dispose d un plan d opération interne (POI) opérationnel et régulièrement testé, il doit permettre de gérer les situations pour lesquelles les effets liés à certains phénomènes dangereux ne sortent pas des limites de complexe. 102

32 [chapitre II: Description du milieu environnementale] Introduction : L objectif de ce chapitre est de décrire l environnement du complexe, afin d identifier les intérêts à protéger au voisinage de l établissement, ainsi que les éventuelles sources extérieures de risques, liées à l activité humaine ou d origine naturelle. II. 1- Agressions naturelles : [3] 1. 1-Nature des sols et géologie sur le site : D une manière générale, le terrain est recouvert d une couche composé des silts sableux, ceci jusqu à une profondeur de 0,5 m ; Sous le terrain de couverture, des silts sableux argileux, généralement moyennement dense, sont présents sur une épaisseur de moins de 5 m ; Sous ces derniers, un niveau continu de grès à ciment calcaire et de calcaires coquilliers vers la base, d épaisseur variant de 1 à 8 m ; Sous cette roche, un niveau composé d un mélange de silt, argile et sable, généralement mince recouvre des marnes altérées. Ce niveau peut atteindre 15 m à certains endroits ; Le niveau le plus inférieur rencontré consiste en des marnes bleues généralement fracturées et fissurées, d une épaisseur pouvant atteindre 42 m. Les forages précédant la construction du site donnent tous une assise uniforme constituée de grés de plage, coquilliers ou lumachelles avec passées sableuses sur 5 à 15 m d épaisseur, suivi au-delà par des marnes grises peu plastiques. D après les données piézométriques, la profondeur de la nappe aquifère est comprise entre 0 m (près de la côte) et 16,9 m (à 600 m de la côte environ). La faille la plus proche du site qui ait été décrite est associée au Djebel Orousse et au bassin Tertiaire d Arzew. Cette faille présumée est située à 8 kilomètres approximativement à l Ouest du site. On notera cependant que de nombreuses traces d activités néotectoniques sont distinguables sur les images satellites et sur les modèles numériques de terrain au sud à proximité d Arzew, ce qui laisse supposer un probable changement de zone sismique à terme pour cette région, dans la réglementation parasismique algérienne. 16

33 [chapitre II: Description du milieu environnementale] 1. 2-Séisme : La région qui est classée en niveau IIA (sismicité moyenne selon le règlement national RPA.99) dans le zonage sismique algérien. Aucun séisme fort n a affecté la région depuis le développement du pôle d Arzew mais les séismes de Chlef (1980), d Ain Témouchent (1999) et de Boumerdes (2003), ont été perçus par la population de la région, sans y provoquer de dommages. La plupart des séismes dans la région sont provoqués par la réactivation de failles existantes ou d anciens points faibles de la croûte terrestre. Le risque d activité sismique à Arzew n est pas négligeable, même s il n est pas comparable au risque auquel certains sites au Japon ou en Alaska sont exposés. Les conditions sismiques au site du terminal ont été prises en compte dans la conception du complexe. Les émissions accidentelles de gaz naturel provoquées par des séismes sont ainsi considérées comme un risque négligeable et n ont pas été considérées dans l évaluation quantitative des risques. Selon (Règles Parasismiques Algériennes RPA99 après addenda, version 2003). Zone III Zone IIB Zone IIA Zone I Figure 02: Le zonage sismique Algérien 17

34 [chapitre II: Description du milieu environnementale] 1. 3-Risque d'inondation : La région d Arzew est peu arrosée pour une zone côtière. Le cumul annuel de lame d eau écoulée selon la carte de l ANRH serait de seulement 10 mm. Le risque pris en compte peu présenté différentes natures : débordement de cours d'eau principaux permanents débordement d'oueds intermittents remontée de nappe phréatique ruissellement urbain et saturation en eau des réseaux d'évacuation d eaux pluviales ou usées ruissellement rural par petits bassins versants sous un orage Outre les débordements, l'érosion et le comblement des réseaux enterrés ou aériens d'évacuation d'eau pluviales font partie des conséquences classiques. II.2-Fréquence, amplitude et phénomènes historiques ou récents : 2. 1-Pluviométrie, hydrologie : La région d'arzew est peu arrosée pour une zone côtière. La pluviosité est assez faible avec une moyenne de cumul annuel de pluie de 370 mm répartis sur 60 à 70 jours et des orages sur 10 à 15 jours. Les valeurs de pluies de projet prises en compte pour la conception du site sont : Valeur minimale : 25 mm /heure. Valeur maximale : 50 mm en 15 minutes. valeur annuelle : 361 mm. 18

35 [chapitre II: Description du milieu environnementale] Figure 03 : Lame d'eau écoulée annuellement sur les bassins versants de l'algérie (source ANRH) Des mesures de pluviométrie ont été obtenues auprès de l'office National de Météorologie d'alger Cours d'eau, hydrogéologie : Ecoulements de surface : Aucun cours d'eau majeur ne passe à proximité du site GP1/Z. En revanche, le site est situé sur l'exutoire d'un oued intermittent appelé oued El Malah dont le bassin versant mesure environ 27 km². L'oued est très peu marqué sur le plateau au dessus du site et ne s'individualise que sur le coteau au sud du site. Plus au sud, l'oued est pratiquement inexistant en tant que canal d'écoulement naturel sur le plateau mais une tranchée a été aménagée pour faciliter l'écoulement. Il s'agit d'une vallée fossile d'un oued qui a autrefois été alimenté par un lac situé plus au sud. Aujourd'hui, le bassin versant n'est plus actif que lors d'évènements pluvieux exceptionnels et ne comporte donc plus de cours d'eau permanent. Ce bassin versant, ne peut délivrer que des inondations brutales lors d'orages violents ou de pluies prolongées sur la région. Le temps de concentration de crue sera de l'ordre de quelques heures. 19

36 [chapitre II: Description du milieu environnementale] Figure 04: Extension du bassin versant de l'oued El Malah au sud du site GP1/Z et tracé de l'oued intermittent traversant le site de GP1/Z. II. 3-Les conditions météorologiques : [04] Pour les données métrologique, les principaux facteurs climatiques intervenants dans les processus de transformation (biodégradation) et la diffusion des polluants sont : les pluies, la température, les vents, les brouillards Pluviométrie : Pour les pluviomètres les précipitions moyennes des pluies dans la région d Arzew sont montrées dans le tableau suivant : Tableau 1: Pluviométrie de la région d Arzew Année Le mois SEP OCT NOV DEC JAN FEV MAR AVR MAI JUIN JUIL AOU ANNEE Hauteur des pluies (mm) Nombre des jours

37 [chapitre II: Description du milieu environnementale] La moyenne établie est de 249 jours ensoleillés, 57 jours de pluie et pendant les 59 autres jours, le ciel est nuageux et couvert. L analyse des données pluviométrique du complexe fait apparaitre une répartition assez régulière des pluies pendant neuf mois de l année, avec un maximum pluviométrique en janvier de l ordre de 53,4 mm, et une seconde période plutôt sèche et aride qui ne dure que trois mois (juin, juillet et août) dont la pluviométriques ne présente que 0,39% du total annuel. De manière générale, la pluviométrie demeure faible au complexe GP1/Z Les températures moyennes mensuelles : Pour la température le complexe met en évidence l existence de deux périodes : Pour une période froide allant décembre à mars La saison estivale à savoir, juin juillet aout et septembre avec des valeurs assez élevées oscillant entre 23,5 C et 30, 5 C. Tableau 2: Les températures moyennes observées à la région d Arzew en 2013 Mois Jan Fév Mar Avr Mai Juin Juil Aout Sep Oct Nov Dec T (C)

38 [chapitre II: Description du milieu environnementale] 3. 3-Les vents : Le golfe d Arzew est ouvert à tous les vents du large depuis le Nord-Ouest jusqu au Nord- Est. Les vents dominants sont les vents du nord ; ils soufflent généralement avec force du mois d Octobre au mois de Mai. Les directions du vent observées à 12 h durant l année 2013 sont réparties comme suit : Tableau 3: Les directions du vent observées à la région d Arzew en 2013 Nord Nord Est Est Sud/Est Sud Sud/Ouest Ouest Nord-Ouest 148 jours 57 jours 06 jours 05 jours 08 jours 53 jours 74 jours 13 jours Calme plat 1 Pour les vents, le complexe est situé dans un couloir de vent qui avoir a une vitesse de 10 m /s et les vents sont montrées dans le tableau suivant : Tableau 4: la vitesse des vents Direction N NE E SE S SW W NW des vents 7h h h moyenne 43 49,6 12, 3 7,3 23, ,

39 [chapitre II: Description du milieu environnementale] La direction des vents suivant la période de la journée : en début de journée, la fréquence dominante est de Direction sud-ouest et une direction secondaire de sud. Les mi-journées sont caractérisées par trois directions prépondérante à savoir le nord, le sudouest et enfin l ouest. Quand à la fin de la journée, la fréquence dominante est de la direction nord avec des fréquentations secondaire sud-ouest et ouest. 23

40 [Chapitre III Identification des risques] Introduction : Dans l activité pétrolière et pétrochimique, il existe un nombre important d installations fixes servant à stocker des produits, plus ou mois dangereux, pour les raison suivantes: Pour faire face à une demande variable ayant un rythme incompatible avec celui de la production de la consommation et de la distribution associée. Pour conserver un produit en vue d une utilisation, une consommation ou d un traitement ultérieur. Pour créer une réserve permettant d assurer la fourniture du produit à tout moment en cas de besoin. Au niveau du complexe GP1/Z et comme on a déjà cité, il y a deux types de stockages, stockage refrigéré au niveau des bacs et stockage tampon au niveau des sphères. Le GPL provenant de RTO arrive par pipe de 24" est acheminé vers les sphères de charge, en passant par deux filtres (PDI 0001et PDI 0002), puis dans deux dégazeurs V 0011 A et B, ensuite passe a travers deux débitmètre à turbine, et enfin la PV 0001 A et B, où il décomprimé pour aboutir dans le collecteur commun de réception en parallèle les douze sphères de charges pour le projet phase I. Le stockage au niveau des sphères est un stockage à température ambiante et soumis à une pression de (7à 9 bars), donc il y a un risque trés élevé surtout avec le stockage d un produit dangereux et inflammable tel que le GPL, pour cela on essaye de renforcer les moyens de sécurité en plus que celles déjà existants. La zone de stockage de la charge comprend 5 Blocs de 4 réservoirs sphériques et 1 bloc de deux présentant un volume total de m 3, ce qui correspond approximativement à 12 heures de capacité. Les réservoirs sphériques sont exploités d une manière équilibrée, de sort que le débit de l alimentation à l entrée soit égal à la capacité d exploitation de la section de séparation, le niveau se trouvant sensiblement à mi hauteur en service De cette manière, les réservoirs sphérique peuvent facilement absorber des coups et assurer un fonctionnement stable de la section de séparation. 1. Réservoirs de produits finis : Il y en a 05 sphères de produits finis qui reçoivent et stocke les produite C3, C4, mélange C3-C4, et pentane, ils expédient également les produits vers la section chargement sur camions citernes. Ils peuvent recevoir des produits provenant des réservoirs à basse températures. 24

41 [Chapitre III Identification des risques] 2. Capacités des réservoirs sphériques : [05] Tableau 5 : Type de stockage sphérique N de sphère Type de stockage Quantité Capacité Totale Maximale admise T- Sphère d alimentation (GPL brut) m m T- Sphère pour stockage de produits finis C3, C m m T- Sphère de stockage pour 0023 pentane m m 3 III.1- Condition de fonctionnement des réservoirs sphériques : Tableau 6: Les Conditions de fonctionnement N de sphère Pression Température Niveau T bar 5C - 41,8C 50% T >1bar 0,5C - 43C Selon l occurrence T bar 0,5C - 50C Selon l occurrence Le GPL brut est repris dans les réservoirs sphériques par un collecteur commun d aspiration des pompes de charge P-0011 A à G.Normalement, il y a cinq pompes en service, les deux pompes restantes étant en réserve.chaque pompe comporte un recyclage minimum du débit et un indicateur de la pression différentielle pour protéger la pompe en cas de faible débit et de faible charge. Le débit de refoulement de la pompe est piloté par un régulateur de pression dans le collecteur commun de refoulement de pompe. Un deuxième régulateur de pression dans le collecteur de refoulement protège le système contre des surpressions, en renvoyant le GPL brut vers les réservoirs sphériques de charge. A partir du collecteur de refoulement commun, le GPL brut est distribué sur les 4 trains de séparation qui constituent la section de séparation. Une analyse de la composition et une deuxième mesure de la masse volumique permettent de fixer les consignes de fonctionnement de la section de séparation. 25

42 [Chapitre III Identification des risques] Chaque bloc de 4 réservoirs sphériques est muni de régulateurs de pression qui permettent l injection de gaz naturel sous haute pression en cas d une forte baisse de la pression de service dans les réservoirs sphériques (ci-dessous de 2,7 kg/cm 2 effectif) ou l échappement de la vapeur vers les torches, dans le cas d une surpression (supérieure à 12,5 kg/cm 2 effectif). Pour le reste, la pression de service dans les réservoirs sphériques peut fluctuer entre ces deux limites en fonction de la tension de vapeur du GPL brut et au-delà de la température ambiante. 26

43 [Chapitre III Identification des risques] HS-9822 A HS-9823 A A B POMPES 07-V-0021A~F HS-0001 HV-0001 A 07-V-0011A ZL-0012 HV-0012 HS-9824 A HS-0034 B HS-0036 B C D E DE CHARGE Train 1 Nœud : sphères de charge B 07-V-0011B DEGAZEUR CHARGE ZL-0012 HV-0012 HS-0038 B HS-0040 B F G HS-0002 HV-0002 Train 2 Train 3 Train 4 ZL-0003 ZL-0004 ZL-0005 ZL-0006 ZL-0007 ZL-0008 ZL-0009 ZL-0010 HV-0003 HV-0004 HV-0005 HV-0006 HV-0007 HV-0008 HV-0009 HV T T T T-0014 SPHERES STOCKAGE CHARGE ALIMENTATION Figure 05 : Réception, stockage et transfère de la charge GPL 27

44 [Chapitre III Identification des risques] III.2- Fiche technique d une sphère de stockage GPL : Volume : 1100 m 3 Pression de calcul : 16 Kg/cm 2 Pression de service : min 2,7 ǀ max 12,5 Kg/cm 2 Pression d épreuve HYD : 24 Kg/cm 2 Relaxe de contrainte : oui Fluide : GPL Etat du fluide : liquide Poids à vide : 180,750 Kg Densité moyenne : 560 Kg/m 3 Hauteur : 14,76 m Température de calcul : 65 C Température de service : Min 5 C ǀ Max 45 C Surépaisseur de corrosion : 3mm Radiographie : 100% Diamètre intérieur : 12850mm Date de fabrication :

45 Calotte inferieur Calotte supérieur Analyse des risques et modélisation des conséquences d explosion d une sphère GPL [Chapitre III Identification des risques] 2. 1-Appareils annexes d une sphère pour stockage d alimentation : Tableau 7 : Appareils annexes d une sphère N Diamètre Quantité Désignation Situation M Trou d homme N3 3 1 Retour liquide N4 2 1 Entrée vapeur N5 3 1 Entrée/sortie vapeur N6 3 1 Ventilation K1 2 1 T.E. (élément de température) K2 2 1 Instrument de niveau et de pression K4 6 1 L.I. (indicateur de niveau) K6 4 2 P.S.V. (vanne de sécurité de pression) M Trou d homme N1 6 1 Entrée liquide N Sortie liquide K1 2 1 T.I. (indicateur de température) K3 2 1 Instrument de niveau Accumulateur N7 3 1 Drainage K5 2 2 L.G. (niveau à glace) 29

46 [Chapitre III Identification des risques] K1 N3 N4 N5 N6 K2 M 1 K6 K4 K5 K1 M 1 N2 K3 N7 N1 Figure 06 : Appareils annexes d une sphère de stockage d alimentation 2. 2-Opération en fonctionnement normal: En opération normal il faut effectuer la surveillance en pensant à la fois que les appareils peuvent tomber en panne et qu ils marchent toujours correctement, ils reflètent la réalité du procédé. La surveillance consiste à s apercevoir de l anomalie le plus vite possible, lorsqu on constate une anomalie on doit la confirmée sur site, et il faut éviter un jugement basé sur l indication d un seul appareil, il est donc nécessaire de comprendre les relations entre l évolution du procédé et le changement des indications de chaque appareil. Surveillance lors de la réception et de l évacuation de liquide: Surveillance du niveau. Surveillance du thermomètre. Surveillance du manomètre. Vérification d absence d anomalies sur les autres appareils. Vérification d absence de fuites de liquide sur divers points (joints, drainage). Vérification d absence d anomalies sur les pompes. 30

47 [Chapitre III Identification des risques] 2. 3-Opération locale en cas de problème: En cas de mauvais fonctionnement des appareils annexes tels que l indicateur de niveau, le thermomètre et le manomètre. Frapper légèrement les tuyaux pour les faire vibrer. S il s agit d un appareil équipé d un robinet d isolement, fermer ce robinet et enlever l appareil pour le régler ou le changer. S il s agit des tuyères engorgées de tuyauterie de refroidissement du réservoir, les nettoyer. En cas de problème de la pompe, permuter la pompe avec la pompe de réserve. En cas de fuite de liquide: S il s agit d une fuite que l on peut isoler à l aide d une vanne, fermer la vanne et effectuer les réparations. S il s agit d une fuite que l on ne peut pas isoler à l aide d une vanne, arrêter la réception, vider la sphère en envoyant le liquide dans une autre et effectuer les réparations. III. 3- Les barrières de prévention et de protection existantes au niveau de stockage tampon (au niveau des sphères) : 3. 1-Les barrières de prévention: Vanne contrôle de pression : Le circuit maintien la pression dans la sphère à 8 bars à l aide de la HV003A qui est sur la ligne d entrée du bloc. En cas d augmentation de haut niveau dans les quatre sphères, la HV 003 de chaque sphère se ferme. Soupape de sécurité : Deux soupapes SV0003A/B pour la sphère tarées supérieure à 12,5 bars, elles crachent l excès des gaz du à une surpression, vers la torche HP et protègent la capacité d une éventuelle rupture ou éclatement. Alarme de niveau : Trois alarmes de niveaux configurés au niveau du système comme suit : Niveau haut LAH Niveau très haut LAHH : Si la hauteur du liquide arrive à un niveau très haut (14 mètres), on assiste à une fermeture automatique de la vanne de réception HV. 31

48 [Chapitre III Identification des risques] Niveau bas LAL: Fermeture automatique des vannes d aspiration et arrêt automatique des pompes afin d empêcher l arrivée de la phase gazeuse aux pompes et les slops. Alarme de pression : Deux alarmes de pression qui peuvent indiquer des valeurs hautes ou basses Pression haute PAH 12.5 bars Pression basse PAL 2.7bars Indicateur de température TI : Des thermocouples pour suivre l évolution de la température qui ne doit pas fluctuer au-delà de 45 C, un point consigne (TI) fait déclencher le système d arrosage pour diminuer la pression à l intérieur de la capacité et se maintient à la température ambiante Les barrières de protection : Cuvette de rétention : La sphère est entourée d une cuvette de rétention à paroi de béton armé et Les supports pieds de la sphère sont enrobés en béton ignifuge (réfractaire) pour qu ils soient protégés du feu qui peut faire perdre les caractéristiques mécaniques de la tubulure à cause de sa température (entre 600 et 1200 C) et éviter par la même occasion l effondrement de la sphère. L isolation par l ignifugeant Détecteur de gaz Détecteur de flamme Deux extincteurs de 9kg à poudre Une lance tractable mixte Skide a poudre de 300kg Vanne HV du bloc : Installée sous la ligne d équilibrage du bloc et assure une protection contre une fuite de GPL d une grande ampleur. Système de pulvérisation de sphères : En cas d un incendie de GPL survenu dans la sphère d alimentation, le système de pulvérisation des sphères devra être prévu pour un refroidissement efficace des sphères contre la chaleur rayonnante du feu de GPL. 32

49 [Chapitre III Identification des risques] III.4- Conformité par rapport aux règles d aménagement : 4. 1-Vérification de capacité des cuvettes de rétention: 14,20 m 26,2 m 14,50 m T m T0012 T0015 T ,5 m 24,40 m T0013 T0014 T0017 T ,2 m 24,40 m 27,20 m 25,9 m 25,9 m 52,5 m Figure 07 : Dimensionnement de la cuvette de rétention 33

50 [Chapitre III Identification des risques] Volume de digue intérieure : La hauteur de la cuvette de rétention h=0,76m ǀ V 1 = 515,72m 3 Volume totale de digues intérieures (V 1, V 2, V 3, V 4 ) : V 1 à V 4 =515,72 *4=2062,883 m 3 Capacité des sphères de GPL et de 1100 m 3 La cuvette d un produit de catégorie A 2, elle doit contenir 20% de la capacité total des sphères (Voir partie application de la réglementation). Volume de la cuvette 1100 * 4* 20% = 880 m L emplacement des sphères : Espace entre réservoirs (exigence minimale) : Sphère d alimentation GPL dans une même digue 0,75D Sphère d alimentation GPL dans différentes digues 1,5D+5m (D est le diamètre du plus grand réservoir). Vérification de distance entre sphères : La distance entre les deux sphères à partir du centre est de 24,4 m D est le diamètre de sphère = 12,85 m Distance entre les deux sphères (parois latérales) dans la même cuvette de rétention selon la réglementation est de l ordre de 0.75D. La distance : 0,75 *12, 85=9,375< 12m. Distance entre les deux sphères adjacentes dans différentes blocs : 1,5D+5m=24,275m. 34

51 [Chapitre III Identification des risques] III. 5-Les fonctions élément IPS (Elément Important pour la Sécurité) : [06] Les fonctions IPS ont pour objectif de prévenir et contrôler les dérives ou défaillances susceptible en matière de sécurité. Parmi ces éléments, certains sont qualifiés d IPS car ils contribuent de manière prépondérante à assurer la fonction de sécurité qui permet de prévenir d un événement accidentel ou d en limiter les effets. La réalisation des fonctions IPS peut se traduire par la mise en ouvre : D activités IPS taches ou opérations formalisées sous forme de procédures écrites, connues et appliquées. D équipements IPS (dispositifs de sécurité dont il conviendra d assurer un niveau suffisant d efficacité, de fiabilité et de disponibilité). Tableau 8 : Fonction et élément IPS Fonction IPS Elément IPS Limiter l ampleur de la fuite Explosimètre Eviter le sur remplissage des réservoirs Niveau très haut redondant Isoler les réservoirs Clapets hydrauliques, vannes à sécurité positive Limiter le risque de corrosion Procédure fixant les conditions pour purger les réservoirs Mettre en sécurité le site Arrêts coup de poings Permettre le fonctionnement du réseau incendie Réseau d arrosage (réservoirs d eau canalisation,) Permettre la surveillance des Systèmes contrôle : commande paramètres de sécurité du site Evacuer la pression Soupapes Assurer la disponibilité des moyens de lutte contre l incendie Vérification des extincteurs et canons incendies Assurer la disponibilité des moyens Essais sirènes d alerte 35

52 [Chapitre III Identification des risques] Pour chaque élément IPS ainsi défini, l exploitant a déterminé : Sa plage de fonctionnement normal et ses seuils de sécurité Ses attendus en terme d efficacité, de disponibilité et de fiabilité (concept éprouve, sécurité positive, résistance aux contraintes spécifiques, disponibilité, maintenance) Liste des éléments importants pour la sécurité existants dans la zone de stockage de GPL: [07] Détecteur de gaz et boucle de sécurité associée (4 détecteurs autour des réservoirs sphérique, 1 détecteur sur le support de canalisation) Capteur de pression sur les réservoirs et boucle de régulation de la pression/température par le débit de vapeur associée Bouton d arrêt d urgence et boucle de sécurité associées Instruction d inspection et de maintenance spécifique à l unité de stockage de la charge et les procédures d inspection et de maintenance Formation du personnel Conception et choix des matériaux des canalisations Moyens de lutte contre l incendie (protection et prévention) Vérification périodique du maintien du potentiel du réservoir sphérique de GPL assurant une protection cathodique adéquate Procédure d intervention complétée par la délivrance d un permis feu pour toute intervention Fiche de poste-consignes et mode opératoires et enregistrements du personnel d exploitation (incluant les rondes d inspection détection d anomalies, incidents et presqu accidents) Revêtement externe anticorrosion pour les sphères et canalisation Dispositifs de protection contre la foudre Capteur de pression différentielle sur les filtres Consignes de sécurité et accès réglementé Soupape de sécurité, programmes d inspection et de maintenance spécifique Capteur de température et boucle de sécurité associée Spécifications techniques détaillées des vannes de régulation de pression Détecteur incendie et système déluge associé aux pompes booster Piquage de sortie de liquide des réservoirs équipés de limiteurs de débits. 36

53 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] IV. 1- Origine des Gaz de Pétrole Liquéfiés: [08] Toute extraction de champs de gaz naturel et/ou raffinage de pétrole produit irrémédiablement des Gaz de Pétrole Liquéfiés. Il s agit des : Fractions lourdes de l extraction de gaz naturel qui n est autre que le méthane (qui a un seul atome de carbone : CH 4 ), plus communément appelé gaz de ville, Puisque c est l atome de carbone qui détermine le poids des molécules, il est facile de comprendre que les GPL sont les fractions lourdes du gaz naturel : en effet, le butane contient 4 atomes de carbone, le propane contient 3 atomes. Fractions légères du raffinage du pétrole : 1 tonne de pétrole brut raffiné produit 30 kg de GPL, dont 2/3 de Butane et 1/3 de Propane C est quoi le GPL? Le Butane et le Propane, appelés couramment GPL sont des Gaz de Pétrole Liquéfiés. Il s agit de dériver du pétrole et/ou du gaz naturel. L appellation Gaz de Pétrole Liquéfiés est exclusivement réservée au Propane et au Butane, car ils sont les seuls à être gazeux à pression et température ambiante (1,013 bar et 15 C) et à se laisser liquéfier sous faible pression (respectivement à 7,5 et 1,5 bar) Composition de GPL : Les Gaz de Pétrole Liquéfiés (GPL) sont des molécules pures, dites saturées, car elles possèdent des liaisons stables entre les différents atomes. En effet, les GPL ne sont rien d autre que des chaînes hydrocarbonées, c est-à-dire qu ils sont constitués uniquement de molécules de Carbone (3 pour le propane et 4 pour le butane) et d Hydrogène (8 pour le propane et 10 pour le butane). Ces hydrocarbures mélangés répondent à des règles officielles. Le Butane et le Propane partagent de nombreuses caractéristiques : incolore, inodores à l état naturel (pour des raisons de sécurité, on y ajoute du mercaptan, qui par son odeur bien caractéristique permet de détecter toute fuite) non toxiques et non corrosifs (mais dessoudent le caoutchouc, la graisse et l huile) fluidité 37

54 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Néanmoins, ils se distinguent par deux éléments : leur pression de liquéfaction (passage de l état gazeux à l état liquide) ; leur température d ébullition (à laquelle un liquide se vaporise). IV. 2-Les Caractéristiques physiques et chimiques du butane et de propane : [09] Tableau 9: Les produits commerciaux constituant les GPL CARACTERISTIQUES BUTANE PROPANE Nom chimique Butane Propane Formule chimique C 4 H 10 C 3 H 8 Masse moléculaire 58 g/mol 44 g/mol Température d'ébullition à 1013mbar - 5 C -42 C Masse volumique moyenne : à l'état liquide à 15 C l'état gazeux de 15 C et 1,013 bar 583 kg/m³ 2,44 kg/m³ 510 kg/m³ 1,87 kg/m³ Densité par rapport à l'air 2,07 1,56 Pression de vapeur relative à : -5 C +15 C 0,8 bar 1,7 bars 5.2bars 7.5bars Chaleur latente de vaporisation à 15 C/kg 362 Kj -100,5 W/h -86,5 kcal 356Kj W/h- 85 kcal Pouvoir calorifique supérieur en Kj/m 3 à15 C et 1,013 bar 49,4 MJ ou 13,7 kw/h 120,5 MJ ou 33,5 kw/h 49,8 MJ ou 13,8 kw/h 93,3 MJ ou 25,9 kw/h Pouvoir calorifique inférieur en Kj/m 3 à 15 C et 1,013 bar 45,6MJ ou 12,66 kw/h 111,3MJ ou 30,89 kw/h 46,1 MJ ou 12,78 kw/h 86 MJ ou 23,9 kw/h Limite d'inflammabilité dans l'air : inférieure supérieure 1,8 % 8,4 % 2,3% 9,5% Température d'auto inflammation 405 C 450 C Température maximum de la flamme Oxygène Air C C C C Température critique C 97 C 38

55 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Pression critique 42 bars 37.5 bars Température de décomposition C C Coefficient d expansion liquide à15 C 238m 3 gaz 273m 3 gaz Concentration stœchiométrique 3.1 % 4 % Point d éclair Gaz -60 C Masse volumique 1 m 3 pèse : 608 Kg à -10 C 597Kg à 0 C 581 Kg à 15 C 551Kg à 40 C 1 m 3 pèse : 557 Kg à -19 C 553 Kg à 0 C 512 kg à 15 C 437kg à 40 C 2. 1-Limite d inflammabilité : Les gaz GPL sont inflammables dans des limites faibles, la combustion n est possible que si le mélange (air + carburant) est réalisé suivant certaines proportions comprises entre ces limites, c'est-à-dire que si le mélange contient un grand excès d air, le peu de combustion contenu dans la première zone enflammée ne dégagera pas une quantité de chaleur suffisante pour allumer les zones voisines, il y aura donc extinction de la flamme. Si au contraire le mélange est très riche, seul une petite quantité de combustion pourra brûler à cause du manque d oxygène, et comme précédemment la quantité de chaleur dégagée sera insuffisante pour entretenir la combustion. 39

56 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] 2. 2-Toxicité : Les gaz GPL en général ne sont pas toxiques, ils ne sont dangereux que lorsqu ils s accumulent dans un lieu fermé, dans ce cas ils occupent tout le volume comme s ils étaient seuls, éliminant tous les autres gaz, en particulier l oxygène de l air nécessaire à la respiration. Des risques physiologiques se présentent aussi pour les travailleurs, les GPL étant des produit froids, des brulures à froid (gelures) peuvent être occasionnées aux endroits de contact de ces produits avec le corps humain, en outre ces produits ont des effets biologiques, à certaines concentration,ils peuvent être anesthésiques et asphyxiants, d où des concentrations limites à ne pas dépasser pour une exposition prolongée ont été définies par la 26 ème conférence américaine des hygiénistes industrielles du 25 au 28 avril 1964 et le règlement type de sécurité pour les établissement industriels édité par le bureau internationale du travail (BIT). [10] Ces valeurs limites sont reproduites dans le tableau suivant: Tableau 10 : Les valeurs d effets physiologiques [10] Produit Effets physiologiques Observation Propane 5% anesthésique 6% de concentration avec l oxygène Butane Concentration supérieure à 6% analgésique avec baisse de tension sans anesthésique aucun dommage. 3 à 5% pendant plusieurs heures Les risques physiologiques de ces deux produits (propane et butane) sont accentués par la présence d autre gaz pouvant être contenus. Car le propane et butane ne sont pas stockés à l état pur, leur composition étant tributaire des performances de traitement ainsi des composants comme l éthane, le pentane et l hydrogène sulfuré Odeur : Les gaz GPL, en particulier le propane et le butane sont inodores à l état pur. Cependant, pour des raisons de sécurité, ils doivent présenter une odeur caractéristique définie d après les spécifications officielles. Cette odeur volontairement désagréable est obtenue par addition d autres hydrocarbures appelés Mercaptans. 40

57 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] 2. 4-Influence sur les matières : Les gaz GPL n ont aucune action corrosive sur les métaux, ils n attaquent donc pas les récipients qui les contiennent, par contre ils dissolvent certaines substances comme l huile, la graisse, les vernis et provoquent un gonflement important du caoutchouc naturel. Dans une installation fonctionnant au GPL, les joints, les membranes et les conduites souples doivent être fabriquées en caoutchouc synthétique. D autre part il faut éviter de mettre les GPL en présence des huiles et des graisses. IV. 3-L accidentologie interne/externe liée au GPL: Le retour d expérience effectué sur les accidents permet de tirer plusieurs enseignements sur les phénomènes (incendie, explosion, toxicité). Parmi les principaux, nous pouvons retenir l influence de la température et du mode de sollicitation (vitesse d augmentation de la pression) sur le seuil de rupture d une enceinte. Concernant les effets sur l environnement, les informations sur les effets de pression ne sont pas fournies dans les descriptions des accidents ; en revanche, les distances de projection de fragments sont parfois indiquées et la distance maximale atteinte dans les accidents mentionnés précédemment est de 1200m Types d accidents technologiques communs occasionnés par des installations de GPL: [11] Selon le retour d expériences d accidents technologiques majeur survenus dans le monde, les accidents sont classés selon leur magnitude en de 2 types : Moins forts et contrôlables dans leur impact, comme dans le cas des incendies. Eventuels, de grande ampleur et difficile à contrôler, comme les explosions et les effets toxiques. Les causes peuvent être le produit d erreurs humaines dans l opération de machineries, ou des défauts des systèmes techniques, et environnementaux. A partir de ces erreurs, les installations présentent différents phénomènes physiques qui peuvent déclencher de graves dangers à savoir: Emission ou fuite : fait référence à l échappement d une substance gazeuse ou liquide d un système de stockage ou d un réseau de conduction. La fuite change les concentrations du matériel qui s est échappé. 41

58 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Dispersion : elle est liée à la forme et à la densité du dépôt occasionné par une fuite ou un déversement accidentel, elles peuvent être d origine globale avec la rupture d un réservoir de stockage, ou d origine ponctuelle avec la rupture d un oléoduc. La dispersion peut être instantanée, dans le cas d une explosion d un réservoir, ou bien continue comme dans le cas de l évaporation de la nappe de combustibles répandus sur une superficie. 42

59 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Tableau 11: Accidents et scénarios provoqués par des installations de matériels dangereux [12] Accidents Types de Produits Scénario Exemples survenus Incendies Effets toxiques Explosion Liquides inflammables Gaz toxiques Gaz combustibles liquéfiés GLP Feu de grande ampleur. BOIL OVER : boule de feu et projection de produits inflammables. Une partie de la masse d hydrocarbures liquides contenus dans un récipient s est répandue par la vaporisation brutale de l eau ; le résultat fut un incendie qui a duré environ 6 heures. La perte totale et instantanée du produit contenu. La rupture instantanée d une grande canalisation en phase liquide, durant son rendement maximal. BLEVE: Explosion de gaz inflammable liquéfié en ébullition. Cela se présente comme une masse qui s enflamme ou brûle en compagnie d explosions. Phénomène commun dans les grandes installations de combustibles (GLP). UVCE (Unconfined vapor Cloud explosions) : explosion d un nuage de gaz suivi de la rupture d une canalisation en phase liquide. En juin 1974, un accident à Flixborough, à 240 Km au nord de Londres. La rupture accidentelle d une tuyauterie, dans une fabrique chimique de nylon, provoqua un nuage chimique qui s est enflammé. La chaleur et le feu ont affectés habitations et ont entraînés la mort de 28 personnes. Le nombre de morts est dû au fait que l accident est survenu un week-end. En 1984 à Bhopal en Inde. La rupture d une vanne a produit un fluide d isocyanate de méthyle, un produit à haute toxicité qui s est propagé aux populations avoisinantes et a entraîné la mort de personnes. Cela fut considéré comme le majeur accident de l histoire (Lapierre et Moro, 2001). En 1980 à Ortuella en Espagne. Une explosion suite à la fuite de gaz propane a entraîné la mort de 51 personnes et de nombreux blessés. En Avril 1986 aux Philippines, une explosion de produits volatils a entraîné la mort de 11 personnes et en a blessé huit. En novembre 1984 à San Juan Ixhuatepec au Mexique, la rupture d une canalisation a libéré un nuage de gaz qui s est enflammé, générant une série d explosions qui a atteint un proche dépôt de GLP, L accident a provoqué la mort d au moins 452 personnes. En 1992 à Guadalajara au Mexique, le gaz d un collecteur d eaux usées qui apparemment contenaient des eaux industrielles résiduelles d une fabrique de pétrole a produit une explosion qui a tué 175 personnes et affecté des demeures situées à 8 Km. 43

60 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] 3. 2-Les accidents au niveau des installations de GPL : [12] Tableau 12: L'accidentologie liée aux installations de GPL à l'étranger Accidents/Lieu Equipement Types de produit Scénario Conséquence L'installation de stockage de GPL (quatre sphères de propane de Liquides Trois sphères de butane Raffinerie Feyzin, 1200 m 3, quatre sphères de butane de inflammables s'ouvrent sans donner France, 04/01/ m 3, ainsi que deux réservoirs propane / butane cylindriques horizontaux. matière à un BLEVE. Le village de Feyzin, distant d environ 400 mètres est touché par les ondes de surpression successives. Au total 11 réservoirs sont détruits, des missiles sont projetés jusqu'à 800 mètres. L'accident causa 18morts et 84 blessés. Le site de stockage était constitué IXHUATEPEC, de 4 sphères de GPL, d'un volume MEXICO, MEXIQUE, unitaire de 1600 m 3, de deux sphères 19/11/1984 de 2400 m 3 de volume unitaire et de 48 réservoirs cylindriques horizontaux. GPL Quelques minutes après l'inflammation du nuage, deux des plus petites sphères donnent matière à des BLEVE, engendrant la formation d'une boule de feu (d'un diamètre évalué, sans certitude, à 350 ou 400 mètres) ainsi que l'éjection d'un ou deux réservoirs Série de BLEVE sur une cylindriques. installation de GPL. Les effets thermiques et l'éjection de fragments entraînent, par effet domino, d'autres BLEVE. Cet accident causa au total le décès de plus de 500 personnes. Il y eut environ 7000 blessés et personnes évacuées. Des fragments de sphères furent retrouvés à plus de 600 mètres. 44

61 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Le nuage est enflammé par une source non identifiée et un RAFFINERIE feu de type chalumeau se forme à la fuite. Moins d'une minute (TEXAS CITY, TEXAS, USA, D'un réservoir sphérique d'isobutane d'une capacité de 800 m 3 Isobutane Succession de BLEVE après, la sphère donne matière à un BLEVE. Plusieurs BLEVE de petits réservoirs se produisent ensuite, puis 20 minutes plus 30/05/1978) tard, une autre explosion survient. Il s'agit du BLEVE d'une autre sphère de 800 m 3 de capacité. La citerne est fissurée et l'inflammation du rejet gazeux qui se forme entraîne une augmentation de la pression interne et une LOS ALFAQUES, ESPAGNE, 11/07/197 Un camion transportant 23,5 tonnes de propylène Propylène Un BLEVE se produit engendrant notamment détérioration des parois de la citerne. Consécutivement à une première explosion, un BLEVE se produit engendrant une boule de feu. notamment une boule de feu. Cet accident fut la cause de 216 morts et plus de 200 blessés dans un rayon de 125 m (Lees, 1996). Une fuite de GPL issue de Une explosion (cause d'allumage indéterminée) et un ARIA N 100, l'unité de récompression des gaz Le 19/08/1988, JAPON résiduels dans l'atelier d'inspection et GPL Explosion suite à une fuite GPL incendie; 1207 bouteilles sont détruites au cours du sinistre qui a fait 3 morts et 2 blessés sur le site. Les trains sont arrêtés et ASAHIKAWA de remplissage des bouteilles. la production électrique est perturbée. Défaillance du four de recuisson, 7 employés sont blessés. Une grande partie de l'installation ARIA N 9049, Le Une explosion se produit alors que de traitement d'eau de condensation située près du four 04/02/1992, JAPON des employés notent une odeur NIIGATA anormale autour des conduites de GPL Explosion de conteneurs GPL s'effondre. Dix conteneurs de 50 kg de GPL placés dans un bassin d'eau de 30 cm de haut où l'eau est chauffée pour vaporiser GPL raccordées aux brûleurs d'un les GPL sont à l'origine de l'accident alors que le four ne four de recuisson tubulaire. fonctionne pas. 45

62 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] (KAMENA VOURLA) GRECE, le 30/04/1999 camion-citerne contenant 18 tonnes de GPL. GPL BLEVE une fuite de GPL qui s enflamme, Trente minutes plus tard, un BLEVE se produit. la formation d une boule de feu d environ 100 m de rayon et 150 m de hauteur. De grosses gouttes de GPL liquide en feu pleuvent sur des distances de 300 à 400 m. Dans un dépôt de GPL de 1250 m³. une fuite de propane se produit vers 14h45 sur une vanne ARIA N 36310, de purge d'une des pompes des le 25/06/2009; France, 3 réservoirs sous talus (2 x 500 m³ + Port-La- Nouvelle 1 x 250 m³), mis en service début juin en remplacement de 3 sphères aériennes; le jet vertical de gaz (7 bar) de 6 à 8 m s'enflamme en moins de 5 s. GPL La fuite enflammée perdure pendant 35 min, le temps nécessaire pour brûler le propane présent dans la canalisation de 250 mm de diamètre et de 20 m de long entre la vanne de sectionnement en soutirage du réservoir et le point de fuite. Après extinction, la vanne de purge est refermée manuellement ; Fuite enflammée sur vanne le POI est levé à 15h40. Aucun blessé n'est à déplorer ; les eaux de purge de refroidissement ont été confinées sur le site. La fuite de gaz est estimée à 350 kg. Dans une raffinerie, un "flash" Le jour de l'accident, le chargement d'une citerne est en ARIA N 29590, de GPL se produit lors d'un cours quand le raccord vissé entre le bras de chargement et le 23/04/2004 transfert entre un stockage fixe et une GPL Flash de GPL la citerne fuit. Le nuage ainsi formé s'enflamme ALLEMAGNE citerne routière enveloppant le chauffeur. Ce dernier, grièvement brûlé, décèdera de ses blessures par la suite 46

63 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Tableau 13 : L'accidentologie liée aux installations de GPL en Algérie Accident/LIEU Equipement Cause Conséquence EL KHEMIS Bras de chargement / Flash 2004 BLIDA Canalisation enterrée du poste Corrosion interne Fuite de GPL non enflammée chargement 2005 BERRAHAL Soupape de ligne Dysfonctionnement de la soupape Fuite de GPL non enflammée 2005 Bourdj Bou-Arreredj Soupape d'une citerne Dysfonctionnement de la soupape Fuite de GPL non enflammée 2007 SKIKDA Canalisation 6 Corrosion interne Fuite de GPL non enflammée 2007 BERRAHAL Soupape d'une citerne Augmentation de pression Fuite de GPL non enflammée PORT BEJAIA Canalisation 6 Détérioration d'un joint Fuite de GPL non enflammée 2009 SBA Pipe Arzew-SBA-Tlemcen Travaux d'excavation d'une société Fuite de GPL non enflammée chinoise CETIC 2009 ARZEW Citerne Rupteur du joint d'étanchéité dû au Fuite de GPL non enflammée mauvais serrage Mardi 31 Août 2004 (Jetée M6/GP1/Z) Bras de chargement Outillage Frottement de brides (création de l électricité statique) Fuite de propane enflammée SIDI KHALED Citerne Arrachement de la vanne de purge dû à Fuite de GPL non enflammée l'usure du filetage 2009 KHROUB Soupape de ligne Elévation de la température Déclenchement de la soupape PORT BEJAIA Pipe Le cisaillement du pipe est provoqué par une manœuvre d une remorque de l'epb 47

64 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] IV. 4- Les incidents les plus fréquents sur les installations GPL au niveau du complexe GP1/Z : Les petites fuites de GPL sur les installations de transfert, des tubes des aéro réfrigérants, des joints et des piquages d instrumentation. Les feux (feu de broussaille. Court-circuit électrique. Feu de moteur de véhicule. Feu de pneus. Un feu suite à une erreur humaine lors des opérations de maintenance. Feu de matières inflammables accumulées au niveau de l accouplement d un turbocompresseur). Les agressions mécaniques (manœuvres des engins de manutention et de levage. Détachement de citerne de camion). Le dysfonctionnement des détecteurs de gaz et de flammes. Aucun accident grave ou susceptible d être qualifié d accident majeur liés aux stockages n a été observé sur le complexe GP1/Z. Dans ce chapitre nous présentons les accidents majeurs dont certains industries du GPL sur les installations de stockage et de conditionnement. Mais aussi sur les installations de traitement de GPL pour tirer des leçons pour l avenir de notre installation et entamer de nouvelles actions préventives pour faire face à toute éventualité du risque majeur. IV. 5. Les phénomènes redoutes lies au stockage de GPL : [13] Les risques présentés par le GPL sont liés à leur transformation physique (un tableau de caractéristiques de ces hydrocarbures n 1) qui sont définis par les conditions auxquelles ils sont soumis, les risques sont donc: La formation de nuages de vapeur suite à leur évaporation facile dans les conditions ambiantes de pression lors d une fuite à l air libre ; c est l U.V.C.E. (Unconfined Vapour Cloud Explosion) ou flash fire : explosion de gaz à l air libre. L incendie, car ces produits sont inflammable et les vapeurs peuvent s enflammer dans des conditions précises. Phénomène d épandage du GPL liquide sur le sol dans le cas d un déversement important. Le BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) : expression anglo-saxonne pour décrire un type particulier d explosion des stockages de gaz liquéfiés sous pression. 48

65 [Chapitre IV : Les risque liés au gaz de pétrole liquéfié GPL] Il s agit d une expansion brutale de gaz provenant d une brèche formée lorsque le réservoir de stockage est soumis à un feu intense ou à un projectile. Du givrage par détente lors de l évaporation instantanée (flashing). Bouchage interne par formation de glace lors de la présence d eau. Le jet enflammé: il s'agit d un phénomène résultant de l'inflammation immédiate d'une fuite de gaz alimentée. Feu de nappe, Présence simultanée d une nappe de liquide inflammable Portée à une température supérieure à son point éclair et d un point chaud (étincelle, flamme nue.). 49

66 [Chapitre V: Analyse des Risques] V. 1-Notions de risque et danger : [14] Le danger : est une situation qui a, en elle, un certain potentiel à causer des dommages aux personnes et aux biens. Un danger est défini comme étant un produit chimique ou un état physique qui a le potentiel de nuire aux personnes, aux installations ou à l'environnement. Le risque : est un événement tel qu une émission, un incendie ou une explosion, de caractère majeur, en relation avec un développement incontrôlé d une activité industrielle, entraînant un danger grave, immédiat ou différé pour l homme, à l intérieur ou à l extérieur de l établissement, et/ou pour l environnement, et mettant en jeu une ou plusieurs substances dangereuses. Cette définition fait clairement la distinction entre le danger et le risque. Le risque, c est la manifestation possible du danger, un événement accidentel caractérisé Par : La gravité du dommage La probabilité d occurrence de l événement La mesure de l'effet d'un tel danger est appelée la conséquence tandis que sa fréquence est le nombre de son occurrence par temps d'unité. Ainsi le risque est la mesure de la fréquence d'un danger et de sa conséquence. Les risques de tous les résultats d'incident/accidents sont individuellement estimés en utilisant la formule ci-dessous [14]. RISQUE = SÉVÉRITÉ DES CONSÉQUENCES * FRÉQUENCE DE L'OCCURRENCE D'ÉVÉNEMENT V. 2-Gestion du risque : La gestion du risque est un processus itératif qui suite les étapes suivantes [1]: Identification des sources de danger Evaluation des risques Mettre en place des mesures d urgence Déterminer si le risque a été réduit Faire une analyse coût-bénéfices Mettre en place les mesures de réduction à un niveau aussi bas que raisonnablement praticable (ALARP ; As Low As Reasonably practicable). 49

67 [Chapitre V: Analyse des Risques] V. 3-Démarche d une étude de danger : L enchaînement de ces différentes phases schématique dans la Figure 08 ci-dessous. d une étude de danger est décrit de manière Figure 08: Méthodologie d une étude de danger (d après INERIS) 3. 1-Analyse du risque : L analyse du risque est définie comme (l utilisation des informations disponibles pour identifier les phénomènes dangereux et estimer le risque) [14]. L analyse des risques vise tout d abord à identifier les sources de dangers et les situations associées qui peuvent conduire à des dommages sur les personnes, l environnement ou les biens. Dans un second temps, l analyse des risques permet de mettre en lumière les barrières de sécurités existantes en vue de prévenir l apparition d une situation dangereuse (barrières de prévention) ou d en limiter les conséquences (barrières de protection). Consécutivement à cette identification, il s agit enfin d estimer les risques en vue de hiérarchiser les risques identifiés au cours de l analyse et de pouvoir comparer ultérieurement ce niveau de risque à un niveau jugé acceptable. Il est entendu que l acceptation du risque est subordonnée à la définition préalable de critères d acceptabilité du risque. 50

68 [Chapitre V: Analyse des Risques] 3. 2-Evaluation du risque : L évaluation du risque désigne une procédure fondée sur l analyse du risque pour décider si le niveau ALARP est atteint en comparant le niveau de risque estimé à un niveau jugé acceptable ou tolérable dans le cadre ALARP. Le processus de l évaluation des risques comporte : L identification des dangers. La compréhension de la nature de ces dangers. L évaluation des conséquences (à cours et à long terme). L évaluation de la probabilité de leur occurrence. L évaluation des risques consiste en un ensemble d étapes qui sont illustrées dans la figure suivante : Collecter les informations relatives au procédé/à l activité Identifier les dangers Evaluer la probabilité d occurrence des risques liés à ces dangers Redéfinir les scénarios en se basant sur les résultats de l évaluation des risques et de l impact des mesures de la réduction du risque Evaluer les conséquences des différents scénarios possibles Evaluer l acceptabilité du risque Processus itératif Evaluation Des risques Réduire le risque Figure 09 : L évaluation des risques 51

69 [Chapitre V: Analyse des Risques] 3. 3-Acceptabilité du risque : La définition de critères d acceptabilité du risque est une étape-clé dans le processus de gestion du risque dans la mesure où elle va motiver la nécessité de considérer de nouvelles mesures de réduction du risque et rétroactivement, influencer les façons de mener l analyse et l évaluation des risques. En jugeant la tolérabilité au risque, il est suggéré d appliquer un certain nombre de critères, en particulier, l hygiène, sécurité et environnement(hse). Le risque individuel des travailleurs dépassant la limite de 10-3 par an, est considéré intolérable. s il n y a pas d amélioration de la réduction du risque d une manière fondamentale, les opérations ne peuvent continuer que s il n y a aucune autre solution alternative et les travailleurs sont bien informés des risques encourus et bien formés pour ce type d activité Sans préjudice pour ce qui précède, le risque individuel pour tout travailleur compris entre 10-3 et 10-6 /an est considéré tolérable s il est démontré que le risque est aussi bas que raisonnablement praticable (ALARP : voir ci-dessous). Si le risque individuel pour tout travailleur est inférieur à 10-6 par an ; celui-ci est jugé largement acceptable donc il n y a pas lieu de considérer de plus amples améliorations sous réserve que les précautions de sécurité restent maintenues à leur niveau (amélioration continue). Le risque individuel pour toute personne civile (en dehors du personnel de l entreprise), est considéré intolérable s il est supérieur à 10-4 par an, largement acceptable s il est inférieur à 10-7 par an et devrait être réduit ALARP entre ces deux valeurs Réduction du risque : La réduction ou maîtrise du risque comprend l ensemble des mesures, actions, et dispositions entreprises en vue de diminuer la probabilité ou la gravité des dommages associés à un risque particulier lorsque celui-ci est jugé intolérable. De manière générale, les mesures de maîtrise/réduction du risque concernent : La prévention : c est-à-dire la réduction de la probabilité d occurrence de la situation de danger à l origine du dommage, La protection : c est-à-dire limiter la gravité du dommage considéré. Notons que, suivant cette définition, l intervention pourra être considérée comme un moyen de protection. 52

70 [Chapitre V: Analyse des Risques] En d autres termes, il s agit dans l ordre de : Prévenir le danger Eviter le danger Atténuer les effets du danger V. 4-Démarche pour l analyse des risques : Cette démarche se décompose généralement en plusieurs étapes : Une étape préliminaire pour définir clairement le cadre de l analyse des risques : Définition du système à étudier et des objectifs à atteindre. Une étape consistant en la collecte des données pour mener le travail d analyse de manière efficace : Recueil des informations indispensables à l'analyse des risques. Une étape consistant en un choix judicieux du ou des outils d analyses et éventuellement d une matrice de risque avec échelle de cotation des risques et une grille de criticité : Définition de la démarche à adopter Et enfin une équipe pluridisciplinaire composée de spécialistes pour mener à bien l ensemble des tâches : Mise en œuvre de l analyse de risques dans le cadre d un groupe de travail V.5-Les méthodes d analyse de risque : [16] Différentes techniques pour une identification qualitative et/ou quantitative des dangers et une analyse de risques qualitative sont largement répandues. Il s agit en fait de choisir la technique ou combinaison de techniques la mieux adaptée pour répondre aux objectifs fixés. Pour la réalisation de cette tâche, il s agira également de définir le groupe de travail qui participera à la réflexion et, le cas échéant, de fixer des échelles de cotation des risques et une grille de criticité. Parmi les techniques les plus fréquemment utilisés nous citerons: Contrôle de sécurité (Security review) Safety auditing L Analyse Préliminaire des Risques (APR), L Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leur Criticité (AMDEC), L Analyse des risques sur schémas type HAZOP ou «What-if?», L Analyse par arbre des défaillances, L Analyse par arbre d évènements, Le Noeud Papillon 53

71 [Chapitre V: Analyse des Risques] L analyse des causes/conséquences Méthode d analyse HAZOP Il existe deux grands types de démarches en vue d analyser les risques : la démarche inductive et la démarche déductive. Dans une approche inductive, une défaillance ou une combinaison de défaillances est à l origine de l analyse. Il s agit alors d identifier les conséquences de cette ou ces défaillances sur le système ou son environnement. On dit généralement que l on part des causes pour identifier les effets. Les principales méthodes inductives utilisées dans le domaine des risques accidentels sont : L Analyse Préliminaire des Risques, l Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leurs Criticité (AMDEC), HAZOP, l analyse par arbre d évènement. A l inverse, dans une approche déductive, le système est supposé défaillant et l analyse porte sur l identification des causes susceptibles de conduire à cet état. On part alors des effets pour remonter aux causes. L arbre des défaillances constitue une des principales méthodes déductives Domaines d application: Les méthodes d'analyse des risques doivent être choisies en fonction des caractéristiques des installations à étudier et du niveau de détail recherché. Ainsi, il est possible de différencier les méthodes telles que l'apr réservée à une analyse (en surface) des risques ou à des installations peu complexes et les méthodes dédiées à une analyse plus détaillée et généralement centrée sur des systèmes thermo hydrauliques, comme HAZOP. Ces différentes informations sont synthétisées dans le Tableau 14, pour les principales méthodes d'analyse des risques dans le domaine des risques accidentels. 54

72 [Chapitre V: Analyse des Risques] Tableau 14: Critères de choix pour les principales méthodes d'analyse des risques Désignation de la méthode Principe de la méthode Identification et évaluation des risques de Analyse Préliminaire des Risques (APR) manière préliminaire à l utilisation de méthodes d analyse plus précises ou sur un système peu complexe adapté à la conception d installations nouvelles. Analyse des Modes de Défaillances, de Méthode inductive qui analyse les conséquences leurs Effets et de leur Criticité d une défaillance élémentaire sur un système (AMDEC) technique. Hazard and Operability study (HAZOP) Utilisée surtout pour les systèmes thermo hydrauliques, cette méthode permet d étudier à priori les conséquences d écarts locaux de fonctionnement (paramètres tels que T, P ). Arbre de Défaillances Schéma logique arborescent qui permet de relier par une méthode déductive l événement indésiré aux événements élémentaires susceptibles de l entraîner. Schéma logique arborescent qui permet de relier Arbre d Evénements par une méthode inductive l événement initiateur aux événements élémentaires susceptibles de l entraîner Choix des méthodes d analyse des risques utilisés dans notre étude: Dans notre étude, on va utiliser, en premier lieu, l Analyse Préliminaire des risques APR qui consiste à identifier dans un premier temps les situations de dangers pouvant conduire à la libération d une partie des potentiels de dangers susceptibles d être directement ou par effets dominos à l origine d un accident, tout en étant confronté aux données issues du retour d expérience disponible. Ensuite, l utilisation de la méthode HAZOP, permet l identification des causes et des conséquences possibles des dérives des paramètres de fonctionnement de la sphère, et la réaction des différents barrières de sécurité pour la maîtrise des risques liés à l exploitation. 55

73 Evaluation du niveau de gravité Analyse des risques et modélisation des conséquences d explosion d une sphère GPL [Chapitre V: Analyse des Risques] 5. 3-Choix de la matrice de criticité : [17] Nous avons choisis la matrice INERIS (5/5) dans cette étude car elle est la plus utilisée dans les études de danger concernant les installations de gaz de pétrole liquéfié Evaluation du niveau de gravité: La gravité se fera selon le tableau suivant : Tableau 15 : Critères de détermination des niveaux de gravité Conséquences Niveau de Biens Signification gravité Personnes environnement Equipements Sans dommage sur les Négligeable Aucune Aucune Aucune personnes et l installation 1 Dégradation Marginal 2 Blessures légère émission contenue d un équipement Nécessitant l interruption de Aucun dommage important occasionné a l installation la mission Nécessite la prise de mesures immédiates pour Sérieux 3 Blessures de personnes de l usine Petite émission non contenue Destruction d équipements que la vie des personnes ne soit pas mise en danger et que l installation ne subisse pas de dommage important Plusieurs décès Destruction de Majeur 4 ou blessés graves parmi le personnel de émission modérée non contenue l installation et d autres installations de Entraine des accidents graves tels que les effets : Sont limités à l installation l usine l usine Plusieurs décès Destruction des Catastrophique 5 ou blessés graves parmi le personnel de Grosse émission non contenue. installations de l usine et d équipements à Dépassent ces limites l usine et à l extérieur de l extérieur l usine 56

74 Evaluation de probabilité Analyse des risques et modélisation des conséquences d explosion d une sphère GPL [Chapitre V: Analyse des Risques] 5. 5-Evaluation de la probabilité d occurrence : Les risques considérés sont caractérisés par des niveaux de probabilité répartis sur une échelle de 1 à 5 basés sur une évaluation de l occurrence. Tableau 16: Evaluation de la probabilité d occurrence Niveau de Probabilité d occurrence probabilité Très rare Inférieur à 10-6 par an 1 Moins d une fois tous les 1141 millénaires Rare Comprise entre 10-6 et10-4 par an 2 Au plus d une fois tous les 114 siècles possible Comprise entre 10-4 et 10-2 par an 3 Au plus d une fois tous les 114 ans Fréquent Comprise entre 10-2 et une fois par an 4 Au plus d une fois tous les 14 mois Très fréquent Supérieur à une fois par an 5 plus d une fois tous les 14 mois 5. 6-Interprétation de la matrice de criticité : Les risques d accidents industrielles majeurs hiérarchisés dans la zone rouge devront faire l objet d un traitement par l intermédiaire d un programme de sécurité selon une procédure définie dans le Système de Management du site. Les risques d accidents majeurs hiérarchisés dans la zone jaune et verte pourront faire l objet d un traitement par l intermédiaire d un programme sécurisé. L objectif final de l analyse des risques consiste à démontrer qu aucun scénario d accident ne se trouve dans cette zone grâce aux barrières de sécurité mises en place ou proposées au cours de l étude. Les actions à mener pour maîtriser les risques consistent à: Soit abaisser la probabilité d occurrence de l événement indésirable: mise en place de procédures, accroissement de fiabilité des éléments les plus faibles, utilisation de redondances (Mesures de prévention). 57

75 [Chapitre V: Analyse des Risques] Soit diminuer le niveau de gravité en limitant les conséquences de l événement indésirable: mise en place d ouvrages spéciaux de protection, d isolement, d automatismes de mise en sécurité, améliorations des protections collectives et/ou individuelles (Mesures de protection et intervention). Probabilité d occurrence Mesures de Protection Risque Inacceptable Risque Tolérable Mesures de Prévention Risque Acceptable Niveau de Gravité Figure 10 : Représentation des niveaux de risques et actions à mener Très fréquent Fréquent Possible Rare Très rare Négligeable Marginale Sérieux Majeur Catastrophiques Inacceptable Tolérable Acceptable Figure 11 : Schéma d une grille de criticité 58

76 [Chapitre V: Analyse des Risques] Trois niveaux de risque sont définis selon la position dans la matrice : Risque élevé (zone rouge) : Niveaux de risques inacceptables, les systèmes se situant dans ces niveaux, doivent faire l objet d une étude plus approfondie pour identifier les modifications permettant de rendre acceptable le niveau de risque c est à dire sortir de la zone rouge. Risque modéré (zone Jaune) : Niveaux de risques tels que l aggravation d un niveau d un seul des paramètres (Gravité ou Probabilité) pourrait amener à un niveau de risque inacceptable. Les systèmes présentant ce niveau de risque font l objet d une revue approfondie des moyens de prévention et de Protection afin de s assurer qu ils présentent un niveau de risque acceptable. Risque faible (Zone verte) : Niveaux de risque acceptables mais dont l identification permet de mettre en évidence les moyens à mettre en œuvre pour les maintenir à ce niveau Analyse préliminaire des risques APR: L Analyse Préliminaires des Risques a été développée au début des années 1960 dans les domaines aéronautiques et militaires. C est une technique couramment utilisée pour l identification des risques au stade préliminaire de la conception d une installation ou d un projet. Par conséquent elle ne nécessite généralement pas une connaissance approfondie et détaillée de l installation étudiée et permet d'identifier les événements indésirables en deux étapes : analyse préliminaire des risques, recherche des éléments du système ou des événements qui conduisent à des accidents potentiels, à partir d'une liste de dangers connus. analyse des séquences d'événements qui transforment de simples incidents en accidents graves et étude des mesures correctives applicables ainsi que des conséquences des accidents, à partir d'une liste de dangers préétablie et de tableaux formalisés. a. Principe : L Analyse Préliminaire des Risques nécessite dans un premier temps d identifier les éléments dangereux de l installation. Ces éléments dangereux désignent le plus souvent : Des substances ou préparations dangereuses, que ce soit sous forme de matières premières, de produits finis, d utilités, Des équipements dangereux comme par exemple équipements sous pression, équipements de stockage, équipements de zones de réception/expédition, réacteurs, fournitures d utilités (chaudière ) 59

77 [Chapitre V: Analyse des Risques] Des opérations dangereuses associées au procédé. A partir de ces éléments dangereux, l APR vise à identifier, pour un élément dangereux, une ou plusieurs situations, qui, si elles ne sont pas maîtrisées, peuvent conduire à l exposition de cibles à un ou plusieurs phénomènes dangereux. b. Déroulement : L utilisation d un tableau de synthèse constitue un support pratique pour mener la réflexion et résumer les résultats de l analyse. Le groupe de travail peut alors adopter une démarche systématique sous la forme suivante : Rassembler les données et informations concernant l unité Partitionner l unité en sections critiques Sélectionner une déviation dangereuse à étudier Identifier et noter les évènements significatifs résultant de la déviation dangereuse Identifier et noter chaque déviation dangereuse qui peut donner naissance à une autre Identifier et noter les actions de contrôle d urgence inadéquates et leur défaillance à rétablir la situation Identifier les déviations du procès et leurs causes immédiates. Noter les actions de contrôle inadéquat Si tous les enchaînements ont été étudiés, envisager une nouvelle situation de danger Compléter les études pour toutes les sections et identifier chaque événement significatif Compléter les études pour toute l unité en identifiant chaque scénario pour toute cause significative c. Limites et avantages : Le principal avantage de l Analyse Préliminaire des Risques est de permettre un examen relativement rapide des situations dangereuses sur des installations. Par rapport aux autres méthodes, elle apparaît comme relativement économique en terme de temps passé et ne nécessite pas un niveau de description du système étudié très détaillé. En revanche, l APR ne permet pas de caractériser finement l enchaînement des évènements susceptibles de conduire à un accident majeur pour des systèmes complexes. Comme son nom l indique, il s agit à la base d une méthode préliminaire d analyse qui permet d identifier des points critiques devant faire l objet d études plus détaillées. 60

78 [Chapitre V: Analyse des Risques] d. Tableau utilisé pour l APR sur la zone de stockage de GPL : Le support utilisé est un tableau qui a été fait par le BUREAU VERITAS, dans la partie Analyse des Risques. Ce tableau a été rempli, après consultation des exploitants et des instrumentistes, de la section de stockage de la charge de GPL et le département sécurité du complexe de GP1/Z. Tableau 17: Exemple de tableau d analyse APR Equipement Evènement redouté cause conséquence P i G i R i prévention P f Protection G f R f Scénario résiduel A partir du tableau, on va adopter une démarche systématique sous la forme suivante : Choix du composant ou produit pour le système considéré Pour chaque composant, prise en compte d une première situation de dangers : Evènement redouté Pour cet évènement redouté, identification de toutes les causes et les conséquences possibles : Phénomène Dangereux Estimation et cotation de la fréquence d occurrence de chaque cause envisagée sans prise en compte des barrières de sécurité existantes selon l échelle de cotation de l INERIS Pour les Phénomènes Dangereux identifiés, estimation de l intensité et cotation associée en fonction de l échelle de cotation de l INERIS 61

79 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Introduction : La philosophie de la conception de sécurité de l usine consiste à éliminer les risques d incendie, d explosion ou d autres accidents prévisibles, et à minimiser les dommages des incidents susceptibles de se produire. Le but est atteint en arrêtant les circuits de produits inflammable aussi rapidement que possible pour éviter toute explosion de l usine sans provoquer plus de dégât et prévoyant des équipements de lutte efficace contre l incendie. VII.1-Les éléments importants de la conception de sécurité sont : Espacement et disposition de l usine : Elle prévoira un espacement approprié des équipements pour séparer les zones dangereuses, limiter l extension de l incendie et permettre un accès efficace pour combattre le feu. Contrôle, indication et alarmes : l usine possède un système d instrumentation et d électricité qui permet de réaliser des opérations de sécurité rapide autour des installations, au centre de sécurité et dans les salles de contrôle, ces opérations sont réalisées automatiquement et /ou manuellement. Détection des gaz et alarme : des détecteurs de fuite de gaz automatiques sont situés en des points présentant des risques de fuites de gaz. Alarme incendie : le réseau d alarme incendie couvre l ensemble des zones et des bâtiments des dispositifs à bouton-poussoir sous «verre brisable» sont repartis en grand nombre, ils sont munis d alarme sonores et signalent l emplacement dans les principaux bâtiments aux fines du service sécurité. Etouffement des feux par la vapeur : on aura recours dans l installation à la méthode d étouffement des feux par vapeur résultant d une fuite sur tube dans les fours, la vapeur sera fournie par l ouverture d une vanne de commande à distance. Détecteur de gaz portatifs Télécommunication : un système de communication à l intérieur de l usine et avec l extérieur pour la sécurité est prévu. Ignifugeage : les structures métalliques, sphère, pipe-rackes et supports d équipements seront ignifugés contre les dommages par incendie. 103

80 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Equipement de lutte anti-incendie : des équipements fixes et mobiles de lutte anti-incendie sont prévus pour l extinction et le refroidissement des équipements. Un arrêt d urgence : Il aura lieu séparément entre les installations à pied d œuvre, y compris la section de stockage de la charge d alimentation et les installations annexes. Système de vide-vite : les vapeurs et liquides inflammable en provenance des soupapes de sureté, de contrôle, de purge, de respiration sont envoyés vers les torches existantes du complexe GP1/Z par un système de vide-vite. VII.2-Classement de zones et choix du matériel électrique: Une étude de classification des zones dites ATEX (atmosphère explosible) et le choit des équipements électriques appropriés ont été réalisés de façon à limiter tout risque d'explosion dans ces zones, lors du début du projet Matériel électrique: Il constitue un risque permanent d incendie s il n est pas conforme à une certaine spécification (NFPA70) qui définit le type de matériel en fonction de la zone dangereuse dans laquelle il est installé Electricité statique: Elle est créé lors de l écoulement des produits et s accumule sur les parois métalliques, et peut se libérer brutalement en faisant jaillir des étincelles lesquelles risquent de provoquer une explosion en présence d un mélange combustible, aussi des mesures doivent être prises. Reliée entre elle et la terre, toutes les masses métalliques susceptibles d être parcourues par le courant électrique. (Arrêté du 9 novembre 1972) Protection contre la foudre : L'ensemble de la zone de stockage est équipé de dispositifs de protection contre la foudre, les courants de fuite et les courants électrostatiques (liaisons équipotentielles et réseaux de mise à la terre), conformément aux normes. VII. 3-Moyens de protection et de prévention : Les risque rencontrés au niveau de la zone de stockage de la charge présentant une faible probabilité d occurrence ont des effets qui ne peuvent être négligés, ainsi, des moyens doivent être mis en œuvre afin d éliminer toute possibilité aussi minime soit-elle d arriver à une situation 104

81 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] dangereuse, des moyens de protection doivent être installés afin de réduire l importance d un incident s il venait à se produire ainsi trois types de moyens sont investis La prévention : La prévention est un des éléments majeurs de sécurité, une bonne prévention permet de se prémunir contre tout incident, de détecter ceux qui se produiraient et surtout d agir en sorte qu un incident mineur ne se transforme en catastrophe. D une installation de stockage de GPL, l incident principal que l on doit éviter est la formation d un nuage de vapeur, sa diffusion et surtout son inflammation et sa combustion, cette combustion peut prendre une forme violente et rapide comme l explosion, ainsi la naissance et la propagation d un feu ne se produiront que si les quatre conditions suivantes sont simultanément présentes : Existence d un combustible (GPL) Existence d un comburant (air) Mélange combustible-comburant contenu dans la zone d inflammabilité existence d une source d ignition (arc électrique, surface chaude, étincelle, électricité statique, feu nu, foudre). Des 04 facteurs précités, un des aspects de la prévention correspond à la surveillance des 2 facteurs (comburant et énergie) car l air ne peut être contrôle surtout a l extérieure il s agit donc de mettre en œuvre les moyens permettant d éviter La présence de l un des 02 facteurs (combustible et source d énergie). a. Les principales mesures à prendre pour le Contrôle du combustible : Pas de purge inconsidérée de GPL à l atmosphère Eviter toutes fuites grâce à un entretien préventif continu et rigoureux Déceler suffisamment tôt l avènement d une anomalie (rupture de pipe, pertes d étanchéité de joints, brides) par une inspection systématique régulière Réparer le plutôt possible toute partie du circuit présentant une anomalie incompatible avec les conditions d exploitation limiter l importance d une fuite accidentelle en isolant les éléments conduits défectueux dans les meilleurs délais Contrôler l atmosphère avant d entreprendre des travaux de maintenance nécessitant l utilisation d énergie calorifique (meulage, soudage, accès de véhicule) 105

82 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Maintenir l air de stockage en bon état de propreté Utiliser les moyens de lavage dans leurs limites d utilisation Maintenir en bon état les équipements de stockage par une maintenance préventive Exploiter les installations de stockage avec rigueur pour ne pas provoquer les ouvertures intempestive de soupapes par un remplissage excessif ou une surpression b. Contrôle des sources d énergie : Au niveau de zone de stockage, les quantités en présence de GPL et d air sont considérables, ainsi malgré les actions prises pour le combustible, la présence simultanée du gaz et de l air ne peut être sec lue, il faut donc s attacher à supprimer on défaut limiter le développement de tout apport d énergie calorifique susceptible de porter le mélange à sa température d inflammation. Pour cela certaines mesures sont utilisées car pour enflammer un mélange explosif, il faut une énergie minimum de l ordre de 0,017 mj, on voit donc qu une étincelle produite par le choc d un outil d acier sur une pièce d acier ou sur un béton suffit pour enflammer un mélange (GPL-Air). Parmi ces mesures on peut citer : Interdiction des feux nus Autorisation de travail avec permis feu pour les travaux nécessitant une énergie calorifique (soudage) Emploi d outils anti-étincelles Mise en place de para-flammes sur les véhicules Utilisation d un matériel électrique de sécurité conforme à la zone dangereuse dans laquelle il est installé Les installations doivent être reliées à la mise à la terre pour éviter l apparition d étincelles d origine électricité statique Installation de système d évacuation du courant de foudre vers la terre pour les sphères Mise en place de commandes d arrêt d urgences des installations électriques Inspection régulière des câbles électriques afin de déceler toute détérioration de son isolation 106

83 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] 3. 2-Equipements de sécurité et de prévention des risques : Soupapes de sécurité: Les deux (02) soupapes de décharge doivent être installées de manière à préserver la sphère contre les pressions élevées ou évacuer du GPL en cas de surremplissage d'une sphère (défaillance des boucles de sécurité sur les alarmes de niveau très haut); ce cas étant très peu probable. Toutes les canalisations du GPL sont équipées de soupapes de sécurité tarées au-delà de la pression de calcul de l'équipement. Ces soupapes sont destinées à protéger les équipements contre une augmentation de pression interne qui serait provoquée par l'expansion thermique du GPL Pression de tarage : Deux soupapes doivent être tarées à la pression maximale de service, soit : 12.5 bar Vannes motorisées pneumatiques à sécurité positive: La zone de stockage et L'ensemble du réseau de canalisations, servant à stocker et véhiculer du GPL est contrôlé au moyen de vannes à motorisation pneumatique asservies au système de contrôle commande et pour une partie d'entre elles à des boucles de sécurité. Ces vannes sont alimentées en air comprimé. La perte d'air comprimé (incendie, défaillance du réseau d'alimentation, défaillance des électrovannes sur le réseau d'alimentation) provoque la fermeture ou ouverture de la vanne FC ou FO (sécurité positive). Ces vannes sont systématiquement en redondance, ceci pour assurer une étanchéité parfaite et les opérations de maintenance et d'inspection. Clapets anti-retour: Les piquages des canalisations d'alimentation des sphères sont équipés en interne de clapet anti-retour, Ces clapets empêchent une fuite de produit en cas de perte de confinement de la canalisation en amont. Protection contre la corrosion - Protection cathodique : Pour la protection contre la corrosion, tous les équipements du complexe en acier sont revêtus d'une couche protectrice externe anticorrosive. Des canalisations enterrées, un dispositif de protection cathodique est installé pour la protection contre la corrosion doit être prévu néanmoins afin d éviter une interférence du courant, et permet une circulation régulière de courant au sous-sol. 107

84 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] 3. 3-Moyens de détection : Les dispositifs techniques regroupent tous les capteurs et détecteurs et tout autre moyen instrumenté de détection. Les moyens de détection doivent fournir en un temps de réponse le plus court possible, l information à la salle de contrôle et au poste de veille de sécurité afin que des mesure soit prises, dans la plupart des cas, ces moyens constituent également des moyens de prévention. Capteurs de pression: Un manomètre au moins doit être installé à l endroit où la pression risque d être la plus élevée (sommet de la sphère) sert à détecter une augmentation de pression à l intérieur d un réservoir et permet aussi de réguler le débit de vapeur du vaporisateur pour maintenir les conditions optimales de température et de pression dans les réservoirs, un dispositif d indication de pression avec enregistrement sera prévu de manière à fournir en permanence la pression et transmette le signale à la salle de contrôle. Capteurs de niveau liquide: Il est utilisé pour détecter une augmentation de niveau dans la sphère qui pourrait occasionner une augmentation de pression ou un débordement sur un niveau haut, ce dernier devra mettre hors service les sphères de charge par fermeture de la vanne de remplissage, une alarme de stockage se déclenche et le réservoir s isole (fermeture des vannes entrée HV du réservoir). Le niveau bas est retransmis en salle de contrôle pour injecter du gaz naturel et maintenir la sphère à une pression supérieure à 2,7 bar, et chacune des sphères ne doit pas être rempli au-delà de certaine hauteur déterminée à 75% au maximum et 30 % au minimum. Capteur de température: Des thermocouples seront disposés sur la hauteur de la sphère Permettent de mesurer la température dans les sphères et de s assurer qu aucune augmentation anormale ne se produit pour fournir la mesure de la température en tout temps. Détecteurs de gaz: Il y a des détecteurs au niveau de la zone de stockage qui sont répartis de la façon suivante: pour chaque bloc de 04 sphères, il existe 04 détecteurs de gaz autour du bloc et 09 détecteurs autour des pompes de charge du GPL, servant à détecter une fuite de gaz. Détecteurs de feu: Huit (08) détecteurs de flamme (spinckler) sont installés au sommet du toit de la sphère de charge, servent à détecter la présence d un feu et reliés à une alarme arrêtant le processus de réception et transfère de la charge du GPL et isolant tous les sphères. 108

85 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] VII. 4-Moyens de protection et d intervention: 4. 1-Dispositions techniques: Arrêt d urgence: Un système d'arrêt d'urgence (ESD) est installé à proximité des équipements du complexe: 1 ESD installé au niveau de la section pompe de charge 1 ESD installé au niveau de la salle de contrôle 2 ESD installés au niveau des sphères de stockage GPL Ces ESD déclenchent l'arrêt d'urgence des opérations en cours et la mise en sécurité des installations par action manuelle d un opérateur sur un dispositif coup de poing. De nombreux arrêts d urgence automatiques sont programmés via le système de contrôle commande de sécurité à partir d informations transmises par les capteurs. Ceci va entraîner l arrêt des équipements et la mise en sécurité de l installation Protection contre l incendie : Moyens matériels fixes de lutte contre l'incendie: Réserve d eau : Réseaux d eau incendie : les deux (02) lignes principale d eau de mer sont prévues à partir de la station de pompage d eau de mer jusqu à l usine et chaque ligne a une dimension suffisante pour un débit de 8000 m 3 /h. L eau incendie sera fournie pour refroidir des sphères de stockage en vue de leur protection contre la chaleur rayonnant causée par le feu de GPL et pour extinctions générales. Pompe jockey : Les deux pompes ont une capacité de 100 m 3 /h, une pompe fonction continuellement pour maintenir la pression de système d'eau incendie à 8 kg /cm 2. Les pompes sont entrainées par moteur électrique, l interrupteur de commande à distance manuelle de démarrage et d arrêt de pompe est prévue dans le poste de sécurité existant, les boutons poussoirs locaux de démarrage et d arrêt sont également prévue. Pompes d eau de mer : Quatre (04) pompes d eau de mer sont prévues, deux (02) sont entrainées par moteur électrique et les deux (02) autres pompes par moteur diesel. Chaque pompe a une capacité de 4000 m 3 /h et une pression de refoulement de 14 kg /cm 2. Dans le cas d un feu au réservoir GPL, les deux (02) pompes entrainées par moteur électrique seront opérationnelles et les deux autres seront de réserves. Pompe auxiliaire : Une pompe auxiliaire entrainée par moteur électrique est prévue pour nettoyer la grille et pour extinction d un petit feu, la pompe a une capacité de 200 m 3 /h et une pression 109

86 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] de refoulement de 14 kg/cm 2. Système de pulvérisation des sphères : En cas d un incendie de GPL survenu dans la sphère d alimentation, le système de pulvérisation des sphères devra être prévu pour un refroidissement efficace des sphères contre la chaleur rayonnante du feu de GPL. Chaque sphère de charge d alimentation GPL sera conçue de façon à avoir un taux de pulvérisation d eau de 3 litre/m 2 /minute et un film d eau uniforme sur la surface de la sphère. Le débit d eau requis est de 6,6 m 3 /minute. Les sphères de stockage de la charge d alimentation sont munies d une vanne motorisée située à l extérieur de la digue, et la ligne est divisée en quatre circuits d arrosage. Les circuits d arrosage de toutes les sphères sont munis de buses en nombre adéquat de manière à obtenir un film uniforme d eau sur toutes les surfaces. Zone de sphères de charge d alimentation : Poteaux incendie : au nombre de onze (11), répartis en deux phases à travers le réseau d incendie sont utilisés pour la protection des installations contre les feux de broussailles et autres feux externes à l'air de stockage. Armoires : au nombre de onze (11), repartis à travers la section de stockage de la charge GPL en deux phases, elles contiennent : Les tuyaux et les lances 45 et 70. Les colonnes d arrosage des sphères et leurs accessoires. Les colonnes d arrosage des pompières GPL et leurs accessoires. Moyens mobiles de lutte contre l'incendie: Extincteurs à poudre de 09 Kg: Leur nombre est de 20, répartis sur l ensemble des armoires au nombre de sphère Extincteurs à poudre rétractable de 100kg : Leur nombre est de 03, répartis sur la zone de stockage de la charge 4. 3-Ignifugeage: Les supports d équipements et de charpentes métalliques dans la zone présentant le risque d incendie devront être ignifugés conformément à la spécification de travail, les zones présentant le risque d incendie sont définies dans la spécification de travail. 110

87 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Parties principales à ignifuger : Les critères détaillés pour l application d ignifugeage aux équipements sont également définis dans la spécification de travail, les points suivants sont des parties principales à ignifuger selon les critères, s ils se trouvent dans la zone présentant le risque d incendie : Supports de charpentes métalliques Les sphères Supports de fours Pipe-rack 4. 4-Dispositifs organisationnels: En plus des mesures organisationnelles au niveau du complexe GP1/Z sont appliquées à partir du système de management commun à l ensemble du groupe SONATRACH telles que: Formation en continue du personnel de l intervention Mettre à jour les nouvelles techniques d intervention et leurs moyens Formation sur site à la sécurité pour les nouvelles recrues Formation sur site sur le sauvetage et le secourisme pour les agents de sécurité industrielle Il existe également une procédure spécifique du complexe sur la gestion des crises en cas de situation d urgence (sinistre ou catastrophe naturelle). Moyens d intervention communs (avec les autres complexes): [3] Chaque unité dispose de ses propres moyens d intervention dont l organisation est décrite dans un plan d organisation interne (POI). Dans le cas où un accident survient et que les moyens propres à l unité concernée se révèlent insuffisants pour le maîtriser, la FIR (Force d intervention Reserve) intervient. La protection civile : Peut intervenir en renfort de l intervention de la FIR dans le cas où l ampleur de l accident le nécessite. Un Plan d Assistance Mutuelle (PAM) a également été établi, il s agit d un plan d organisation des interventions mettant en œuvre outre les moyens de l unité concernée par l intervention et la FIR des moyens d une ou de plusieurs unités avoisinantes et la protection civile. Son déclenchement et le commandement des opérations sont du ressort du directeur de l unité. Les unités assistantes ont un rôle de soutien. 111

88 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Le degré le plus haut en termes d intervention est l activation du plan ORSEC. Il est le plan d organisation des secours destiné à faire face à des évènements d importance exceptionnelle, catastrophe ou sinistre de grande envergure. Le déclenchement du plan et le commandement des opérations sont du ressort du Wali, saisi par le Directeur de l unité concernée. Système de management de la sécurité : Le système de management de la sécurité (SMS) commun avec le groupe SONATRACH, décline entre autre les mesures organisationnelles relatives à la sécurité et de mettre en place une amélioration en continue sur la sécurité par: Formation : Une formation adaptée à l'exploitation de l'unité, aux risques associés, aux bonnes pratiques est dispensée pour chaque intervenant de l'unité. Programmes d'inspection et de maintenance :Un programme d'inspection et de maintenance est développé spécifiquement pour les installations du complexe, conformément aux prescriptions à la réglementation algérienne sur les équipements sous pression et aux autres exigences réglementaires applicables aux installations de stockage et de transport de GPL. Il comporte essentiellement: Les inspections visuelles des équipements (tâches routinières) Les inspections radiographiques périodiques (contrôle des soudures, réservoirs et canalisations) Les tests d'étanchéité périodique des réseaux et équipements Les opérations de maintenance programmée et préventive (plans de graissage, analyse des machines rotatives, joints, flexibles, vannes) L'étalonnage et la calibration des instruments de mesure Les tests de fonctionnement des dispositifs de sécurité (arrêt d'urgence, détecteurs de gaz, sirènes, réseau incendie) Formation des opérateurs et organisation du travail : Les mesures organisationnelles relatives à la formation des opérateurs et à l'organisation du travail au complexe GP1/Z sont communes à l'ensemble du groupe SONATRACH, Bien que l'organisation soit commune à l'ensemble du site, les mesures organisationnelles déclinées pour le complexe sont relatives : Au programme de formation des opérateurs sur les produits, procédé, risques divers spécifiques au complexe 112

89 [Chapitre VII: philosophie de la sécurité] Au programme de maintenance et d'inspection des équipements du complexe Aux formations spécifiques aux postes de travail du complexe, aux habilitations requises et fonctions spécifiques intégrées au système de management de la Sécurité A la Sensibilisation à la Politique de Prévention des accidents majeurs, avec un module adapté au complexe A la formation à la gestion des situations d'urgence (alerte, intervention, évacuation) et au Plan d'opération interne Conclusion : Dans cette étude, nous avons recensés les éléments nécessaires à la prévention et les moyens de lutte humains et matériels, pour faire face à toutes éventualité d un phénomène dangereux (fuite de GPL, explosion, feu torche) et pour réduire la probabilité d'occurrence d un événement majeur. Malgré ces éléments de sécurité, un incident peut survenir sur le complexe. les moyens de détection, de protection et d'intervention mis en œuvre en limiteraient les conséquences d un accident majeur, l'ensemble de ces derniers a fait l'objet d'essais, d'inspection et de maintenance régulières afin de s'assurer de leur disponibilité et de leur efficacité. Ainsi, ces moyens sont dimensionnés et proportionnés aux risques qui ont été les éléments nécessaires à la prévention de l'occurrence d'un phénomène dangereux. Nous avons constaté que les moyens existants au niveau du complexe sont conformes globalement à la réglementation. 113

90 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] Introduction : L Algérie se trouve dans une situation privilégié dans le commerce internationale, parmi lesquelles nous citerons les réserves en hydrocarbures d où la présence d une large gamme de produits relatifs aux gisements de pétrole et de gaz, ce dernier est acheminé vers la cote méditerranéenne où se trouve une gigantesque zone industrielle sur la baie d Arzew plus exactement, Pour la séparation de ces produits et de leurs dérivés, notre pays a investi des sommes colossales dont la nécessité est d acquérir et installer ces grands complexes de traitement qui sont répartis en plusieurs unités comme c est le cas du complexe GP1/Z. En conséquence de la catastrophe du 19 Janvier 2004 à Skikda, les pouvoirs publics ont pris des décisions et des mesures strictes dans l application des lois en matière de santé, sécurité et environnement. La sécurité, la santé au travail et l environnement à toujours fait partie des préoccupations essentielles du groupe SONATRACH (complexe GP1/Z). Afin d améliorer ses performances dans ce contexte, SONATRACH a crée une structure chargée de représenter la fonction HSE, et de définir les règles générales applicable aux différentes unités dans ce domaine, et garantir la prise en compte du HSE au plus haut niveau du groupe. Le complexe GP1/Z à adopter un système de management QHSE, certifier un système intégré en conformité avec les normes : ISO 900I (Qualité) ISO 14001(Environnement) Les principes majeurs à respecter sont claires «pas d accident, aucune atteinte aux personnes et aucun dommage à l environnement».cela se confirme a ce que exige la politique HSE dans le complexe GP1/Z «développer une démarche préventive de gestion des risques HSE qui devra se traduire par la réduction des nombres d accidents, et d incidents en matière de santé, sécurité et environnement». Alors, on peut dire que la gestion des risques et une des composantes fondamentales de la réussite d une entreprise, que se soit en terme économique ou environnementale est un processus itératif fondé sur l analyse des risques, étape qui permet d identifier et de réaliser une première évaluation des risques. 10

91 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] I. 1- Fiche technique du complexe GP1/Z : Le complexe GP1/Z fait partie des six complexes de liquéfaction et séparation appartenant à l activité AVAL de l entreprise nationale SONATRACH. Il est situé entre la centrale thermoélectrique de Mers EL-Hadjadj à l Est et les complexes de GNL à l Ouest, il s étend sur une superficie de 139 hectares et a été construit avec le concours d un consortium japonais IHI-C-ITOCHI dans le cadre d un contrat clé en main en trois phases de construction, la première a été réceptionnée le 02 septembre 1983 et la deuxième le 20 novembre 1998, la troisième phase le 24 février En 1983 le complexe disposait de quatre trains de traitement GPL qui lui permettait de produire 4,8 millions de tonnes par an et suite à une acquisition de deux trains supplémentaires (extension du complexe en 1998), cette production a augmenté pour atteindre 7,2 millions de tonnes par an, et puis une autre acquisition de trois trains en 2010 avec une production de 10,8 millions de tonnes par ans. Le complexe a pour objectif le traitement d une charge GPL venant de plusieurs gisements du sud algérien (Hassi Messaoud et Hassi R Mel etc ) pour la production des produits PROPANE et BUTANE a basse température et température ambiante, il est dénommé JUMBO-GPL pour sa grande capacité de production. I. 2-Principales installations du complexe : chacune. 22 Sphères de stockage de la charge d alimentation (GPL) d une capacité de 1100 m 3 08 bacs de m 3 température. de capacité unitaire pour le stockage des produits finis à basse 04 sphères de 500 m 3 de capacité unitaire pour le stockage des produits finis à température ambiante Propane et Butane. 01 sphère de 500 m 3 de capacité pour le stockage du Pentane. 09 trains de traitement du GPL dont trois nouvellement installés. Chaque train comprend les sections suivantes : Section de déshydratation. Section de séparation. Section de réfrigération. Section d huile chaude. 11

92 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] 02 unités de récupération des vapeurs de Propane et Butane (BOG Propane et BOG Butane). 02 stations électriques, assurant l alimentation du complexe via SONELGAZ. 05 salles de contrôle. 06 générateurs de secours. 02 quais de chargement (D1 et M6) pouvant recevoir des navires d une capacité variant entre et tonnes du Propane et Butane. 01 rampe de chargement de camions. 01 station d eau de mer. 01 système de télésurveillance. 02 unités SIDEM de dessalement d eau de mer. 02 stations de traitement des eaux de rejet. I. 3-Département de sécurité : Organigramme du département de Sécurité SECRETARIAT DEPARTEMENT SECURITE SERVICE PREVENTION SERVICE INTERVENTION SERVICE SERVIALLANCE DES INSTALATIONS SECTION ANIMATION SECTION CONTROLE SECTION INTERVENTION SECTION EQUIPEMENTS EQUIPES DE QUART EQUIPES DE QUART A B C D A B C D 12

93 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] Ce département se compose de deux services : 3. 1-Service Prévention : Ce service met les moyens dont il dispose pour assurer les meilleures conditions de travail et sécuriser toutes les interventions. Pour cela il est doté de deux sections : 1. Section animation : La section animation est chargée d informer et de sensibiliser tout le personnel sur les mesures de sécurité à prendre par des affiches, des messages et des formations. 2. Section contrôle : Elle est constituée d inspecteurs de sécurité afin d assurer la sécurité lors des travaux effectués. Tous les travaux doivent passer par le département sécurité pour leur attribuer un permis de travail (permis de travail à froid, permis de travail à chaud, permis de travail de pénétration) Service intervention: Ce service intervient à n importe qu elle moment à travers ces deux sections: a. Section équipement: Elle s occupe de tout ce qui est matériel de sécurité, assure sa disponibilité pour toute intervention et le suivi en cas de réparation. b. Section intervention: Cette section intervient en cas d urgence (ex : incendie), elle a une salle de contrôle qui peut intervenir à distance et des équipements sur place, Cette section regroupe quatre équipes toutes les 24 heures, gérées par quatre chefs de quart qui sont bien équipés pour intervenir à tout moment, leur numéro est le 31. Plus une salle qui détient quarante caméras de surveillance avec six vidéos pour l enregistrement de tout événement. Elle a un matériel numérique qui sert à l intervention à distance (DCS) et à tout moment plus d autres équipements tel que les camions. I. 4-Procédé technologique de production : [2] Pour traiter le GPL on doit passer par la chaîne de production suivante : 1. Section de stockage d'alimentation : L'alimentation se fait à partir des champs gaziers et pétroliers de Hassi R'Mel et de Hassi Messaoud par un Gazoduc 24" via le terminal RTO situé sur le plateau de Béthioua, La section de stockage d'alimentation comprend vingt deux (22) sphères d'une capacité globale de m 3. L'alimentation de la section de déshydratation est effectuée par quatorze (14) pompes. Les vingt deux (22) sphères sont réparties en Cinq (05) blocs comportant chacun quatre (04) sphères et un bloc de deux sphères. 13

94 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] 2. Section de déshydratation: Afin de réduire la teneur en eau à moins de 5 ppm en poids par adsorption et éviter ainsi la formation de glace et de bouchons de givre dans les parties froides des installations, le gaz GPL est séché dans les tamis moléculaires. Une section de déshydratation se compose de trois (03) sécheurs, d'une installation de réchauffage de gaz et d un ballon de séparation de l'eau. 3. Section de séparation: Après avoir été préchauffé par quatre échangeurs de chaleur, le GPL séché est envoyé dans une colonne (fractionnateur) où la séparation s'opère, Le mélange propane éthane (produits légers) remonte en tête de colonne, et est envoyé à l'aide d'une pompe vers le dé-éthaniseur afin de réduire sa teneur en éthane. Le gaz riche en éthane sortant de la partie supérieure du dé-éthaniseur est utilisé comme combustible du four, Le propane sortant de la partie inférieure du dé-éthaniseur est canalisé vers la section réfrigération. Le butane et le pentane (produits lourds) recueillis en fond de colonne sont envoyés vers le dépentaniseur commun à l'ensemble des trains, afin de réduire sa teneur en pentane. Le butane sortant de la tête du dépentaniseur, mélangé au reste du butane non dépentanisé, est envoyé à la section de réfrigération. Le pentane recueilli du fond du dépentaniseur sera refroidi par aéroréfrigérant, et envoyé vers le stockage ambiant. 4. Section de réfrigération de propane et de butane: Le propane et le butane provenant de la section de séparation sont refroidis à des températures correspondantes à leur point de saturation liquide (Butane: -5 C ; Propane: -40 C). Ils sont ensuite canalisés vers les bacs de stockage à basse température. Les produits réfrigérés par trois (03) échangeurs suivant un cycle fermé formant une boucle de réfrigération au propane. Une partie du propane réfrigéré sera comprimée et envoyée au dé-éthaniseur de la section de séparation pour condenser les vapeurs de tête de colonne, La vapeur de propane générée dans les ballons d'aspiration, les condenseurs de tête des dé-éthaniseurs et les dispositifs de réfrigération du butane, est comprimée par un compresseur centrifuge à trois (03) étages entraîné par une turbine à gaz pour quatre (04) trains de la phase une et par moteur électrique pour deux (02) trains de la phase deux. Elle est ensuite condensée dans les condenseurs de type aéroréfrigérant. 5. BOG (Boil/Off Gaz) Gaz d'évaporation : Les gaz d'évaporation provenant des différentes capacités de l'usine (bacs de stockage et l'évaporation des gaz des citernes des navires en chargement) sont récupérés, liquéfiés par pressurisation au moyen d'un compresseur, refroidis à travers une batterie d échangeurs et renvoyés vers les bacs de stockage. La section récupération se compose de deux (02) ensembles indépendants. Un pour le propane et un pour le butane. 14

95 [Chapitre I : Présentation du complexe GP1/Z] 6. Système de chargement GP1Z : a. Chargement de navires: Deux systèmes de chargement sont respectivement installés au bout des jetées D1 et M6, Le débit de chargement est le suivant : D1 débit maximum de chargement est de 4000 m 3 /h. M6 débit maximum de chargement est de m 3 /h. Les gaz produits par évaporation au moment du chargement sont dirigés vers la section de récupération des gaz évaporés (BOG). b. Chargement de camions à température ambiante: Le chargement simultané de cinq (05) camions de propane et butane commerciaux et un camion de pentane peut être effectué à température ambiante à partir de cinq (05) sphères de 500 m 3 chacune au moyen de pompes de chargement. Le chargement des sphères s'effectue à partir des sections de séparation et également à partir des bacs de stockage à basse température en passant par la section de transfert. Figure 01: La chaîne de procédé de séparation du GPL 15

96 CONCLUSION GENERAL CONCLUSION GENERAL: Nous avons traité certains aspects de la sécurité de stockage sphérique du GPL dans notre complexe GP1/Z, il conviendrait cependant de signaler que le risque zéro n existe pas. L objectif de cette étude est de mettre en évidence les risques et les dangers liés aux stockages de GPL qui présente un potentiel de dangers important, principalement pour son risque d inflammabilité, les conditions opératoires et les conditions de stockage. D après les méthodes d analyse utilisées (APR et HAZOP) et l analyse des conséquences par simulations (ALOHA), il apparait que l impact des incidents liés au stockage de GPL a une grande ampleur et mettrait l ensemble du personnel, les installations et l environnement en danger. L identification des risques nous a permis de montrer que : Les potentiels de dangers liés aux équipements proviennent principalement des conditions opératoires de stockage du GPL liquide et le volume important mise en jeu, et le nombre des sphères à exploité et au vieillissement des installations. Les accidents référenciés dans l étude de l accidentologie, sont surtout caractérisés par des événements liés à des fuites de gaz liquéfiés sous pression ayant pour origine une erreur humaine ou des chocs/projections extérieures. L analyse des risques s est attachée à passer en revue de manière exhaustive toutes les causes et conséquences de dérives physiquement vraisemblables en ce qui concerne les installations. Les critères de cotation des risques en terme de probabilité d occurrence et la gravité associés à chacune de ses dérives potentielles à permis d identifier la totalité des événements redoutés bien qu ils soient maîtrisables. Ceci est possible grâce aux: Précautions dès la conception de la construction, l exploitation, l inspection et la maintenance des installations Mesures prises pour limiter la probabilité d occurrence et/ou de réduire la conséquence de ces risques Boucles de régulation de sécurité et de contrôles des différents capteurs 115

97 CONCLUSION GENERAL L étude de l ampleur des conséquences des scénarios des deux phénomènes UVCE et BLEVE a conduit à renforcer les barrières de sécurités nécessaires pour garantir un niveau de sécurité acceptable, ceci nécessite de consolider les moyens de sécurité et de mettre à jour les nouvelles techniques de moyens de prévention, protection et intervention afin d éviter toute fuites de GPL dans la zone de stockage qui peut causer un accident majeur. L analyse des risques constitue la meilleure solution pour faire face aux accidents, ainsi des mesures de prévention supplémentaires devront être prises en considération par le complexe GP1/Z. 116

98 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Des Sciences et de la Technologie d Oran Mohamed Boudiaf USTOMB Faculté de Chimie - Département de Chimie Organique Industrielle MEMOIRE De fin d études Pour l obtention du diplôme de MASTER Domaine : Sciences et technologie - ST Filière : Génie des Procédés - GP Parcours : Chimie Industrielle Environnementale - CIE Thème Analyse des risques et modélisation des conséquences d`explosion d`une sphère au niveau du complexe GP1 /Z Présenté Par : Soutenu le 26 /06/2014 Mr. Zouaneb Abdelkader Mr.Mokrane kheireddine Sous la direction de : Mr.Bentayeb Kamel Promoteur USTOMB Mr.TAIEB.BENABDERRAHMANE Mohamed ingenieur securite GP1/Z

99 [Problématique] Problématique : Depuis la mise en service du complexe GP1/Z (gaz de pétrole liquéfié de l activité aval (SONATRACH) en 1983 et suite à son extension en 1998 et 2010, l augmentation de ca capacité de stockage (27 sphères) et de production 10,8 millions tonnes par an d une part et le vieillissement des installations (sphère de stockage) d autre part, et vu que le nombre élevé d accidents dans le monde a conduit au développement de nouveaux standards et autres lois (la directive européenne SEVESO II, SAFETY CASE en Grande Bretagne, les différentes directives de SONATRACH ). Ces problèmes peuvent conduire à des risques majeurs, principalement le GPL qui est stocké sous pression, telle qu une explosion accidentelle d un nuage de gaz inflammable à l air libre, qui peuvent engendrer des dommages sur les biens, les personnes et l environnement. La délivrance de l autorisation d exploitation de toutes les structures et unités du groupe SONATRACH, exige la réalisation des études de danger, en mettant en œuvre tous les moyens humains et matériels nécessaires, aussi il est indispensable de revoir ces études après chaque modification apporté aux installations. Cependant, vu les différents changements et modifications du complexe GP1/Z(extension phase III) on doit vérifier l efficacité de ces moyens de sécurité afin de mettre à jour sur les nouvelles techniques de prévention, protection et d intervention pour mieux gérer les situations de risque et d assurer en même temps une sureté de fonctionnement du complexe. 3

100 [Problématique] Organisation du document : Pour réaliser notre travail, notre document sera organisé comme suit : 1. Le contexte réglementaire : Cette partie contient l évolution réglementaire Algérienne de notre étude ainsi que les principales normes internationales de conception et de construction des installations de stockage de GPL et des textes législatifs Algériens régissant la santé, la sécurité et la protection de l environnement qui obligent notre installation de s y conformer. 2. Plan de travail : 1. Présentation du complexe GP1Z et de son procédé de liquéfaction 2. La description de l'environnement immédiat du complexe 3. Etude de la zone de stockage sphérique : ce chapitre décrit le dimensionnement de la cuvette de rétention ; la conception, l emplacement de la sphère et L'identification des incidents les plus fréquents sur les installations de stockage de GPL et site les différents phénomènes rencontrés lors du stockage de GPL. 4. Analyse des risques au niveau du complexe afin d'identifier les principaux évènements redoutés pouvant conduire à une perte de confinement et l estimation des fréquences, en occurrence par la méthode analyse préliminaire des risques (APR) qui permet un examen relativement rapide des situations dangereuses sur la sphère de stockage GPL. En plus, on va effectuer une analyse des risques des paramètres de fonctionnement qui génèrent des risques altérant la sécurité de notre installation par la Méthode HAZOP. 5. Modélisation des effets des scénarios d accidents possible et évaluation des conséquences potentielles des différents scénarios d accidents et de leurs zones d impact au sein du complexe et son environnement par logiciel de simulation ALOHA et formule de calcul (classique). 6. Les modalités d'organisation de la sécurité du site, les modalités de prévention des accidents majeurs et le système de gestion de la sécurité et des moyens de secours. Finalement, une conclusion générale et des recommandations. 4

101 [Problématique] Base réglementaire : [1] Dans ce chapitre, on donne un aperçu sur la réglementation régissant la sécurité dans notre pays 1. Les installations classées: a. Décret exécutif n du 03 novembre 1998 définissant la réglementation applicable aux installations classées et fixant leur nomenclature : Toute installation figurant dans la nomenclature des installations classées est soumise préalablement à sa mise en service et selon sa classification soit à une autorisation soit à une déclaration. (Article 2) Les autorisations sont délivrées soit par le ministre chargé de l environnement soit par le wali soit par le président de l assemblée populaire communale. (Article 3) Les déclarations sont adressées au président de l assemblée populaire communale. (Article 4) La demande d autorisation est accompagnée d un dossier comprenant : Dénomination, forme juridique, l adresse de l installation, ainsi que la qualité du signataire de la demande. L emplacement sur lequel l installation doit être réalisée. La nature et le volume des activités. Les procèdes de fabrication et les matières utilisées, les produits qu il fabriquera de manière à apprécier les dangers ou les inconvénients de l installation. Les plans et les cartes. L étude d impact. Une étude composant les dangers que peut présenter l installation en cas d accident et justifiant les mesures propres à en réduire la probabilité et les effets déterminées sous la responsabilité du demandeur. L autorisation d exploitation est subordonnée au certificat de conformité établi par les services de protection civile sur la base du rapport de visite de la commission de surveillance et de contrôle. (Articles 6-7) b. Décret exécutif n du 07 novembre 1999 portant composition, organisation et fonctionnement de la commission de surveillance et de contrôle des installations classées : La commission de surveillance et de contrôle est placée sous l autorité du wali, sa composition est donnée dans l article 2. Elle peut faire appel à toute personne qu en raison de sa compétence peut donner des avis 5

102 [Problématique] techniques sur des questions bien déterminées. Elle prend ses décisions à la majorité de ses membres (en cas de partage égale des voix, celle du président est prépondérante article 4). Ses attributions sont données par les articles Aménagement du territoire et études d impact: a. Décret n du 21 avril 1987 relatif à l étude d impact d aménagement du territoire : L objet de l étude d impact d aménagement est d analyser les incidences des projets et/ou aménagements publics ou privés qui par l importance de leurs dimensions peuvent directement et/ou indirectement modifier les formes d organisation économique et urbaine, et d occupation de l espace ou porter atteinte à la santé publique, à l agriculture, à la protection de la nature, à la conservation des sites et monuments. (Article 2). b. Décret exécutif n du 27 février 1990 relatif aux études d impact sur l environnement : Sont soumis à la procédure préalable de l étude d impact, tous les travaux d aménagements ou d ouvrages qui, par l importance de leurs dimensions, ou leurs incidences peuvent directement ou indirectement porter atteinte à l environnement et notamment à la santé publique, à l agriculture ainsi que les espaces naturels, à la faune, à la flore, à la conservation des sites et monuments et à la commodité du voisinage. (Article 2). Son contenu est donné dans l article Exploitation et aménagement : a. Règles d aménagement et d exploitation des dépôts d hydrocarbures liquéfiés : Toute création ou extension de dépôt d hydrocarbures liquéfiés de 1 ère et 2 ème classe (Catégorie A2) est soumise aux règles d aménagement et d exploitation (Article 2). Les hydrocarbures dont la pression absolue de vapeur à 15 C dépasse 1 bar et qui sont maintenus liquéfiés à une température au moins égale à 0 C sont dénommés (hydrocarbures liquéfiés). (Article 1). La 1 ère classe et la 2 ème classe correspond respectivement aux zones 1 et 2. Zones1: celles où les gaz ou vapeurs combustibles peuvent apparaître en cours de fonctionnement normal de l installation. Zones2: celles notamment, où les gaz ou vapeurs combustibles ne peuvent apparaître que dans des conditions de fonctionnement anormal de l installation. (Article 101.1). Dans cette réglementation, on trouve : Règles d implantation : Elles donnent les différentes distances réglementaires entre les différents emplacements (parcs, bâtiments, clôtures, emplacements de stockage d hydrocarbures 6

103 etc.). (Articles 201 à 206). Analyse des risques et modélisation des conséquences d explosion d une sphère GPL [Problématique] Règles de construction des emplacements d hydrocarbures, bâtiments et voies d accès : Elles donnent les différentes mesures et précautions pour les différentes constructions. b. Décret exécutif n du 18 août 1990 portant réglementation des appareils à pression de gaz : Ce règlement fixe les exigences aux quelles doivent répondre la construction, l installation et l exploitation des appareils à pression de gaz (exemple : capacité de stockage du gaz GPL). Il indique ces derniers dans les articles 2 et 3. La construction de tout appareil à pression de gaz soumis aux dispositions de ce règlement doit être au préalable approuvée par le service chargé des mines sur la base d un dossier technique comprenant : Un état descriptif donnant avec référence à un dessin cote, la spécification de matériaux, formes, dimensions, épaisseurs ainsi l emplacement et le procédé de soudures et les dispositions de tous les autres assemblages. Une note de calcul justifiant les paramètres de construction retenus (Article 8). En outre, il nous renseigne sur les exigences de leur construction et exploitation (Articles ) pour garantir et assurer une sécurité de l exploitation. 4. Sécurité des installations : a. Décret n du 12 mai 1984 portant institution d un périmètre de protection des installations et infrastructures : Il est institué un périmètre de protection autour des installations et infrastructures pour les quelles toute activité pourrait présenter directement ou indirectement des risques ou inconvénients par leur fonctionnement et leur sécurité. (Article 1). La commission de sécurité : Est habilité à connaître des questions afférentes au périmètre de protection (les limites du périmètre, la protection à l intérieur du périmètre, surveillance, éclairage, signalisation etc.). (Article 7). b. Ordonnance n 76-4 du 20 février 1976 relative aux règles applicables en matière de sécurité contre les risques d incendie et de panique et à la création de commission de prévention et de protection civile : Les causes des dangers ou des inconvénients, soit pour la sécurité, la salubrité ou la commodité du voisinage, soit pour la santé publique, soit encore pour l agriculture et l environnement sont 7

104 [Problématique] classées suivant les établissements concernés. Ces établissements font l objet d une surveillance administrative. (Article 4). Cette ordonnance a pour objet de définir les règles applicables aux établissements dangereux, insalubres ou incommodes. (Article 4). 5. Sécurité des canalisations : a. Arrêté interministériel du 12 décembre 1992 portant réglementation de sécurité pour les canalisations de transport d hydrocarbures liquides, liquéfié sous pression et gazeux et ouvrages annexes : Conformément aussi aux dispositions législatives et réglementaires en matière de lutte antiincendie, l exploitant des canalisations et ouvrages annexes est tenu de s équiper en moyens appropriés d intervention et de prendre toutes les dispositions adéquates en ce sens, avant la mise en exploitation des canalisations et/ou ouvrages annexes. (Article 3). Tout incident ou toute situation susceptible de compromettre la sécurité de la main d œuvre, des installations et/ou de l environnement doit, en plus des actions d urgences et appropriés à en prendre par l exploitant être signalé au ministre chargé des hydrocarbures et consigné sur une registre spécial qui doit être tenu à la disposition des services chargés de la surveillance administratives et technique. (Article 4). b. Décret n du 16 février 1988 définissant la nature des canalisations et ouvrages annexes relatifs à la production et au transport d hydrocarbures ainsi que les procédures applicables à leur réalisation : La réalisation des projets d ouvrages et installations de production d hydrocarbures liquides ou gazeux est soumise aux règles et procédures applicables en matière de permis de construire conformément à la législation et à la réglementation en vigueur. (Article 5). La demande de permis de construire est introduite auprès de la première assemblée populaire communale. Lorsque l ouvrage porte sur plusieurs communes, l assemblée populaire communale saisie et transmet avec son avis, le dossier aux services chargés de l urbanisme de la wilaya, pour instruction conformément aux dispositions législatives et la réglementation en vigueur. (Article 8). 6. Risques majeurs : a. Décret n du 25 août 1985 fixant les conditions et modalités d organisation et de mise en ouvre des interventions et secours en cas de catastrophes : Les interventions des organes compétents doivent s inscrivent dans le cadre des plans 8

105 [Problématique] d organisation des interventions et secours préalablement établis. Le plan des interventions et secours identifie l ensemble des moyens humains et matériels à mettre, en cas de catastrophe et fixe les conditions à mettre en œuvre, (Article 2). Chaque wilaya, commune, unité doit élaborer son propre plan d organisation des interventions et secours. (Article 3). Les plans d organisation des interventions et secours de l unité, de la commune, et de la wilaya sont régulièrement testés par des exercices et des simulations, selon le cas soit sur l unité, la commune ou la wilaya, soit dans les plans intègres. (Article 8). Toute unité relevant d un organisme public ou privé établi un projet de plan d organisation des interventions et secours appelés à être mis en œuvre en cas de catastrophe. Ledit projet de plan est élaboré par le responsable de l unité conjointement avec les services de la protection civile et soumis au président de l assemblée populaire communale territorialement compétent pour approbation. (Article 9). On entend comme unité tout immeuble servant une activité présentant un risque. (Article 10). La direction des opérations de plan d organisation des interventions et secours pour les différents organismes et leurs charges, est donnée dans les articles Les modules d interventions pour le responsable de l unité sont : Secours et sauvetage. Soins médicaux, évacuations. Matériels et équipements divers. Liaisons et informations. Transport. (Article 38). b. Décret n du 25 août 1985 relatif à la prévention des risques de catastrophes : Chaque entreprise, établissement, unité ou organisme met en place le plan de prévention des risques conforme à ses activités et aux normes du dispositif arrêté. (Article 5). Il est institué au sein des entreprises, établissements, unités et organismes publics et privés, une cellule de prévention des risques. Ladite cellule est chargée en relation avec le service de la protection civile concerné notamment de : Mettre en œuvre le dispositif de prévention. Assurer la gestion du plan d organisation et secours. (Article 8). 9

106 Recommandations Recommandations : Il convient de signaler que les mesures de sécurité actuelles sont en conformité avec les normes et réglementation en vigueur. Néanmoins nous recommandons les actions suivantes : Formation du personnel pour gérer des situations anormales Elimination de risque de fuites de GPL à la source, prévention des risques surtout au bas de la sphère et aux conduites sous sphère contre les défaillances mécaniques, la corrosion et considérer aussi la bonne vérification de l étanchéité après une intervention sur les vannes, joints et brides. Mettre en place une alarme à haute température TAH au niveau des sphères Mettre en place une alarme à basse température TAL au niveau des sphères Mettre en place une alarme de très basse pression PALL au niveau des sphères Installation des rideaux d eau entre les sphères et les blocs, ces dispositifs constituent un moyen efficace d isolement entre un nuage gazeux et les points chaud potentiel Emplacement d un mur coupe feu entre les sphères et la rampe de chargement camion ou délocalisation de ce dernier Renforcement du réseau d incendie et augmentation du débit de refroidissement des sphères Installation d'une génératrice de mousse au niveau de la cuvette de rétention des sphères afin d étaler un tapis de mousse au niveau des cuvettes de rétention en cas de fuite de gaz d une grande ampleur et éviter la création d une atmosphère explosive à cause de l évaporation du produit Installation d une boucle de régulation de sécurité associant la vanne d alimentation principale HV(0041) du bloc aux vannes à l entrée de chaque sphère Amélioration de la fiabilité et la disponibilité des soupapes de sureté et la vanne de remplissage des opérations d étalonnage et des tests périodiques suivant un plan de maintenance bien défini Protection passive contre l'incendie: revêtement de la canalisation aérienne par une couche de résine : elle est appliquée aux surfaces des pipes, les protège contre un feu d hydrocarbure pendant deux heures Pour limiter le risque d un BLEVE et protéger les sphères contre l effet thermique et l agression externe, nous proposons la mise sous talus des sphères aériennes 114

107 Références bibliographies Références bibliographies [01] : CD des textes législatifs Algériens HSE AVAL (Réglementation algérien) 2009 [02] : Manuel opératoire du complexe GP1Z département technique [03] : Rapport d évaluation d impact de risques naturels (Complexe GP1Z), août 2006 [04] : Météo d Oran 2012 [05] : Manuel opératoire du complexe GP1Z zone de stockage de la charge. [06] : Document INERIS. Eléments Importants Pour la Sécurité (EIPS) Mai 2003 [07] : Etude de danger des installations de stockage de GPL "Goro Nickel «mai 2007 [08] : Gaz naturel liquéfié : procédés et technologie www yahoo.fr gaz pétrole liquéfiés NF EN 1160, Août 1996 [09] : La Comité française de propane et de butane [10] : Mémoire étude de sécurité zone de stockage propane et butane GP2Z mars 1989 par Mohamed BENABED. [11] : ENSPM Règles d aménagement et d exploitation des dépôts d hydrocarbures liquéfiés (catégorie A2), Arrêté du 9 novembre [12] : INERIS BARPI bureau d analyse des risques et pollution industrielles qui géré la base de données ARIA accidentologie lies aux stockages de GPL- [13] : Document de Monsieur YAHIAOUI "Les risques liés au stockage des hydrocarbures" [14] : Formalisation du savoir et des outils dans le domaine des risques majeurs, l étude de dangers d une installation classée, [15]: Health and safety directive ALARP [16] : Analyse des risques et prévention des accidents majeurs INERIS DRA2006. [17] : Etude de danger -matrice INERIS, 2002 [18] : Guide des méthodes d évaluation des effets d une explosion de gaz à l air libre, 1999, ineris. [19] : INERIS. Étude et Recherche DRA-16. Retour d expérience. Rapport Final d Opération b. Intégration des aspects organisationnels dans le retour d expérience. L accident majeur, SEPTEMBRE [20] :LEPRETTE.2002 : le BLEVE phénoménologie et modélisation des effets thermiques, rapport INERIS téléchargeable sur [21] : Banque de donnée logiciel HYSYS [22] : UFIP guide méthodologiques pour la réalisation des études de danger en raffineries, stockage et dépôts de produits liquides ET liquéfier, AVRIL 2001 V

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