Avis technique sur l analyse des causes et actions correctives engagées par VALE suite à la rupture de l effluent marin

Transcription

1 Avis technique sur l analyse des causes et actions correctives engagées par VALE suite à la rupture de l effluent marin Table des matières Introduction... 2 Analyse du document A... 2 Evénement... 2 Conception de l effluent marin... 3 Origines possible de la rupture... 4 Solutions proposées par VALE... 5 Analyse du document B... 7 Définition du procédé / conception de la ligne... 7 Entrainement d air dans la conduite sous marine/origine de la rupture... 8 Actions mises en œuvre à court terme par VALE Conclusion

2 Introduction Ce document à pour objet de donner un avis technique sur l analyse des cause de la rupture et les actions correctives engagées par VALE telles que décrite dans les documents : Présentation enquête complète ci après dénommé «document A» (document ppt.) analyse technique de l incident et préconisation d amélioration GTC01000XXXXRPXXXX rev.1 ci après dénommé «Document B» Analyse du document A Evénement Dans le document A, la chronologie des événements ayant conduit est décrite en page 7 et 8 1. Transfert de l effluent stable à un débit de 2100 m3/h 2. Arrêt de l effluent (cause process non précisé) 3. Reprise du transfert 30 minutes plus tard (débit non précisé) 4. Soulèvement du tuyau en surface observé 15 minutes plus tard Compte tenu du délai entre la reprise du pompage (15h19) et l observation du tuyau en surface (15H35), il n y a pas lieu de relier directement ces deux événements. En effet, à un débit de 2100 m3/h, la vitesse dans le tuyau marin est de 1.8 m/s. En 15 minutes, l effluent parcours 1600 m. La bulle responsable de la remontée du tuyau était donc déjà présente dans ce dernier. S il s agit d un entrainement massif d air à partir de la partie terrestre (évolution d un bouchon d air au long de la tuyauterie), on peut estimer que cet événement a eu lieu au moins 3 heures avant l observation du tuyau en surface (temps de transfert de l air à la vitesse de 1.8 m/s). S il n y a pas eu d événement particulier dans la période concernée (3 4 heures avant l observation du tuyau), on peut supposer que l accumulation d air est une constante qui se produit à intervalle régulier dans le tuyau, par accumulation d air dans les points à chaque arrêt prolongé (dans ce cas l air contenu dans le tuyau marin dégaze par chute de pression). Il est envisageable que le tuyau soit remonté plusieurs fois en surface après la première rupture (qui a eut lieu à une date inconnue entre mai et aout 2013) suite à des cycles de remplissage/dégazage en surface. Ceci signifie qu il est probable que le tuyau marin se remplisse régulièrement d air. Ce pose alors la question de l origine de l air : de la section terrestre (par entrainement) ou de la section marine (par dégazage et accumulation dans les points hauts). 2

3 Conception de l effluent marin L émissaire fonctionne de la manière suivante : Un ensemble pomperie situé au niveau 177m permet la mise en circulation de l effluent. Le débit est régulé par un bac tampon mais celuici étant de très petite taille, le débit est très fluctuant (entre 600 et 3000 m3/h) L effluent est transporté via un tuyau de diamètre 700. Le tuyau est en charge sur une longueur de 3000 m jusqu à un point haut situé à h=181 m L effluent est ensuite transporté en gravitaire jusqu au rivage (h = 0m) sur une longueur de 2100 m Le tuyau devient alors sous marin à une profondeur de 50 m sur une longueur de 20 km Le dernier kilomètre du tronçon sous marin est constitué du diffuseur qui permet de disperser l effluent dans sa zone d épandage. Un évent casse vide placé au point au de la tuyauterie permet d éviter la mise sous vide de la section gravitaire lors des phases d arrêt. L air entrant par le casse vide est ensuite évacué en partie terrestre par des évents de décharge situés à h = 36 m et h = 8 m. L air résiduel et l air de dégazage sont évacués en parti marine à l aide de trous de diamètre 10 mm (6 trous) Le tuyau est équipé d un système de détection de fuite basé sur un calcul de perte de charge du tuyau : la perte de charge mesurée par un transmetteur de pression placé au niveau du rivage est convertie en débit théorique et comparé au débit mesuré par un débitmètre placé sur la partie en charge de la tuyauterie. Cette capacité de détection est donc variable suivant le débit et limité dans son application puisque la capacité de détection est limitée en bout de tuyau. Par ailleurs, elle nécessite une alimentation stabilisée pour être utilisable. 3

4 Origines possible de la rupture VALE envisage plusieurs causes possibles pour la rupture : Coup de bélier Mise en flottaison provoquant des courbures inadmissible sur le tuyau Causes mécaniques Les causes mécaniques ont été éliminées de «l arbre de cause» à l exception des soudures qui ont été retenues comme causes contributive et non comme causes primaires. Il s avère en effet peu probable qu un coup de bélier ait provoqué la rupture compte tenu pour plusieurs raisons : Apparemment, aucun événement brutal n a eut lieu (fermeture de vanne, arrêt/démarrage pompe) avant la rupture L air dans la colonne descendante agit comme une résilience qui amortira toute onde de pression venant de l amont La cause primaire retenue par VALE est donc la mise en flottaison par lestage insuffisant et présence d air. 4

5 Si la flottaison semble avérée (elle est confirmée par la présence de leste ne reposant pas sur le sol). Les causes de la rupture ne semblent pas totalement claires. L exploitant envisage tantôt que : la flottaison a entrainé une flexion non admissible due à des déplacements latéraux répétitifs du tuyau sous les effets de houle et de courant. Que la fracture a eu lieu en deux fois, suite au déplacement vertical du tuyau tandis que le diffuseur restait au fond, agissant comme une ancre. Solutions de remise en service proposées par VALE Selon VALE, l air contenu dans le tuyau marin peut être sous deux formes : Entraîné par le liquide sous la forme de petites bulles (forme gazeuse) selon VALE ceci se produit pour un débit > 1200 m3/h Dissous dans le liquide (forme liquide) Les soupapes sont actuellement au nombre de 3 est permettent d évacuer au total un débit de 30 m3/h dans la zone de pressurisation. Les trous en partie marine sont dimensionnés pour évacuer un débit de 1000 m3/h. Le débit d air évacué par les soupapes en partie terrestre parait très faible au regard du débit maximal du liquide. Par ailleurs, le positionnement, piquage sur la tuyauterie, fait qu elles ne peuvent pas évacuer l air circulant dans le liquide sous la forme de petite bulle d air (pas de zone de tranquillisation permettant l établissement d un ciel gazeux). Il semble qu il y ait une confusion entre Nm3/h et m3/h. Les 3 évents sont donnés pour avoir une capacité unitaire de 7 Nm3/h, ce qui correspond à 21 Nm3h au total ou à 1.6 m3/h compte tenu des valeurs de température et de pression lorsque la colonne d eau est en charge (35 C et respectivement 10 et 7.6 bar absolus à 8 et 35 m d élévation). Le débit évacué par les trous est donné sans être expliqué. Pour palier au défaut d évacuation de l air dans le tuyau ayant entraîné la rupture VALE préconise les actions suivantes : Ajout d une pièce d expansion pour ralentir le débit Modifier et grossir les purgeurs Modifié la séquence de démarrage Maintien d un débit d effluent supérieur à 2100 m3/h en limitant les arrêt/démarrage Ajouts de trous supplémentaires dans la partie sous marine Protection contre les surpressions 5

6 L objectif de l ajout d une pièce intermédiaire de DN1200 munie de 4 vannes de décharge est de ralentir suffisamment le flux pour modifier son régime d écoulement. En effet, VALE distingue 3 régimes d écoulements : Le régime sous critique où l air n est pas entraîné par le liquide Le régime critique ou l air est entrainé dans les sections horizontales mais peut s accumuler dans les points hauts Le régime super critique où l air ne décante jamais mais reste prisonnier de l eau. Le choix du dimensionnement du tube est donné sur le transparent p.41 ou VALE présente un tableau donnant en fonction du diamètre : la valeur de la vitesse critique, du débit critique la valeur de la vitesse et du débit supercritique Aucune note de calcul ne venant appuyer les dimensionnements des équipements, il nous est difficile de statuer complément sur l efficacité de la solution provisoire à ce niveau. Par ailleurs, la terminologie des régimes critique, sous critique et super critique est habituellement associée aux écoulements à surface libre. Son application à des écoulements diphasique à phase dispersée (inclusion de bulles de gaz dans une canalisation pleine de liquide) est pour le moins inhabituelle et nécessiterait d être expliquée. Par ailleurs, nous avons constaté que les valeurs de vitesse et de débit ne correspondaient pas : par exemple, pour le tuyau terrestre (Diamètre intérieur 600 mm) la vitesse critique est donnée égale à 0.33 m/s dans le tableau, ce qui correspond à un débit de 335 m3/h et non pas 1200 m3/h comme il est écrit dans le tableau. Il serait fondamental de donner à ce niveau le détail des calculs ayant conduit à ces valeurs de vitesse et débit pour que nous puissions évaluer leur pertinence quant à l efficacité de la séparation. En complément à la modification terrestre, la modification marine consistera à ajouter des trous au niveau des points hauts et des blocs de béton pour faire ballast. Les modifications proposées par VALE vont toutes dans le sens d une amélioration de la stabilité du tuyau : amélioration du dégazage en partie terrestre et marine, meilleurs stabilité du flux qui limitera les introductions d air dans le tuyau (celles ayant lieue a priori majoritairement dans les phases transitoire) et ajout de ballast. 6

7 Analyse du document B Définition du procédé / conception actuelle de la ligne Le système a pour objet d envoyer un effluent issu de l usine VALE NC vers un émissaire sous marin. L effluent est constitué de l eau de mer de dilution et de débordement d un clarificateur qui sont repris dans un réservoir d effluent. Celuici est envoyé à l aide d une conduite en charge de 3000 m vers un point haut (sommet de la route du port z = +181 m) puis s écoule par gravité dans un tuyau en pente de longueur 2000 m jusqu à rivage. IL chemine alors sur 19.3 km vers le diffuseur. Les diamètres des tuyaux sont de 700 mm en partie terrestre et de 800 mm en partie marine. Le débit est variable, très fluctuant en fonction du niveau du réservoir, entre 460 et 3050 m3/h. Le débit moyen est de 2000 m3/h. Au débit maximal, la perte de charge du tuyau marin est de 10 bars, ce qui correspond à une colonne d eau de 100 m. Au débit de 1200 m3/h la colonne d eau n est plus que de 20 m. Au débit maximal, l effluent s écoule donc dans un tuyau partiellement rempli, sur une distance de 900 m avec une pente de 10%. L ordre de gradeur de la vitesse estimé par VALE est de plus de 6 m/s dans cette portion. VALE estime donc qu il y a beaucoup de turbulence à l endroit du changement de régime de l écoulement ce qui est susceptible d entraîner une grosse quantité d air. Dans la partie basse de la descente, il y a un nouveau changement de régime, la canalisation se remettant en charge. La position de ce point est variable entre 0 à 100 m en fonction du débit. La désaération du liquide s effectue actuellement à l aide de 3 vannes d évent installés à l altitude +7 m (1 vanne) et +36m (2 vannes). Nos propres évaluation de l ordre de grandeurs de la vitesse, du niveau de remplissage donne une valeur cohérente avec l estimation de VALE : au débit maximal, la conduite est remplié à environ 45%, la vitesse est donc de 6.5 m/s. Ceci donne une valeur du nombre de Froude de 3.9 ce qui indique que l écoulement est en régime torrentiel. Notons que, bien que ca ne soit pas indiqué par VALE, le régime torrentiel suppose qu il y aura des ressauts hydraulique à chaque modification de pente qui sont autant de zones provoquant de l entrainement de l air dans le liquide. Ainsi, bien qu il soit en effet difficile d évaluer la quantité d air incluse dans le liquide sous forme de bulles (un tel calcul est possible mais complexe), on peut supposer que le liquide est fortement aéré. 7

8 Entrainement d air dans la conduite sous marine/origine de la rupture Pour VALE, l accumulation de l air dans la partie sous marine du tuyau est à l origine de son soulèvement et de sa rupture. L origine primaire de cet air étant la portion terrestre de la ligne, VALE conclu au mauvais fonctionnement du désaérage et à de l entraînement d air vers le tuyau marin. L Analyse menée par VALE a montré que : Les vannes d évents n étaient pas de taille suffisante pour éviter l accumulation d air, par ailleurs leur positionnement les rends non fonctionnelles lors des démarrages à bas débit et que lorsque le débit est supérieure à 1200 m3/h. De l air peut être piégé dans la tuyauterie descendante à cause de point bas (passages de route) Que de l air pouvait être entraîné sous forme de bulle la taille des bulles pouvant être très petite au niveau de la mer Les orifices d évent étaient obstrués par des particules Que les évents additionnels en partie marine n étaient pas suffisants Que le lestage du tuyau était insuffisant Le liquide peut faire l objet d un dégazage au fur et à mesure de sont avancé dans la partie marin Le ballastage est insuffisant, certain portion du tube marin pouvant être rempli à 100% d air Nous sommes d accord avec l analyse menée par VALE, la position et le débit des vannes de purge d air ne permet vraisemblablement pas de désaérer le liquide. Ce phénomène ayant du être renforcé par la présence de particules ayant partiellement obstrué les orifices des éventes. Par ailleurs, les vannes ne fonctionnant qu en surpression, elles ne s ouvriront que lorsque la colonne d eau atteint une hauteur suffisante. Par ailleurs, la position de ces vannes, en piquage sur la tuyauterie principale, sans zone de tranquillisation du débit ne leur permet d éliminer l air que si celuici se trouve être sous forme de poches circulant dans la partie haute de la tuyauterie. Compte tenu du caractère vraisemblablement très turbulent de la transition de l écoulement torrentiel vers la colonne d eau, on peut supposer que l air est présente sous forme d inclusion (bulle) et il n est pas certain que l écoulement opère une transition vers un régime stratifié (séparation du gaz et du liquide) avant d atteindre la zone dotée d évents. D autre part, la présence de point bas locaux dans la ligne gravitaire, fait que celleci ne se vide pas entièrement à l arrêt et qu il reste des bouchons liquides dans la tuyauterie faisant office de siphons. Au démarrage suivant, le débit d air et la quantité d air est donc potentiellement très importante puisqu il s agira du volume d air emprisonné entre le siphon le plus haut et le niveau de la mer, au débit maximal de démarrage. Nous sommes d accord sur le fait que les bulles peuvent être très petites, leurs tailles diminuant sous l effet de pressurisation de la colonne d eau. Enfin, le dégazage du liquide au fur est mesure de son avancée dans le tuyau marin est aussi un fait avéré, ce qui implique un traitement des points hauts et un lestage adéquat. 8

9 VALE indique ensuite que pour une conduite de 700 mm de diamètre (600 mm DI), le régime liquide atteint une vitesse supercritique lorsque le débit dépasse 1500 m3/h, 2100 m3/h pour le diamètre extérieur de 800 mm (687 mm ID). Lorsque ce régime est atteint, l air reste piégé dans l écoulement. Ce phénomène est à considérer comme positif pour la partie marine. Nous ne comprenons pas l origine de ces valeurs de débit qui ne sont pas explicitées dans le rapport. La formulation régime critique/sous critique/super critique s applique aux régimes d écoulement à surface libre et caractérise ce régime (écoulement fluvial, à vague ou torrentiel). Pour les écoulements diphasiques on parle plus généralement d écoulement stratifié/à poches/dispersé. Dans ce cas, la possibilité de séparation du gaz et du liquide dépend : du débit de gaz, du débit de liquide et du diamètre et de l orientation de la tuyauterie. VALE prend en compte l influence de la variation de la solubilité de l air dans l eau. En effet, au point le plus bas, la pression absolue est de 15 bars tandis qu elle n est plus que de 4 bars absolus à la sortie du diffuseur. VALE en déduit que le dégazage représente un débit de 450 Nm3/h soit 15% du volume. En outre, cet air est susceptible de s accumuler dans les points hauts. Notre propre calcul donne une valeur sensiblement différente (8% de remplissage d air). Par ailleurs, il nous semble qu il y ait une confusion entre les Nm3/h et les m3/h. En effet, 450 Nm3/h représentent m3/h à la pression de 4 bars absolus, ce qui donnerait un taux de remplissage de la conduite de 3.4% Nous somme d accord sur le risque d accumulation de l air dans les points hauts. Cependant cette accumulation sera limitée par l entraînement de l air par le liquide : lorsque la fraction volumique d air augmente dans la conduite, la vitesse de l effluent augmente. Au bout d un moment, la vitesse est telle que l air va finir par être entrainé avec le liquide. 9

10 Le risque d accumulation concerne donc essentiellement les phases d arrêts prolongés et le fonctionnement à bas régime. En effet, lors d une phase d arrêt ou d une phase transitoire, la pression chute dans tout le tuyau, entraînant un dégazage du liquide. L ensemble du tuyau marin va donc se retrouvé partiellement rempli d air : environ 8% du volume suivant nos calcul. Bien que la stabilité théorique du tuyau ne soit pas remise en cause pour cette valeur (le lestage ayant été calculé pour 10%), cet air peut s accumuler et resté piégé dans les points haut (le volume total de l air représentant 530 m3 d air soit l équivalent de 1500 m de tuyau rempli à 100% d air). Lors de cycle d arrêt/démarrage successif, l air ainsi accumulé finira par évacué vers le diffuseur, poussé par le liquide, sous la forme d une bulle de plus ou moins grande taille (suivant la configuration des points haut et le nombre d arrêt/démarrage ayant eut lieu successivement). Cette bulle peut entrainer la mise en flottaison d une portion conséquente du tuyau marin. Notons cependant, que ce phénomène de dégazage suppose qu un débit d air équivalent soit entrainé sous forme gazeuse à partir de la partie terrestre du tuyau car sinon l effluent passe de la pression atmosphérique à 4 bar et ne dégaze pas. Concernant le traitement des points hauts en partie marine, VALE fait le constat suivant : Seul 6 trous sur 11 ont étés réalisés et ceuxci sont d un diamètre de 10 mm (contre 20 mm initialement prévu Certains points hauts n ont pas été traités dans ce cas l accumulation d air peut atteindre 100% La flottabilité à l équilibre est atteinte lorsque le tuyau est rempli à plus de 70% d air Cette valeur peut être atteinte dans les points hauts non traités lors des phases d arrêt et d écoulement à bas débit. Nous somme d accord sur la nécessité de traiter les points hauts. Nous sommes par contre étonnés de l écart important entre le calcul du ballastage (réalisé pour 10% d air) et la quantité d air correspondant à la flottaison à l équilibre (70%) Par contre, il est peu probable que ces points hauts se remplissent à 100% lors du fonctionnement. En effet, même à un débit de 1200 m3/h, la vitesse de l effluent dans les zones où le remplissage atteindrait 70% serait de 8.5 m/s donc turbulente : la conservation d un régime stratifié à cette vitesse d écoulement est à évaluer mais semble peu probable. Par ailleurs, la quantité d air entrainé par l effluent lors d un fonctionnement prolongé à bas débit serait aussi réduite. Le point critique reste donc en effet l accumulation potentielle de l air transportée par l effluent sous forme dissoute ou gazeuse lors d un arrêt prolongé. 10

11 Actions mises en œuvre à court terme par VALE Afin de minimiser les entrainements d air à partir de la zone terrestre du tuyau, VALE propose que l écoulement s effectue sous la forme d un écoulement sous critique pour toute la gamme de débit. Par ailleurs, un désaérage plus efficace sera réalisé en augmentant la capacité de décharge par les évents. Ces objectifs seront réalisés par VALE à l aide de réalisations suivantes : 1. Ajout d une pièce intermédiaire ayant un diamètre de 1200 mm et mesurant 23m de longueur, équipée de 4 évents d une capacité de 40 Nm3/h (à 8.5 bar) 2. Remplacement des évents existant par 3 évents de capacité supérieure (120 nm3/h) 3. La prévention totale de l entraînement d air n étant pas possible sans l ajout d un réservoir permettant le désaérage de l air, VALE ajoutera des trous supplémentaires de diamètre 10mm à chaque point haut sur toute la longueur du tuyau (point dont l élévation est supérieure ou égale à 1.5 m). Ceci représente l ajout de 24 trous aux 6 trous déjà existant dont la capacité d évacuation est estimée à 1000 Nm3/h. 4. Limiter le nombre de redémarrage en maintenant la stabilité du flux arrivant dans la cuve d alimentation de l émissaire. Cet objectif sera atteint en améliorant les flux transférés et en modifiant la régulation des pompes (passage d une régulation de niveau de bac à une régulation prédictive en anticipant les variations de débit). 5. Modification des procédures de démarrage et d arrêt afin de limiter les entraînements d air : remplissage rapide du nouveau système de désaérage afin de maximiser son efficacité (jusqu à ce que le niveau atteigne +33 m) puis remplissage progressif jusqu à la consigne. Par ailleurs, le tuyau sera protégé contre les risques de surpression : arrêt d urgence des pompes piloté par un capteur de pression 11

12 Concernant les solutions visant à limiter l aération de la conduite sous marine, les préconisations de VALE vont clairement dans le sens d une amélioration : augmentation du débit des évents, réduction de la vitesse, diminution du nombre de redémarrage/arrêt et stabilisation du flux pour éviter le fonctionnement à bas régime (mode de fonctionnement où les évents ne se déclenchent pas). Concernant plus particulièrement leur efficacité : Les actions correctives de désaération semblent essentiellement porter sur le fonctionnement au régime nominal quelque soit la taille du tube ajouté et la vitesse de l effluent, les vannes assurant la désaération en se déclenchent que si le tube est en charge. La position du tube de 1200 inséré dans la conduite implique que le débit soit au moins égale à 2000 m3/h, pour qu il soit plein et en charge (et dans ce cas de fonctionnement sa pression variera de 2.46 bar absolu au point le plus haut (+33 m) à 4.8 bar absolu au point le plus bas (+ 10 m). La dimension du tube donnant un temps de séjour de 30 secondes, il parait assez faible pour agir comme une véritable zone de tranquillisation permettant un dégazage efficace à plein régime. Comme le fait justement remarquer VALE, un bac de rétention de gros volume donnant un temps de séjour de plusieurs minutes serait plus efficace. Le système proposé ne permettra a priori pas de traiter efficacement les phases d arrêt et de démarrage : 1/ lors des arrêts, de part le tarage et la position des vannes d évent, seul les 15 premiers mètres seront dégazés. Les 85 m suivants s écoulent dans le tuyau marin lors que la colonne se vide et ils peuvent être potentiellement remis en pression en cas de redémarrage du débit (ce qui semble être actuellement le cas dans les phases transitoires) 2/ lors des phases de démarrage, VALE note que, du fait de l existence de points bas au niveau des passages de routes, l air ne peut pas remonter facilement jusqu à l évent situé en point haut. En effet, de tels points bas, peuvent agir comme des siphons qui resteront toujours pleins. Dans ce cas, l air emprisonné entre le siphon le plus haut et le littoral sera poussé par l effluent lors du démarrage suivant avec un débit volumique égal au débit de démarrage. Dans ce cas de figure, l augmentation de la capacité d évent pour un débit total de 280 m3/h reste insuffisante, d autant plus que VALE souhaite modifier sa procédure pour que le remplissage de la pièce d expansion soit rapide. A propos du débit de désaération, le document B fait parfois mention de Normo m3, tantôt de m3. Il est extrêmement important que la distinction soit faite quant à la capacité de décharge des évents : en effet, 40 Nm3/h correspond à un débit d air de 40 m3/h à la pression atmosphérique, 35 C et un débit de 5 m3/h à 8.5 bar absolu, 35 C 40 m3/h à 8.5 bar relatif correspondant à 384 m3/h à la pression atmosphérique. Si les capacités d évents sont données en Nm3/h alors le débit annoncé peut suffire. Il faut toutefois faire attention aux conversions en fonction de la capacité variable de la colonne d eau. Une analyse fonctionnelle ou une modélisation du système d évent s imposerait afin de déterminer les débits d air en fonction des modes de fonctionnement. VALE ne propose aucune modification du système d évent pour éviter leur encrassement par les particules en suspension dans l effluent. 12

13 Conclusion VALE conclu que la cause primaire de la rupture est lié à une flexion importante du tuyau marin dans sa partie terminale juste avant le diffuseur, suite à une mise en flottaison par accumulation d air dans la conduite. L origine de cet air étant terrestre, VALE conclu à un mauvais fonctionnement du désaérage. VALE ne néglige cependant pas l effet des dégazages de l effluent sous pression dans la partie marine lors des phases d arrêt. Alors, compte tenu de la présence de points hauts non traités par des évents, l air peut s accumuler. Nous sommes d accord avec les conclusions de VALE quant à l origine terrestre et marine de l air ayant conduit à la mise en flottaison du tuyau. Le pourcentage d air contenu dans le tuyau marin lorsque la pression chute est en moyenne inférieure à 10% ce qui explique sans doute le choix de cette valeur comme critère de stabilité. Cependant, localement la valeur peut être bien supérieure, du fait de l existence de nombreux points hauts non traités dans lesquels l air peut s accumuler. Ces phénomènes d entraînement et de dégazage (les deux étant liés), sont par ailleurs renforcés par les instabilités de débits et les nombreux démarrages et arrêts que subit l émissaire. Ceci est aussi avéré puisque : d une part, lors du fonctionnement à bas régime seuls les évents situés au point le plus bas sont ouverts et que leur débit est limité par la faible colonne d eau, d autre part, lors des phases d arrêt la colonne d eau se vide avec l air qu elle contient et qu au redémarrage des bouchons d air de la zone terrestre peuvent aussi se retrouver dans l émissaire marin sans avoir été dégazés. Par rapport à cet état de fait, VALE propose des modifications de la partie terrestre afin d améliorer le dégazage, de la partie marine afin de limiter les accumulations dans les points hauts et du process pour éviter les envois massif d air qui ne pourraient être traités correctement. Les modifications de la partie marine consistant en l ajout de trous d évent permettant l émission de l air, leur efficacité est évidente (bien que cela pose quand même le problème d émission d effluent en dehors de la zone autorisée). Il faudra toutefois s assurer que tous les points soient traités afin qu il n y ait plus d accumulation dans les phases d arrêt de l émissaire De ce fait il serait nécessaire d effectuer une bathymétrie complète et précise après la mise en supportage dans les zones de portée libre afin de parfaitement répertorier l ensemble des points hauts. Les modifications de la partie terrestre ont une efficacité moins évidente compte tenu que VALE n a pas fournie de note de calcul permettant de démontrer que les modifications de taille de tuyauterie et de taille d évent permettront de limiter significativement les introductions d air. 13

14 En tout état de cause, ces modifications ont un impact uniquement sur le fonctionnement en régime établi, pour un débit égal au débit de design de la tuyauterie, pas sur les phases de démarrage / arrêt qui peuvent aussi conduire à des envois d air dans la tuyauterie. Pour cela VALE préconise de modifier les phases de démarrage afin d avoir un remplissage plus rapide de la tuyauterie. Cette préconisation mériterait d être analysée dans le détail afin de s assurer que les modes d écoulement dans la tuyauterie permettent bien une séparation de l air et du gaz et que les évents soient correctement dimensionnés pour évacuer l air piégé dans la tuyauterie descendante. Par ailleurs, les évents devraient être soit protégés, soit d un diamètre suffisant pour éviter tout risques d obturation par les matières en suspensions dans l effluent. VALE préconise une régulation prévisionnelle du débit afin d éviter les fluctuations de débit liée à la régulation actuelle sur le niveau du bac tampon. Sans avoir pu analyser dans le détail cette nouvelle régulation, nous sommes en accord sur son bien fondé, les fluctuations de débits pouvant être à l origine d accumulation dans les points hauts du tuyau marin à cause de cycles de dissolution/dégazage de l effluent sous l effet des fluctuations de pression. Une analyse plus détaillée de cette régulation avec modélisation permettrait de s assurer que la taille du bac tampon n en soit pas un facteur limitant. 14