Publication : PetrolPlaza Technology Corner Parution : Juin 213 Auteur : Thompson Jamie Choisir le système de détection de fuites approprié pour les réservoirs Par Jamie Thompson Introduction Au cours des dernières années, l'industrie pétrolière a adopté une attitude beaucoup plus responsable vis-à-vis de la conception et de l'exploitation des dépôts pétroliers que lorsque j'étais jeune régulateur à Londres au milieu des années 196. La sécurité et la conscience de l'environnement sont aujourd'hui une exigence cruciale pour quiconque est impliqué dans la construction et la maintenance d'une station-service. Une des contributions majeures à la sécurité et à la protection de l'environnement a été dans ce contexte l'emploi de systèmes de détection des fuites comme outil essentiel pour le concepteur. Les normes régissant la détection des fuites (EN 1316 1-7) ont été élaborées pour la première fois il y a 1 ans comme standard européen. Les normes ont été saluées à la fois par les régulateurs, les fabricants et les utilisateurs et je note qu'elles ont même trouvé un écho très positif auprès de nombreux praticiens du monde entier, comme un bon exemple à suivre.
P,2,4 bar,6 1,,8 Ceci dit, au bout de 1 ans, l'industrie continue à évoluer et les normes sont maintenant révisées ; il m'est apparu que, pour les réservoirs de stockage souterrains, l'utilisateur le plus éclairé va vers le détecteur plus fiable de classe 1, réagissant soit à la pression, soit au vide, et abandonne le système liquide de classe 2 plus traditionnel, utilisé pendant de nombreuses années dans toute l'europe sur les réservoirs souterrains, mais présentant toutefois quelques inconvénients. Le choix et l'utilisation d'un système de détection de fuites de classe 1 implique quelques considérations techniques, environnementales et économiques et je me propose d'en examiner quelques-unes. Les seuls détecteurs de fuites maintenant autorisés par la législation la plus stricte en matière d'environnement dans plusieurs pays européens tels que l'allemagne, l'autriche, la Suisse, l'italie, la Belgique, en partie le Royaume-Uni (approche fondée sur les risques), sont de la classe 1. En outre, je note que BP, Shell et autres exploitants majeurs spécifient eux aussi la classe 1, continuant à prendre au sérieux leurs responsabilités vis-à-vis de la sécurité et de l'environnement. Examinons à présent les deux systèmes Classe 1 et Classe 2. Systèmes de détection des fuites Classe 1 Ces systèmes fonctionnent en utilisant soit la pression de l'air, soit celle de l'azote, ou encore en générant un vide dans l'espace interstitiel. Ils détectent une fuite au-dessus ou au-dessous du niveau de liquide d'un double système de paroi en maintenant en fait le réservoir sous une «pression d'essai» pendant toute sa durée d'utilisation. Une fois la fuite détectée, le carburant peut être vidangé du réservoir avant qu'il puisse pénétrer dans l'environnement. DL 33 Illustration A : Détecteur de fuites à surpression avec collecteur pour la surveillance de plusieurs réservoirs souterrains (source : SGB) www.petrolplaza.com 2
Classe 2 Ces systèmes utilisent un espace interstitiel rempli de liquide et sont basés sur la pression générée par la hauteur du collecteur de tête au-dessus du réservoir de stockage ; ils génèrent une pression suffisante pour détecter une fuite, produisant une chute de liquide dans le collecteur de tête et signalant une fuite dans une paroi du réservoir. Quand une paroi du réservoir est percée, le liquide s'écoule dans le collecteur et contamine le produit ou dans le sol dans les deux cas, la contamination est inévitable. Le liquide utilisé dans l'interstice est basé sur un antigel «écologique» mais, les normes et les connaissances ayant évolué au cours des années, le liquide de détection des fuites est considéré à plusieurs égards comme polluant les eaux souterraines et l'eau potable. D'autre part, certains des liquides ont montré pendant de nombreuses années une tendance à l'agression fongique, au développement d'algues et à la gélification, qui les empêchent de fonctionner et de détecter une fuite. Illustration B : Système liquide classe 2 (source : SGB) www.petrolplaza.com 3
Comparaison de système technique EN 1316-3 Critères exigés des systèmes liquides de détection des fuites Systèmes liquides de détection de fuites (classe 2) : Valeur cible Difficulté / expérience pratique* Critères exigés par la norme EN 1316-3 (* référence : Jean-Marc Burnotte, www.technicuve.com) Conductivité électrique > 1mS/m peut diminuer à long terme Viscosité à -2 C < 1 mm²/s Température au point de congélation < -2 C Point d'éclair > 8 C Coefficient d'expansion thermique < 5/1 K à 2 C non atteint avec tous les liquides de détection des fuites disponibles sur le marché Si mélangé correctement chez le fabricant du réservoir Pas de décomposition Caractéristiques fongiques Pas d'impact dangereux sur les eaux souterraines Pas d'impact dangereux sur les matériaux existants Pas de réaction exothermique avec le produit stocké Pas de réaction avec le produit stocké révélant un foisonnement Pas de réaction avec le produit stocké causant une formation de gaz Pas de réaction avec le produit stocké causant une formation de gaz Procédure d'essai 7.4.8 Procédure d'essai 7.4.1 décomposition possible quand plusieurs produits sont mélangés l'agression fongique peut causer des dysfonctionnements pour l'essentiel, aucun additif classé comme polluant l'eau (classe ) n'est connu Corrosion possible avec certains métaux Caractéristiques constantes pendant toute la période de fonctionnement du système Gélification, développement d'algues, agression fongique possibles Caractéristiques constantes après nouveau remplissage et remplacement Gélification, développement d'algues, agression fongique possibles Comparaison de coûts Les comparaisons de coûts pour l'utilisation des deux systèmes ne ressortent pas de ma compétence mais, après avoir contacté des fabricants de réservoirs souterrains, des fournisseurs de systèmes de détection des fuites et des ateliers de maintenance, j'ai été confronté à certains chiffres que je vais vous fournir sur les coûts d'acquisition et de maintenance des systèmes de détection des fuites. www.petrolplaza.com 4
Coûts de la détection liquide de fuites de classe 2 Capacité du réservoir (litres) Espace interstitiel Litres Liquide de détection de fuites en Détecteur de fuites en Accessoires Installation Coût total réservoir 2 135 92,5 19 2 2 52,5 3 19 12,66 19 2 2 53,66 5 255 153,93 19 2 2 563,93 8 315 184,64 19 2 2 594,64 1 39 223,3 19 2 2 633,3 Coûts du détecteur de fuites sous pression de classe 1 (quelle que soit la taille du réservoir) Nombre de réservoirs surveillés 2 réservoirs 3 réservoirs 4 réservoirs Détecteur de fuites Kit d'installation Flexibles 2x1m PA Collecteur Installation Classe 1 Coût total Coût total par réservoir 281,3 39,7 84,8 155,9 25, 81,89 45,45 281,3 59,55 127,21 178,21 3, 946,26 315,42 281,3 79,4 169,6 25,29 35, 185,59 217,4 Comparaison des coûts d'installation Installation de réservoir Classe 2 Classe 1 Économies réalisées avec la détection des fuites classe 1 4 x 2 litres 2 1, 1 85,59 924,41 4 x 3 litres 2 122,64 1 85,59 1 37,5 4 x 5 litres 2 255,72 1 85,59 1 17,13 4 x 8 litres 2 378,56 1 85,59 1 292,97 4 x 1 litres 2 532,12 1 85,59 1 446,53 Les chiffres ci-dessus montrent que plus le réservoir (et son espace interstitiel) est grand, meilleur est le rapport coût/efficacité du système de classe 1. Les économies de coût du liquide augmentent proportionnellement à l'augmentation de la taille du réservoir. IL y a aussi le coût de remplissage du liquide dans le réservoir pendant la phase de conception. Voir le graphique suivant pour éclaircir ce point. www.petrolplaza.com 5
3 25 2 15 1 5 Class 2 3 25 2 15 1 5 Class 2 Savings using Graphique 1 : Coûts d'installation suivant taille du réservoir (en ) Graphique 2 : Coûts d'installation et économie Classe 2 Classe 1 (en ) Comparaison des coûts de maintenance entre classe 1 et classe 2 Maintenance annuelle / essai fonctionnel dépenses (minutes) Classe 1 facteur dépenses (minutes) Classe 2 facteur Préparation du site de construction 1 1 4 4 Mesures de protection contre les explosions 1 1 1 1 Préparation/nettoyage du compartiment de regard 1 2 4 8 Test d'étanchéité 2 1 2 n. a. Contrôle du filtre sec / remplacement 2 1 2 n. a. Nouveau remplissage du liquide de détection des fuites 1 5 4 2 Essai de passage des espaces interstitiels 5 4 2 5 4 2 Test des valeurs de commutation 2 1 2 n. a. Test de soupape de régulation de pression 1 1 1 n. a. Remise en service 1 1 1 1 4 4 Sortie du rapport de test 5 1 5 5 4 2 Temps de travail total (minutes) 6 23 Coût de travail total (8, /h) 8, 36,67 Coût de matériel : Filtre sec TF 1 6,1 Coût de maintenance annuel 86,1 36,67 Coût de maintenance sur 2 ans 1 722, 6 133,4 Coûts d'évacuation des déchets (en 2 ans) : Ferraille électronique 1, 1, Coût total d'évacuation des déchets 1, 1, Coût total de maintenance et d'évacuation des déchets, en 2 ans 1 732, 6 143,4 Estimations Avant-cour de dépôt pétrolier avec 4 réservoirs d'une capacité de 3 litres Tous les prix en euros 2 ans de fonctionnement Coûts de développement non pris en compte Frais de déplacement non compris Coût horaire de main-d'œuvre estimé 8 www.petrolplaza.com 6
7., 6., 5., 4., 3., 2., 1.,, Class 2 Graphique 3 : Coût total de maintenance et d'évacuation des déchets, en 2 ans, en euros Coût total de propriété sur 2 ans Surveillance de 4 réservoirs de 3 litres Classe 2 Détection de fuites par liquide Classe 1 Détection de fuites par pression Économies avec la classe 1 Coût d'installation 2 122,64 1 85,59 1 37,6 Coût de 6 133,4 1 722, 4 411,4 maintenance Coût d'évacuation 1, 1, des déchets Coût total 8 266,4 2 817,59 5 448,45 9 8 7 6 5 4 3 Class 2 liquid leak detection system overpressure leak detection system Savings using (in Euro) 2 1 Installation cost Maintenance and disposal cost Total cost Graphique 4 : coûts répartis suivant installation, maintenance et évacuation des déchets et économies réalisées avec la classe 1 (en 2 ans) www.petrolplaza.com 7
9 8 7 6 5 4 3 Class 2 liquid leak detection system overpressure leak detection system Savings using 2 1 Graphique 5 : coûts et économies totaux avec la classe 1 (en 2 ans) Résumé En conclusion, on peut clairement démontrer que le système de détection des fuites de classe 1 présente des avantages en matière d'environnement et de sécurité, comparativement à un système de classe 2. Le système de classe 1 démontre que l'opérateur est responsable et doit prendre toutes les mesures relatives à la sécurité et à la protection de l'environnement que les régulateurs respectifs attendent d'eux. En plus des chiffres, j'ai montré que ceci a aussi des avantages économiques pour les stationsservice comparativement aux systèmes de classe 2. A. Avantages en termes d'environnement du système de détection de fuites par pression de classe 1 : - C'est un vrai «système de prévention des fuites» qui reste très sûr en matière d'environnement, même quand une fuite est détectée - Il maintient le réservoir en mode «test» pendant toute sa durée de fonctionnement - En cas de fuite, il n'y a pas de contamination du produit stocké - En cas de fuite, il n'y a pas risque de pollution de l'environnement B. Avantages en termes de technique du système de détection de fuites par pression de classe 1 : - Plusieurs réservoirs souterrains peuvent être surveillés avec un seul système de détection des fuites www.petrolplaza.com 8
- Système de classe 2 sans risque de développement d'algues, de gélification et de dispersion cristalline comme ce peut être le cas avec un système de classe 2 - Pas de réaction possible entre le fluide de détection de fuite (air) et le produit stocké et, le cas échéant, remplacement de l'air par de l'azote comme fluide de détection des fuites - Essai fonctionnel possible sans accès au compartiment de regard du réservoir souterrain C. Avantages en termes d'économie du système de détection de fuites par pression de classe 1 : - Avantages considérables au niveau des coûts d'installation dans toutes les applications usuelles, en fonction du nombre et de la capacité des réservoirs - Réduction considérable de temps et de coûts pour la maintenance annuelle - Économies de coûts moyenne d'environ deux-tiers par station, soit plus de 5 5 euros dans notre exemple Jamie Thompson a rejoint le London County Council en 1961 et, formé comme inspecteur des pétroles, il est devenu inspecteur principal des pétroles pour la London Fire Brigade, la plus haute autorité européenne dans le secteur du pétrole Il s'est spécialisé dans les normes pétrolières, la construction, l'application des lois, l'homologation des équipements et les nouveaux concepts pour stations-service depuis plus de 4 ans. Il est actuellement président du Comité européen de normalisation (CEN TC 393), chargé de l'équipement des stations-service et qui a élaboré 23 normes européennes relatives aux stations-service. Il préside aussi le CEN TC 265 WG8 sur les réservoirs de stockage souterrains et à l'air libre et siège en tant que contributeur européen aux standards Underwriter Laboratory pour les réservoirs et conduites de carburant aux États-Unis. Il a été éditeur du journal technique APEA «The Bulletin» pendant 23 ans et, en tant que président de la commission technique de l'apea, il est impliqué dans la publication du guide APEA/EI pour la conception et la construction de stations-service, le fameux Blue Book. www.petrolplaza.com 9