Etude de vulnérabilité à Lespinasse dans le cadre des Plans de Prévention des Risques Technologiques (PPRT) autour d un dépôt pétrolier

INERIS. Unité REST INERIS. Institut National de l Environnement Industriel et des Risques. Verneuil en Halatte (Oise) Etablissement public à intérêt commercial sous tutelle du ministère de l environnement. 600 personnes. 3 directions opérationnelles. Risques accidentels Risques chroniques Risques du sol et du sous-sol. Unité REST. Résistance des Structures aux actions accidentels. Activités de recherche et expertise Etude menée par deux ingénieurs spécialistes: Benjamin Leroux. Mathieu Reimeringer.

Objectifs. Déterminer le niveau de protection qu'apportent les bâtiments et habitations situés autour du site face aux phénomènes d'explosion (surpression) pour leurs occupants. Déterminer si des mesures de renforcement économiquement acceptables (10% de la valeur vénale) sont envisageables.

Introduction Caractérisation de l agression. Données d entrée. Caractérisation du bâti. Maisons individuelles. Structures métalliques. Modélisations et mesures de protection. Synthèse.

Données d entrée. Situation géographique

Données d entrée. Carte des effets de surpression

Données d entrée. aléas Phénomène majorant: explosion d un nuage de gaz en cuvette : ABPCDGH Pression comprise entre 50 et 140 mbar Enjeux N 1 2 3 4 A A A R+1 A R+1 1 niveau 1 niveau Catégorie Surpression incidente (mbar) Enjeux N Catégorie Surpression incidente (mbar) 130 11 130 12 130 13 85 5 6 A R+1 100 75 14 15 16 17 55 50 65 70 A R+1 A R+1 A R+1 55 55 60 7 80 8 9 A A R+1 1 niveau 70 18 19 B A 1 niveau 1 niveau 50 50 75 10 65 20 21 50 50

Données d entrée. aléas Phénomène majorant: explosion d un nuage de gaz en cuvette: ABCDFGH Temps d application :180 ms Signal 180 ms

Données d entrée. aléas Prise en compte des phénomènes de réflexion sur chaque façade.

Principes de modélisation. Méthode non linéaire. P B C Rupture A Domaine élastique Domaine plastique Xm P P Xm La surface représente l énergie disponible si on reste dans la zone élastique Xm La surface représente l énergie disponible si on utilise la plasticité

Constructions non métalliques Maison individuelle, n 87 rue des lacs Maison en parpaings (d épaisseur 20 cm (AC)) avec toiture en tuiles sur charpente en bois. 2 niveaux : RDC + 1er étage L= 12 m, l= 9 m L/l= 1.4 <1.5 Caractéristiques générales Hauteur au faîtage : 6.5 m (AC) Hauteur à la sablière = 5 m (AC) Présence d un balcon au 1er étage en façade Sud et Ouest Pas d information sur des murs de refends ou d autres susceptibles de jouer le rôle de contreventement Mur en parpaings Paroi Nord 5 fenêtres ouvrant à la française en PVC à 2 vantaux (vitrage isolant double (AC) sur châssis en PVC (AC)) 1 fenêtre ouvrant à la française, à 2 vantaux (vitrage isolant double (AC) sur châssis en bois (AC)) Mur en parpaings 2 portes d entrée en PVC semi-vitrées munies de raidisseurs de dimensions l X h =0.8 m x 2.1 m (AC) Paroi Ouest Baie vitrée (vitrage isolant double sur châssis en PVC) sur le palier d entrée 1 fenêtre ouvrant à la française à 2 vantaux (vitrage isolant double (AC) sur châssis en bois (AC)) Mur en parpaings 2 fenêtres ouvrant à la française en PVC à 2 vantaux (vitrage isolant double sur châssis en PVC) Paroi Sud 3 portes-fenêtres à 2 vantaux (vitrage isolant double (AC) sur châssis en PVC (AC)) Baie vitrée avec vitrages de grandes dimensions (isolant double (AC) sur châssis en bois (AC)) ; dimension d un vitrage : l x h = 1.50 m x 1.50 m Mur en parpaings accolé à un garage Paroi Est Toit 1 porte Toiture en tuiles sur charpente à 2 pans en bois Inclinaison de toiture < 25 (AC) Ni plan ni information sur la charpente Tableau de relevé extérieur le plus exhaustif possible. Murs en parpaings Toitures en tuiles sur charpente bois

Données entrée.

Murs et toitures Bonne stabilité globale. Rotations murs < 1 Toitures: déformation < 10. Tenue des parois et des toitures. Type de bâtiment Caractéristiques du mur Tenue des murs Type de toiture Tenue toiture Maisons individuelles Parpaings de catégorie A à un seul niveau Hauteur: 2 à 3 m Toiture à 2 ou 4 pans en tuiles mécaniques en terre Rotation < 1 cuites sur une charpente en déformation < 5 bois de type traditonnel Parpaings Entreprise 19 catégorie A à un seul Hauteur: 4 m niveau Toiture de type terrasse en Rotation < 1 béton armé Parpaings Hauteur par niveau: Maisons individuelles 2 à 2.7 m de catégorie A R+1 Briques pleines Maison individuelle de catégorie B à un seul niveau Rotation < 2 déformation < 10 Toiture à 2 ou 4 pans en tuiles mécaniques en terre Rotation < 1 cuites sur une charpente en déformation < 5 bois de type traditonnel Toiture à 4 pans en tuiles mécaniques en terre cuites Rotation < 1 sur une charpente en bois Hauteur: 2.2 à 3.3 m de type traditonnel déformation < 5 Toiture à 4 pans en tuiles mécaniques en terre cuites Rotation < 1 sur une charpente en bois de type traditonnel déformation < 5 Briques creuses Hauteur: 3 m

Fenêtres/Vitrages Hypothèse: double vitrages: 4/16/4. Rupture des vitrages. Préconisation: remplacement des fenêtres par des fenêtres certifiées: EPR1. Coût proche des 10% Isolant Verre extérieur Verre intérieur e1 e2

Bâtiments industriels à ossature métallique MBI France Bâtiment constitué d'une ossature métallique de type poteau poutre, en bardage métallique, d'une toiture en bardage métallique sur charpente métallique La partie Ouest du bâtiment sur une largeur de 12 m abrite au RDC un magasin de pièces détachées et au 1er étage des bureaux Caractéristiques générales L = 42 m, l = 25 m L/l = 1.7 > 1.5 hauteur au faîtage = 8.8 m hauteur des parois Nord et Sud = 7.70 m Bardage métallique double peau Poteaux métalliques espacés régulièrement Paroi Nord 1 fenêtre à 3 vantaux coulissants (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) 1 Bande vitrée constituée d une fenêtre à 2 vantaux coulissants et d une à 3 vantaux (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) Bardage métallique double peau Paroi Ouest Bande vitrée de 1 m de hauteur (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) sur toute la longueur de la paroi Bardage métallique double peau Poteaux métalliques espacés régulièrement 1 Bande vitrée constituée d une fenêtre à 2 vantaux coulissants et d une à 3 vantaux (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) 2 fenêtres à 2 vantaux coulissants (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) Paroi Sud 1 fenêtre à 3 vantaux coulissants (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) 1 baie vitrée (isolant double (AC) sur châssis aluminium (AC)) avec des vitrages de grandes dimensions l x h = 1.5 m x 2.2 m et une porte vitrée 1 porte métallique standard l X h = 0.90 m X 2.20 m 1 porte sectionnelle l x h = 3.5 m x 4.5 m métallique de dimensions Mur en parpaings (d épaisseur 20 cm (AC)) sur une hauteur d environ 5 m Paroi Est Bardage métallique double peau en partie haute Grande double porte métallique coulissante au centre de la paroi de dimensions l X h = 5.5 m X 4.5 m Toit Bardage métallique sur charpente métallique Tableau de relevé extérieur ou à l aide de plans le plus exhaustif possible. Parois en bardages métalliques simple peau ou double peau, ou en remplissage maçonnerie Toitures grands éléments en bardages ou en fibrociment

Toitures Globalement rotation des éléments de toiture > 1.25 Rotation des pannes et des poutres fermières > 2. Longueur des Espacement Espacement Bâtiments poutres entre portique entre pannes fermières 5.1 14 m 5m 1.4 m Type de couverture Fibrociment Signal de surpression Supression Temps Tenue couverture réfléchie* d'application (mbar) (ms) 100 mbar - (2) Tenue Pannes Tenue Poutre fermières 5.2 20 m 5m 1.4 m Fibrociment 100 mbar 7.1 et 2 37 m 5m Bardage métallique : Fréquence 9.25 T épaisseur 0.75 mm 80 mbar déformation > 1.75 7.3 20 m Bardage métallique : Fréquence 9.25 T épaisseur 0.75 mm 80 mbar déformation > 1.75 10 12 m 5.10 m 1.7 m Fibrociment 70 mbar - (2) 15 12.3 m Rotation < 2 déformation < 10 Rotation < 2 déformation < 10 Rotation < 2 déformation < 10 Bardage métallique : Fréquence 9.25 T épaisseur 0.75 mm Bardage métallique : Hacierco 3.283.29 T épaisseur 0.75 mm 50 mbar 180 ms 65 mbar déformation < 1.75 déformation > 1.75 16 16 m 17 13 m 1.4 m Fibrociment 70 mbar - (2) 20.2 20 m 5.50 m 1.4 m Fibrociment 50 mbar - (2) 20.3 12 m 4m 1.4 m Fibrociment 50 mbar - (2) 21 17 m 5m 1.4 m Fibrociment 50 mbar - (2)

Façades Bonne tenue des poteaux (rotation < 2, taux de déformation < 10) et bonne stabilité globale. Bonne tenue des remplissages en parpaings (rotation < 1 ) Mauvaise tenue des lisses ou bardages. Bâtiments Signal de surpression Type de bardage métallique Portée du bardage Type de lisses Portée des lisses HACERBIA 4.265.27 B IPE 100 5m 50 mbar HACERBIA 4.265.27 B IPE 100 5m 105 mbar HACERBIA 6.175.25 HB HACERBIA 6.175.25 B 1.6 m HACERBIA 6.175.25 HB Supression réfléchie (mbar) Temps d'application (ms) 10 15 pas de lisse IPE 120 50 mbar 105 mbar 16 pas de lisse 65 mbar 180 ms NERVESCO 6.25.1085 B 1m IPE 120 70 mbar NERVESCO 6.25.1085 B 1m IPE 120 105 mbar HACERBIA 4.265.27 B IPE 100 5.50 m 37 mbar HACERBIA 4.265.27 B IPE 100 5.50 m 50 mbar HACERBIA 4.265.27 B IPE 100 5.50 m 80 mbar 17 21 Tenue du bardage Tenue des lisses déformation > 1.75 déformation > 1.75 déformation > 1.75 Rotation < 1.25 Rotation < 1.25 déformation > 1.75

Mesures de renforcement Structures non métalliques peuvent être renforcées en remplaçant les fenêtres par des fenêtres certifiées à l explosion «EPR1». Coût proche des 10%. Bâtiments métalliques difficiles à renforcer: 6 stratégies de renforcement proposées évolutives et dont le coût a été déterminé avec l aide du CETE Sud Ouest. Toutes les stratégies sont supérieures aux 10%.

Mesures de renforcement 6 stratégies de renforcement proposées évolutives et dont le coût a été déterminé avec l aide du CETE Sud Ouest. I. fenêtres EPR1. II. Stratégie I. + Changer la couverture de toiture et mettre 1 poteau intermédiaire au milieu de chaque portique afin de soutenir la poutre fermière ; III. Stratégie I. + Changer la couverture de toiture et mettre 2 poteaux intermédiaires ; IV. Stratégie I. + Changer la couverture de toiture, mettre 2 poteaux intermédiaires et augmenter le nombre de lisses des façades ; V. Stratégie I. + Changer la toiture ; VI. Stratégie I. + Changer la toiture et augmenter le nombre de lisses des façades possédant du bardage.

Synthèse Structures non métalliques: Changer les fenêtres. Coût proche des 10% Structures métalliques. Changer au moins les fenêtres et la toiture. Coût supérieur aux 10%