dossier de demande d'autorisation d'exploiter - projet

Dossier de demande

d'autorisation d'exploiter

- Projet Hydrogène

D. Etude de dangers

Site de Grenoble

Préparé pour : ENGIE COFELY PUS

Projet N° 60527158

20 Mars 2017

Rapport final

Référence : LYO-RAP-16-07842B

Rapport – ENGIE COFELY PUS, Site de Grenoble

Dossier de demande d'autorisation d'exploiter - Projet Hydrogène Etude de dangers

Projet N° 60527158 - Référence : LYO-RAP-16-07842B – 20 MARS 2017 Page 1

Rapport final

Dossier de demande d'autorisation d'exploiter - Projet Hydrogène

Etude de dangers

20 mars 2017

Site de Grenoble

Rapport

_________________________________________ Préparé par Laetitia THOMAS-CUGNEY Consultant sénior HSE PS

_________________________________________ Vérifié par Diana MESSAOUDI

Chef de projet HSE PS

_________________________________________ Approuvé par Laetitia THOMAS-CUGNEY

Consultant sénior HSE PS




Rapport final

Fiche de référence

Détails du rapport

Nom du client : ENGIE COFELY PUS

Nom du contact client : Jorge GOMES

Etienne VOGT

Numéro de projet : 60527158

Statut : Rapport final

Préparé par

AECOM France, bureau de Lyon

97 Cours Gambetta

69003 Lyon, France

France

Tél : 04 78 14 05 00

Numéro de référence : LYO-RAP-16-07842B

Titre du rapport : Dossier de demande d'autorisation d'exploiter - Projet Hydrogène

Date du rapport : 20 mars 2017

Statut du rapport

Version du rapport Date Détails

A 10 janvier 2017 Version initiale

B 20 mars 2017 Version modifiée suite courrier DREAL 2017-

Is018T4 du 3 mars 2017

DROIT D'AUTEUR

© Ce rapport est la propriété d’AECOM France. Toute reproduction ou utilisation non autorisée par

toute personne autre que le destinataire est strictement interdite.

AECOM et URS ne formant qu’un seul groupe, les entités juridiques (URS France SAS et AECOM

France SARL, toutes deux détenues par AECOM) ont fusionné en mars 2016 (rachat d’AECOM

France SARL par URS France SAS) et opèrent à compter du mois de mai 2016 sous le nom

d’AECOM France SAS. Les points de contact restent inchangés sauf spécification particulière.

AECOM France SAS - Lieu d'enregistrement au Registre du Commerce : RCS Nanterre 92 - N° RCS :

402 298 624 00030 - Adresse du Siège Social : 87, avenue François Arago - 92017 Nanterre Cedex –

France.




Rapport final

TABLE DES MATIERES

1. INTRODUCTION ................................................................................................................. 7

1.1 Objet de l’étude ................................................................................................................. 7

1.2 Méthodologie générale de l’étude de dangers ............................................................... 8

1.3 Limites de l’étude .............................................................................................................. 9

2. IDENTIFICATION ET CARACTERISATION DES POTENTIELS DE DANGERS .......... 10

2.1 Dangers liés à la nature des produits ........................................................................... 10 2.1.1 Nature des produits ........................................................................................................... 10 2.1.2 Dangers liés à l’hydrogène ............................................................................................... 12 2.1.3 Dangers liés à l’oxygène ................................................................................................... 14 2.1.4 Dangers liés au gaz d’inertage ......................................................................................... 15 2.1.5 Dangers liés à l’hydroxyde de sodium .............................................................................. 16 2.1.6 Dangers liés aux hydrures ................................................................................................ 16 2.1.7 Incompatibilités ................................................................................................................. 17

2.2 Dangers liés aux conditions d’exploitation des installations .................................... 17 2.2.1 Dangers liés aux conditions d’utilisation des produits dangereux .................................... 17 2.2.2 Dangers liés aux pertes d’utilités ...................................................................................... 18

2.3 Dangers liés à l’environnement ..................................................................................... 18 2.3.1 Dangers liés aux installations voisines ............................................................................. 18 2.3.2 Dangers liés à la circulation externe ................................................................................. 24 2.3.3 Dangers liés aux phénomènes naturels ............................................................................ 25

2.4 Accidentologie ................................................................................................................ 28

2.4.1 Accidentologie de l’hydrogène .......................................................................................... 28 2.4.2 Accidentologie spécifique au projet H2 ............................................................................. 29

2.5 Synthèse des potentiels de dangers ............................................................................. 30

2.6 Réduction des potentiels de dangers ........................................................................... 31

2.6.1 Substitution des produits par des produits moins dangereux ........................................... 31 2.6.2 Réduction des quantités mises en œuvre ......................................................................... 31

3. ANALYSE PRELIMINAIRE DES RISQUES (APR) ......................................................... 32

3.1 Objectifs de l’APR ........................................................................................................... 32

3.2 Organisation .................................................................................................................... 32

3.3 Méthodologie ................................................................................................................... 32

3.4 Recensement des évènements accidentels redoutés ................................................. 33

3.4.1 Découpage en systèmes................................................................................................... 33 3.4.2 Tableaux APR ................................................................................................................... 34 3.4.3 Identification et sélection des évènements redoutés à analyser de façon détaillée ......... 35

4. GESTION DE LA SECURITE ET MAITRISE DES RISQUES ......................................... 36

4.1 Mesures de prévention des risques .............................................................................. 36 4.1.1 Organisation de la sécurité et de l’environnement ............................................................ 36 4.1.2 Sécurité des installations de production et transport d’hydrogène ................................... 36 4.1.3 Arrêt d’urgence et détections ............................................................................................ 38




Rapport final

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Principes généraux pour l’élaboration de l’étude de dangers Figure 2 : Carte annotée du polygone scientifique avec localisation des INB (cadre rouge) et ICPE (cadre

bleu) Figure 3 : Cartographie de l'environnement proche des installations du projet H2 Figure 4 : Rose des vents sur le site de CEA de Grenoble – 2014 Figure 5 : Zones réglementées du PPRI Figure 6 : Gravité des conséquences des accidents liés à l'hydrogène Figure 7 : Localisation des bornes incendie à proximité des installations H2

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Principales caractéristiques des produits du projet Tableau 2 : Découpage du projet en nœuds Tableau 3 : Evènements redoutés sélectionnés liés au projet H2 Tableau 4 : Résultats des scénarios Tableau 5 : Effets dominos issus des installations voisines

4.1.4 Ventilation et extraction des locaux .................................................................................. 38 4.1.5 Prévention des sources d’ignition ..................................................................................... 39

4.2 Mesures de protection des risques ............................................................................... 41 4.2.1 Dispositifs constructifs ....................................................................................................... 41 4.2.2 Moyens d’intervention ....................................................................................................... 42

5. EVALUATION DE L’INTENSITE DES EVENEMENTS REDOUTES .............................. 45

6. ETUDE DES EFFETS DOMINOS .................................................................................... 47

6.1 Effets dominos provenant de l’extérieur sur le projet H2 ........................................... 47

6.2 Effets dominos générés par le projet H2 sur les installations voisines .................... 47

7. ANALYSE DETAILLEE DES RISQUES (ADR) ............................................................... 49

7.1 Objectifs ........................................................................................................................... 49

7.2 Evaluation de la gravité des conséquences ................................................................ 50 7.2.1 Echelle d’appréciation de la gravité des conséquences ................................................... 50 7.2.2 Notion de tiers ................................................................................................................... 50 7.2.3 Comptage des personnes ................................................................................................. 52

7.3 Caractérisation des phénomènes retenus en termes de probabilité d’occurrence . 53

7.3.1 Approche sous forme de nœuds papillons ....................................................................... 53 7.3.2 Evaluation de la probabilité d’occurrence d’un phénomène dangereux ........................... 55 7.3.3 Etape 1 : attribution d’un indice de fréquence d’occurrence caractérisant l’évènement

initiateur ou l’évènement redouté central considéré ........................................................ 55 7.3.4 Etape 2 : sélection des barrières et attribution d’un niveau de confiance à chacune d’entre

elles ................................................................................................................................... 56 7.3.5 Etape 3 : détermination de la probabilité d’occurrence d’un phénomène dangereux ...... 57

7.4 Evaluation de la cinétique .............................................................................................. 58

7.5 Positionnement des accidents dans la grille de criticité ............................................ 58 7.5.1 Objet .................................................................................................................................. 58

8. CONCLUSION .................................................................................................................. 58




Rapport final

Tableau 6 : Effets dominos issus du projet H2 Tableau 7: Echelle de gravité Tableau 8: Evaluation de la gravité Tableau 9 : Evaluation des MMR Tableau 10 : Evaluation de la classe de probabilité Tableau 11 : Niveau de risque des phénomènes dangereux

LISTE DES ANNEXES

Annexe A : Analyse du risque foudre et Etude Technique foudre Annexe B : Accidentologie projet H2 Annexe C: Tableaux d'APR Annexe D : Matrices de sécurité Annexe E : Etude ATEX des installations DFT après projet H2 Annexe F : Modélisations des scénarios d'accidents Annexe G : Tracés des modélisations Annexe H: Nœud papillon




Rapport final

GLOSSAIRE

ADEME Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie

ARIA Analyse, Recherche et Information sur les Accidents

BARPI Bureau d’Analyse des Risques et Pollutions Industrielles

BHT Bâtiment de Haute Technologie

CEA Commissariat à l’Energie Atomique

DFT Dispositifs de Fonctionnement Technique

DREAL Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement

FLS Force Locale de Sécurité

FPT Fourgon pompe Tonne

FPTL Fourgon pompe Tonne Léger

GEG Gaz Electricité de Grenoble

GIANT Grenoble Innovation for Advanced New Technologies

ICPE Installations Classées Pour l’Environnement

INB Installation Nucléaire de Base

INPG Institut National Polytechnique de Grenoble

ISE Ingénieur de Sécurité Etablissement

LBB Liaison Blanc Blanc (navette entre salles blanches)

LETI Laboratoire d’Electronique et de Technologie de l’Information

MMNT Maison des Micro et NanoTechnologies

PCM Poste de Commandement Mobile

PEHD PolyEthylène Haute Densité

PFP PlateForme Photonique

PUS Pôle Utilités Services




Rapport final

1. INTRODUCTION

1.1 Objet de l’étude

Depuis 2004, la société Pole Utilités Services (nommée PUS dans la suite de ce

document) exploite, sur le site du CEA sur la commune de Grenoble dans l’Isère (38), un

site soumis à autorisation selon la réglementation des Installations Classées pour la

Protection pour l’Environnement (ICPE), définie par le titre 1er

du livre V du Code de

l’Environnement.

Cette filiale 100% de ENGIE COFELY a pour mission de fournir une quinzaine de fluides

techniques à une vingtaine de clients (CEA et entreprises) présents sur le site CEA et

MINATEC. Pour accompagner les évolutions technologiques et nouveaux projets (GIANT,

NANON 2017), COFELY s’est engagé à offrir des solutions innovantes à ses clients, en

particulier en matière de fourniture d’hydrogène.

Par ailleurs, une station de distribution d’hydrogène « mobilité », a été implantée sur un

site GEG, par la société AIR LIQUIDE, à proximité du site CEA. Cette station, avec accès

par la voie publique, fait partie du projet « HyWay » d’alimention d’un parc de véhicules

utilitaires hybrides batterie / Hydrogène (Kangoo ZE).

Dans ce contexte, PUS a pour projet la production in-situ, le stockage sous diverses

formes, et le transfert d’hydrogène par des canalisations afin d’alimenter cette station de

distribution d’hydrogène pour véhicules ainsi que les différents laboratoires du CEA

utilisant déjà de l’hydrogène.

Ainsi, PUS envisage d’exploiter les installations suivantes :

• Une station de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau, comprenant 3

électrolyseurs alcalins ;

• 12 cadres d’hydrogène 200 bars, en back-up des électrolyseurs ;

• Une station de compression haute pression d’hydrogène ;

• 6 buffers de stockage d’hydrogène haute pression (cadres de cylindre double ogive

horizontaux) ;

• 24 cartouches de stockage solide d’hydrogène sous forme d’hydrures métalliques ;

• Un purifieur (procédé par adsorption et traitement catalytique haute température) ;

• Des canalisations d’hydrogène permettant de distribuer l’hydrogène vers la station de

distribution Air Liquide pour véhicules électriques (hydrogène « mobilité »), ainsi que

certaines installations clientes du CEA de Grenoble (BHT/PFP et Bâtiment 41)

(hydrogène « Process »).

L’installation de production et transfert d’hydrogène est concernée par les rubriques

suivantes au titre de la réglementation des Installations Classées Pour l’Environnement

(ICPE) :

• 3420-a : Fabrication en quantités industrielles par transformation chimique ou

biologique de produits chimiques inorganiques tels que : gaz, tels que ammoniac,




Rapport final

chlore ou chlorure d’hydrogène, fluor ou fluorure d’hydrogène, oxydes de carbone,

composés sulfuriques, oxydes d’azote, hydrogène, dioxyde de soufre, chlorure de

carbonyle (soumis à Autorisation avec affichage dans un rayon de 3 km),

• 4715-2 : Substance nommément désignée : Hydrogène (CAS 133-74-0), la quantité

susceptible d’être présente dans l’installation étant supérieure ou égale à 100 kg mais

inférieure à 1 t (soumis à Déclaration).

Dans ce cadre, conformément aux articles R. 512-2 et R. 512-33 du livre V de la partie

réglementaire du code de l’environnement, toute nouvelle installation, tout transfert ou toute

modification apportée à une installation doit être portée avant sa réalisation à la

connaissance du Préfet avec tous les éléments d'appréciation. PUS doit donc déposer

auprès du Préfet un Dossier de Demande d'Autorisation d'Exploiter (DDAE), en vue de la

consultation des administrations et des collectivités territoriales concernées, d’une part,

ainsi que pour l’information du public, d’autre part.

C’est l’objet du présent DDAE qui comporte 5 sous-dossiers :

• Sous-dossier A : Résumé Non technique ;

• Sous-dossier B : Présentation de la demande et description des installations ;

• Sous-dossier C : Etude d’impact ;

• Sous-dossier D : Etude de dangers ;

• Sous-dossier E : Notice hygiène et sécurité.

La présente partie constitue l’étude de dangers.

1.2 Méthodologie générale de l’étude de dangers

La méthodologie utilisée pour la réalisation de cette étude de dangers est conforme aux

derniers textes législatifs et réglementaires. Le diagramme ci-après présente la démarche

globale d’analyse des risques suivie dans le cadre de la présente étude de danger :




Rapport final

1.3 Limites de l’étude

L’étude de dangers concerne l’ensemble des installations associées au projet H2, y compris

les lignes de distribution d’hydrogène.

Identification des événements redoutés centraux et des phénomènes dangereux

Recensement des mesures de prévention, de mitigation et de protection

Quantification des risques : probabilité, intensité, gravité, cinétique

Etude détaillée et itérative de réduction des risques

Hiérarchisation des risques Mesures complémentaires

Mesures de Maitrise des Risques Analyse des effets dominos

Résumé non technique

Identification des dangers (produits, environnement, procédé, etc.)

Réduction des dangers (Quantité de matière dangereuse, procédé alternatif,

etc.)

Identification et caractérisation des dangers

Evaluation préliminaire des risques

Analyse détaillée des risques

Exploitation des résultats

Sélection des événements susceptibles d’impacter l’extérieur : à étudier en détail

Positionnement des phénomènes dangereux dans la matrice du 10/05/2010

Figure 1 : Principes généraux pour l’élaboration de l’étude de dangers




Rapport final

2. IDENTIFICATION ET CARACTERISATION DES

POTENTIELS DE DANGERS

2.1 Dangers liés à la nature des produits

2.1.1 Nature des produits

Le tableau suivant présente les principales propriétés des produits du projet, et ce afin

d’identifier les dangers inhérents à leur stockage et à leur utilisation.

Ces propriétés sont issues des Fiches de Données de Sécurité des produits.




Rapport final

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és

Hydrogène Gaz

1333-74-1

LTS : 10 kg

Cadres : 12*12 kg

Buffers: 45 kg

Process : 1 kg

TOTAL : 200 kg

0,07 Sans

objet 560 4 77 -253

(bouteilles

/cadres)

H280 : Contient un gaz sous pression ; peut exploser sous l’effet de la chaleur H220 : Gaz extrêmement inflammable

Agents comburants, air,

oxydants

Oxygène Gaz

7782-44-7

Process : < 1 kg

Pas de stockage sur

site

1,1 Sans

objet - - - -183

H270 : Peut provoquer ou aggraver un incendie ; comburant.

Matières combustibles /

organiques, réducteurs

Azote Gaz 7727-37-9

Réseau site 0,97 Sans

objet - - - -196 - - -

Argon Gaz 7440-37-1

Purifieur 1,66 Sans

objet - - - -186 - -

Hydroxyde

de sodium Liquide

1310-73-2 Dilué en solution

aqueuse (20%) :

70 l d’EDI à 20% de

NaOH par

électrolyseur

-

Sans

objet - - - 118

H290 Peut être corrosif pour les métaux.

H314 Provoque des brûlures de la peau et des lésions oculaires graves.

Hypochlorites alcalins

Tableau 1 : Principales caractéristiques des produits du projet




Rapport final

2.1.2 Dangers liés à l’hydrogène

2.1.2.1 Généralités

Source : Accidentologie de l’hydrogène – ARIA – Rhône-Alpes1

Le dihydrogène est gazeux à température et pression ambiante. Indétectable pour les sens

humains (inodore, incolore), non toxique, l’hydrogène n’est présent qu’à l’état de trace dans

l’atmosphère.

Il présente des risques d’anoxie (asphyxie), thermiques et d’explosion.

Les principales caractéristiques physico-chimiques de l’hydrogène sont les suivantes :

• Formule Brute : H2

• N°CAS : 1333-74-0

• N°CE : 215-605-7

• Masse molaire : 2,016 g/mol

• Masse vol. du gaz (20°C/1atm) : 0,08342 kg/Nm3

• Solubilité dans l’eau (vol/vol à 15,6°C) : 0,019

• Température d’ébullition (1 atm) : -252,8 °C

• Masse vol. du liquide au point d’ébullition : 70,96 kg/m3

• Etiquetage : SGH02

• H220 : Gaz extrêmement inflammable.

Elles entraînent des risques particuliers détaillés ci-après ; il s’agit notamment de :

• Sa faible masse molaire et sa petite taille qui le rendent prompt à fuir,

• Son extrême inflammabilité et sa faible énergie d’inflammation,

• Sa capacité à fragiliser les propriétés mécaniques des métaux et des alliages,

• Ses réactions violentes avec certains composés, compte tenu de son caractère

réducteur.

1 Synthèse basée sur l’analyse de 215 accidents répertoriés dans la base de données ARIA,

impliquant de l’hydrogène et survenus entre le 1er

janvier 1992 et le 1er

juillet 2007. Seul le Retour

d’Expérience applicable à la canalisation d’hydrogène est développé.

http://wiki.scienceamusante.net/index.php?title=H220

http://wiki.scienceamusante.net/index.php?title=Cat%C3%A9gorie:SGH02




Rapport final

Les dangers liés à l’hydrogène seront retenus dans l’analyse préliminaire des

risques.

2.1.2.2 L’hydrogène, un composé léger

L’hydrogène est le plus petit des atomes et, sous forme diatomique, le plus léger des gaz.

A l’état liquide ou gazeux, l’hydrogène est particulièrement sujet aux fuites à cause de sa

basse viscosité et de sa faible masse moléculaire ; du seul fait de sa faible viscosité, le

taux de fuite de l’hydrogène liquide est notamment 50 fois supérieur à l’eau, et 10 fois

supérieur à l’azote liquide.

De ce fait, PUS surveillera les points faibles des installations, à savoir les vannes

d’isolement, les organes de raccordement et les joints associés avec une considération

particulière au mode de serrage de ces équipements.

2.1.2.3 L’hydrogène, un composé extrêmement inflammable

L’hydrogène est classé parmi les composés « extrêmement inflammables », comme le

montrent ses propriétés :

• Plage d’inflammabilité dans l’air (vol. %) : 4 – 75

• Energie minimale d’inflammation dans l’air (mJ) : 0,02

• Chaleur de combustion (kJ/g) : 120

• Température d’auto-inflammation (°C) : 585

• Température de flamme (°C) : 2 045

• Energie théorique d’explosion (kg TNT/m3 gaz) : 2,02

Source : Hydrogen, the energy carrier, TÜV Bayern Group

Le risque principal lié à l’hydrogène est celui de l’incendie ou de l’explosion (84 %

des accidents recensés), du fait de son domaine d’inflammabilité très large (de 4 à 75 %

dans l’air, plus large encore dans des atmosphères enrichies en oxygène ou en chlore),

ainsi que de sa très faible énergie d’activation.

Les sources d’ignition des nuages inflammables formés par l’hydrogène sont multiples

dans l’accidentologie : point chaud, foudre, origine électrique, étincelle mécanique ou

encore électricité statique.

Une inflammation survient rapidement si des poussières sont entraînées dans le gaz, ou en

présence de fines gouttelettes d’eau dans le gaz.

Dans certains cas, l’inflammation d’un nuage de gaz inflammable constitué d’hydrogène

peut donner lieu à une explosion sous le mode de la déflagration ou de la détonation.

Une concentration en hydrogène localement élevée (au-dessus de 4 % dans l’air), par

exemple dans une zone morte ou au niveau supérieur d’une capacité, suffit à engendrer un

risque.




Rapport final

Cependant, le taux de diffusion élevé de l’hydrogène gazeux dans l’air (0,61 cm2/s), 3,8 fois

plus élevé que celui de l’air dans l’air peut aussi constituer un avantage en matière de

sécurité. En effet, sa rapide dilution lors d’un rejet à l’atmosphère, réduit ainsi le risque

d’explosion intrinsèque.

Deux options sont retenues par PUS pour l’implantation des lignes d’hydrogène :

• Une implantation en milieu non confiné et non encombré, en extérieur : les

circulations en caniveau sont ainsi équipées de caillebottis permettant une bonne

ventilation,

• Le placement des canalisations en double enveloppe, avec détection de fuite.

De même, les équipements de production ou stockage d’hydrogène sont placées soit

en local fermé équipé d’une détection hydrogène, soit en zone de stockage

extérieure entourée de murs coupe-feu (cas des cadres back-up).

2.1.2.4 Dégradation des métaux et alliages par l’hydrogène

La dégradation des métaux et alliages exposés de façon continue à l’hydrogène peut

provoquer des fuites de substances ou des ruptures franches d’équipements. Deux modes

de dégradation sont ainsi distingués pour les aciers : la fragilisation par l’hydrogène

(FPH) et l’attaque par l’hydrogène.

D’un point de vue théorique, la compréhension des mécanismes de base de ces

phénomènes reste complexe et encore incomplète. Sommairement, il s’agit de la diffusion

d’hydrogène (atomique ou non selon les cas) dans les matériaux et notamment au niveau

des cavités, joints de grains ou interfaces. La recombinaison des atomes (en H2 dans le

cas de la fragilisation et en méthane (CH4) à température élevée dans le cas de l’attaque

par l’hydrogène) exerce une pression dans la matrice qui endommage le matériau de

manière irréversible.

A noter que les deux modes de dégradation précités dépendent d’un grand nombre de

paramètres et notamment du matériau (état, composition, microstructure..), du milieu

environnant (gazeux, aqueux, température...) et des conditions de sollicitations mécaniques

(statique, dynamique, cyclique...).

L’accidentologie montre que ce phénomène est fréquent au niveau des coudes des

conduites ou en présence de contraintes spécifiques.

Différentes mesures de prévention sont étudiées selon le type d’endommagement en

cause : choix des matériaux (faible taux d’impuretés, alliages spécifiques tels que les

alliages de l’aluminium, l’un des rares métaux peu sensibles aux attaques d’hydrogène...),

utilisation de revêtements, élimination des contraintes, réflexion sur la conception et

l’agencement...

2.1.3 Dangers liés à l’oxygène


S’agissant d’un gaz atmosphérique, l’oxygène n’est pas toxique.




Rapport final

Il n’est pas inflammable mais comme tout comburant, il est susceptible de provoquer ou

favoriser la combustion d’autres matières.

Les dangers liés à l’oxygène seront retenus dans l’analyse préliminaire des risques.

2.1.3.2 Risque d’incendie du à l’enrichissement en oxygène

L’oxygène réagit avec la plupart des éléments. Le départ, la vitesse, la vigueur et l’étendue

de ces réactions dépendant d’un nombre de facteurs, comprenant :

• La concentration, la température et la pression de ces réactifs,

• L’énergie de combustion et le mode d’allumage.

2.1.3.3 Inflammabilité des matériaux

Le risque d’incendie augmente considérablement lorsque la concentration en oxygène

dans l’atmosphère augmente, même si ce n’est que quelques points de pourcentage. Les

étincelles, qui en temps normal seraient sans dangers, peuvent être à l’origine d’incendie

dans des atmosphères enrichies en oxygène et les matériaux, qui en temps normal ne

brûleraient pas dans l’air, peuvent brûler vigoureusement voire spontanément.

2.1.3.4 Hydrocarbures et graisses

Le pétrole et la graisse sont particulièrement dangereux en présence d’oxygène pur car ils

peuvent se consumer spontanément et brûler avec une violente explosion. Des lubrifiants

spéciaux compatibles avec l’oxygène peuvent être utilisés sous certaines conditions.

Dans le cadre du process d’électrolyse du projet H2, l’oxygène produit sera rejeté en

hauteur en un lieu non accessible au personnel, loin de toute source potentielle

d’ignition. L’oxygène circulera dans des installations étanches, propres et spécifiquement

nettoyées pour un usage avec de l’oxygène.

2.1.4 Dangers liés au gaz d’inertage

L’azote et l’argon sont des gaz d’inertage utilisés pour purger les équipements et

tuyauteries sur les installations manipulant de l’hydrogène.

L’argon, gaz plus lourd que l’air, peut s’accumuler dans les zones confinées et appauvrir

ainsi l’air en oxygène. Cela risque de provoquer une anoxie : ce risque biologique est lié à

l’absence transitoire ou définitive d’apport d’oxygène à une cellule, un tissu ou l’organisme

entier.

Il n’y aura pas de stockage de gaz inerte dans le cadre du projet H2, ces derniers étant

fournis par le réseau existant sur PUS.

Des mesures d’anoxie ainsi qu’une ventilation mécanique des locaux permet de prévenir

les risques.




Rapport final

De fait, les dangers liés à l’utilisation de gaz inertes ne seront pas développés dans

l’analyse préliminaire des risques.

2.1.5 Dangers liés à l’hydroxyde de sodium

L’hydroxyde de sodium, plus usuellement appelée soude caustique ou simplement soude,

a pour formule NaOH. Il sera utilisé dilué à 20% en solution aqueuse (6,1 M) en tant

qu’électrolyte dans le cadre de l’électrolyse du projet H2.

Il s’agit d’un produit corrosif pour la peau, les yeux, les voies respiratoires et digestives et

doit être manipulé avec des gants, des lunettes de protection.

Il s’agit d’une solution très alcaline réagissant vigoureusement avec les acides.

Certains métaux tels que l’aluminium, le zinc, l’étain, le plomb, le bronze, le laiton sont

attaqués par les solutions aqueuses d’hydroxyde de sodium avec dégagement

d’hydrogène. Toutefois jusqu’à 65°C, l’acier inoxydable n’est pas attaqué par ces solutions,

quelle que soit leur concentration ; certains aciers spéciaux peuvent résister jusqu’à 90°C.

Pour information, les piping interne des électrolyseurs seront en acier inox 316L ou 316

(platine gaz et McLyzer) ou en acier au carbone galvanisé (refroidissement).

L’hydroxyde de sodium et ses solutions aqueuses attaquent également certains polymères,

élastomères et revêtements sauf téflon, fluorocarbone, PVC, popypropylène ou PEHD.

2.1.6 Dangers liés aux hydrures

Le stockage de l’hydrogène sous forme « solide » est un abus de langage. L’hydrogène

gazeux est soit adsorbé et retenu à la surface d’un matériau poreux soit absorbé lors de la

formation d’un hydrure solide.

La méthode de stockage de l’hydrogène, dite absorption, retenue dans le cadre de ce

projet H2, est fondée sur la formation d’hydrures métalliques solides. L’hydrogène

moléculaire s’absorbe en effet dans une large variété de métaux et d’alliages métalliques.

Cette absorption résulte de la combinaison chimique réversible de l’hydrogène avec les

atomes composant ces matériaux, liaison dite liaison métallique. Les composés ainsi

formés sont appelés hydrures métalliques.

D’un point de vue pratique, il faut tenir compte des effets thermiques liés à l’hydruration

(adsorption ou remplissage) et à la déhydruration (désorption ou vidage). L’hydruration est

fortement exothermique (~ 150 kJ/kg) et la chaleur produite nécessite d’être évacuée. A

l’inverse la déhydruration est endothermique et nécessite un apport de chaleur. Les

températures de la réaction d’hydruration sont typiquement situées entre 300 et 650 K à

des pressions de 0.1 à 10 Mpa. Pour les applications stationnaires du projet, il sera utilisé

des hydrures à base d’alliages (fer-titane).




Rapport final

2.1.7 Incompatibilités

2.1.7.1 Incompatibilité produits – produits

Les produits sont qualifiés de réactifs lorsqu’ils ont tendance à réagir facilement avec

d’autres produits. Lorsque la réaction entre deux produits est violente et incontrôlée ou

susceptible d’avoir des conséquences dangereuses (exothermie, incendie, explosion,

dégagement de gaz toxiques), on parle d’incompatibilité entre les produits.

Les principales incompatibilités concernent :

• les acides et les bases ;

• les combustibles ou inflammables.

Ces deux incompatibilités ne sont pas retenues dans l‘analyse préliminaire des risques :

absence d’acide dans le process H2, absence de stockages de matériaux combustibles).

Une réaction violente est susceptible d’apparaître dans le processus d’électrolyse : réaction

hydrogène / oxygène.

Il est à noter que le stockage des produits est réalisé en tenant compte des bonnes

pratiques et des recommandations des fiches de données de sécurité.

Le danger lié à l’incompatibilité hydrogène – oxygène sera retenue dans l’analyse

préliminaire des risques.

2.1.7.2 Incompatibilité produits – matériaux

En cas d’incompatibilité d’un produit avec le matériau de son contenant, il peut y avoir une

fragilisation du matériau et une perte de confinement.

Les matériaux constitutifs des contenants (cuves, rétentions, bidons, etc.) sont donc

sélectionnés en fonction des produits qu’ils doivent contenir.

Les dangers liés aux incompatibilités produits – matériaux ne seront pas retenus

dans l’analyse préliminaire des risques.

2.2 Dangers liés aux conditions d’exploitation des installations

2.2.1 Dangers liés aux conditions d’utilisation des produits dangereux

2.2.1.1 Dangers liés aux conditions de stockage

Le projet H2 comprendra plusieurs types de stockages hydrogène :

• des stockages en bouteilles (dans le bâtiment HyDI et sur la zone zone de back-up) ;

• des stockages solides (LTS dans le bâtiment HyDI).

Ces stockages seront réalisés conformément aux recommandations fournisseurs.

Toutefois, en cas de perte de confinement, des risques d’inflammation ou d’explosion

peuvent être envisagés.




Rapport final

L’installation d’électrolyse est constituée de stacks comportant chacun une rétention.

Ces stockages seront étudiés dans l’analyse préliminaire des risques.

2.2.1.2 Dangers liés au transfert de produits

Les différents modes de transfert de matières susceptibles d’être à l’origine d’un

phénomène dangereux sont les suivants :

Back-up hydrogène :

• déchargements de camions et placement des cadres dans la zone de back-up à l’aide

de chariots automoteurs électriques ;

Alimentation des bâtiments BHT/PFP, LETI, et de la station « mobilité » :

• transfert d’hydrogène gazeux sous pression par tuyauteries.

Les dangers associés aux transferts d’hydrogène sont les risques d’incendie et d’explosion.

Les lignes de transfert d’hydrogène seront étudiées dans l’analyse préliminaire des

risques.

2.2.1.3 Dangers liés aux conditions opératoires

La plupart des équipements fonctionne sous pression (200 bar g dans les cadres

bouteilles, 10 bar g en sortie d’électrolyseur et dans le buffer, 60 bar g ou 8 bar g dans les

lignes de transfert vers les sites consommateurs).

L’installation d’électrolyse fonctionne à une température de 70°C, tandis que la température

dans le réacteur catalytique ainsi que lors de la régénération des filtres est de 150°C. Les

autres équipements fonctionnent à température ambiante.

Les dangers liés aux conditions de température et de pression seront donc étudiés

dans l’analyse préliminaire des risques.

2.2.2 Dangers liés aux pertes d’utilités

La perte des utilités va engendrer l’arrêt et la mise en sécurité des installations.

Les dangers liés aux pertes d’utilités seront étudiés dans l’analyse préliminaire des

risques.

2.3 Dangers liés à l’environnement

2.3.1 Dangers liés aux installations voisines

Le projet de production d’H2 s’implante sur le site du CEA (bâtiment 53 et bâtiment Hydi

adossé au bâtiment 53), tandis que les lignes d’H2 sillonnent sur le site du CEA et de GEG.




Rapport final

Une description précise de cette implantation est fournie dans la partie présentation de ce

DDAE.

L’environnement du projet comprend :

• Une Installation Nucléaire de base (INB) :

- L’Institut Laue Langevin (ILL) avec un réacteur nucléaire expérimental à Haut Flux

(RHF),

Les INB du CEA sont toutes démantelées et pour les dernières en phase de

déclassement administratif.

• Des Installations Classées Pour l’Environnement (ICPE) soumise à Enregistrement ou

Autorisation :

- Le Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA),

- L’European Synchrotron Radiation Facilities (ESRF), institut de recherche équipé

d’un synchrotron mise en service en 1994,

- ST Microelectronics (fabrication de semi-conducteurs),

- Schneider Electric (fabrication d’équipements électriques),

- La Chaufferie du CEA exploitée par la CCIAG implantée sur le site du CEA

(Production et distribution d’électricité, de gaz, de vapeur et d’air conditionné).

La ligne Hyway d’hydrogène traversera également le terrain de la société Gaz Electricité de

Grenoble (GEG) soumise à déclaration.

Enfin, plusieurs canalisations de transport circulent dans l’environnement du CEA :

• Une canalisation de transport de gaz naturel de DN250 est implantée sous l’avenue

des Martyrs pour rejoindre le poste de détente situé sur l’emplacement de l’ancienne

usine à gaz (à environ 250 m du bâtiment DFT),

• Trois canalisations de transport de propylène liquéfié, d’éthylène liquéfié et produits

raffinés relient Feyzin à la zone industrielle sud de Grenoble.

La carte ci-dessous localise ces installations (les INB sont encadrées en rouge, tandis que

les ICPE sont encadrées en bleu).




Rapport final

Figure 2 : Carte annotée du polygone scientifique avec localisation des INB (cadre rouge) et ICPE (cadre bleu)

DFT




Rapport final

L’environnement proche du projet H2 est fourni par le plan ci-dessous :

Figure 3 : Cartographie de l'environnement proche des installations du projet H2

Bat 53

PFP

Bat 52B

Bat 52A

Bat 51C

Bat 51B

Bat 41.20

MMNT

Bat 10.24

GEG

Bat 51A

Bat 41.22

Bat 41

Bat 44

Bat 50A

INPG

Bat 37.01

Batiment Hydi

Ligne LETI

Ligne BHT/PFP

Ligne Hyway

Station de distribution

H2 Air Liquide




Rapport final

La répartition des activités dans les bâtiments et installations proches est la suivante :

Bâtiment /

installation

Activités Installations principales et

produits mis en œuvre

Conditions de mise en œuvre

52B BHT

R&D micro & nano

technologies

(MINATEC/CEA)

Traitement de surface aqueux

et solvant

Unité de dépôt en phase

gazeuse.

Solutions acido basiques

Gaz inflammables et toxiques

(bunker et gazroom)

20 alvéoles de salles blanches à

l’étage 1

Rez de chaussée : stockage produits

liquides en SDPC, gaz en bouteilles,

installations techniques

1 bunker extérieur pour gaz très

toxiques

1 Plateforme de stockage de H2 en

extérieur

Liaison avec bat 53 pour fourniture

fluides et énergie et effluents

53 DFT

Fourniture d’utilités

pour les installations

(Exploitant : PUS)

Air comprimé, eau chaude et

froide de process

Unité de production d’eau EDI

Station de neutralisation

d’effluent

Distribution de gaz neutres,

oxygène…

Stockage déchets en transit

Compresseur, échangeur chauffage

urbain

Groupes frigorifiques

Osmoseur, résines échangeuses

d’ions

Cuves de stockages effluents et

produits de neutralisation

Zones technique de stockage

déchets

PFP (en

projet)

Activités R&D,

laboratoires.

(MINATEC/CEA)

Laboratoires spécialisés dans

le domaine de l’imagerie

infrarouge et visible, capteurs

optiques, LEDS, etc

Produits chimiques en petites

quantités

Quelques gaz stockés en très petites

quantités

51D (B2I)

51C (BOC)

51B (BCAC)

Activités R&D,

laboratoires.

(CEA)

Activités de laboratoires et de

caractérisations.

Produits chimiques en très petites

quantités

10.24

Activités R&D,

laboratoires.

(MINATEC/CEA)

Activités de laboratoires et de

caractérisations

Stockage NaNO3 (sel

comburant)

.

Produits chimiques en très petites

quantités.

41 et

satellites

R&D micro

électronique

(CEA)

Traitement de surface aqueux

et solvant

Unité de dépôt en phase

2 ailes de salles blanches

Sous-sols : stockage produits

liquides en SDPC, gaz en bouteilles,




Rapport final

Bâtiment /

installation

Activités Installations principales et

produits mis en œuvre

Conditions de mise en œuvre

gazeuse.

Solutions acido basiques

Gaz inflammables et toxiques

Bureaux au sein des satellites

installations techniques, production

d’eau EDI

2 bunkers extérieurs pour gaz très

toxiques

Plateformes de stockage gaz en H2

et O2 en extérieur

1 station de traitement des effluents

liquides

Unité de traitement de l’air en

terrasse

Liaison LBB

(entre la

bâtiment 41

et 52B)

Navette automatique

sur rail entre salles

blanches

Transfert de personnes en

salle blanche Fonctionnement automatique

GEG Fournisseur

d’électricité et de gaz

Locaux administratifs et

techniques -

Station de

distribution

d’hydrogène

mobilité Air

Liquide

Distribution

d’hydrogène pour

véhicules électriques

avec module pile à

combustibles

Gaz inflammable (H2) Station de compression

Borne de distribution

Les risques associés à ces activités sont étudiées. Il s’agit principalement :

• d’un risque de départ de feu dans les bâtiments 52B (présence de bouteilles

pyrophoriques), 51B, 51C, 41,

• d’une inflammation lors du dépotage de méthanol au bâtiment PFP,

• et d’un risque de fuite de gaz H2 depuis une plateforme de stockage du CEA, de la

station de distribution Air Liquide ou depuis une autre ligne sur rack distribuée par

PUS.

Il n’est pas attendu d’effets depuis les installations de GEG sur les installations du projet

H2, en particulier la ligne Hyway.

Néanmoins la sectorisation des bâtiments du CEA MINATEC (murs et portes coupe-feu),

ainsi que la présence de détections incendie sur l’ensemble du site réduit le risque

d’impacter les installations du projet H2.

D’autre part, au vu des distances d’effets calculées et de la localisation des accidents

susceptibles de se produire sur le bâtiment PFP ou sur une plateforme de stockage d’H2,

les installations du projet H2 ne seront pas être impactées. Il est à noter que les

plateformes de stockage d’H2 sur le CEA devraient être réduites dès fonctionnement du

projet H2.




Rapport final

2.3.2 Dangers liés à la circulation externe

2.3.2.1 Transport routier

Les voies de circulation la plus importante est l’autoroute A480, qui longe le site du CEA à

l’ouest, le long du Drac et se trouve en remblai par rapport au niveau moyen des terrains

occupés par la plateforme. Il s’agit de la voie de dégagement de la liaison Lyon-Grenoble

vers Sisteron et Chambéry, mais aussi de distribution des parties centrales et sud de

Grenoble ainsi que des villes de la rive gauche du Drac. Située à environ 700 m des

installations projetées, il n’est pas envisagé d’impact en cas d’accident sur cette autoroute.

Les voies de circulation sur le site du CEA autour des installations projetées ne seront pas

modifiées par le projet. Les installations de production et de stockage d’hydrogène seront

placées en bâtiment, ce qui limitera le risque de choc par un véhicule. La circulation est par

ailleurs réduite à son minimum dans cette aire, le personnel se stationnant sur le parking

de la ZAC à distance des installations.

Les canalisations circuleront en caniveau aux traversées de voies de circulation. Au niveau

des portions aériennes (descentes de bâtiment), elles seront protégées mécaniquement et

hors des zones de circulation. Les racks pouvant supporter les canalisations d’H2 au niveau

de traversées de route s’effectueront en hauteur à plus de 25 m et seront hors d’atteinte de

la circulation de camions.

Le trafic routier n’est pas retenu dans l’analyse préliminaire des risques.

2.3.2.2 Circulation ferroviaire

Une voie ferrée longe la presqu’ile à l’est, sur une ligne droite à environ 250 m des plus

proches installations du projet. La gare de Grenoble est située à environ 500 m des

installations.

La gare de Grenoble dessert 2 directions principales : vers le nord en direction de Lyon et

Valence, vers le sud en direction de Gap et Chambéry.

Au vu de cette configuration, le trafic ferroviaire n’est pas considéré comme une

source possible d’accident sur le site.

2.3.2.3 Transport aérien

Le site est situé à plus de 14 km de l’aéroport le plus proche (Grenoble Le Versoud). Le

survol du polygone scientifique de Grenoble comprenant PUS est interdit (arrêté du 21

mars 2003).

Conformément au §3.2.2 de la circulaire du 10 mai 2010 récapitulant les règles

méthodologiques applicables aux études de dangers, la chute d’aéronef n’est pas

retenue dans l’analyse préliminaire des risques.




Rapport final

2.3.3 Dangers liés aux phénomènes naturels

2.3.3.1 Conditions climatiques

Le climat tempéré de la région n’est pas préjudiciable au fonctionnement des installations.

De par la nature des produits mis en œuvre, les températures extrêmes hautes et basses

observables sur le site ne peuvent avoir de conséquences sur la sécurité des installations.

Les vents forts sont peu représentés.

Figure 4 : Rose des vents sur le site de CEA de Grenoble – 2014

Les bâtiments et lignes seront conçus selon les règles Neige et Vent de la région.

Les dangers liés aux conditions climatiques (vent, température) ne sont donc pas

considérés dans l’analyse préliminaire des risques.

2.3.3.2 Foudre

La foudre fait partie des événements naturels indésirables pouvant être à l’origine de la

survenance d’un accident : incendie, explosion, destruction de biens, dysfonctionnements

des équipements de gestion informatique et électronique, etc.

Les statistiques sur le foudroiement sur la période 2006 – 2015 fournies par Météorage

indiquent les résultats suivants :

• la densité d’arcs (nombre d’arcs de foudre au sol par km² et par an) est de 2,03

arcs/km²/an sur la commune de Grenoble, alors la moyenne française atteint 1,57

arcs/km²/an ;




Rapport final

• le département de l’Isère est classé 15ème

en France en termes de densité d’arcs.

L’activité orageuse est donc inférieure à la moyenne nationale.

Une analyse du risque foudre doit être réalisée, conformément à la norme NF EN 62305-2,

version de novembre 2006, exigé par l’article 18 de l’arrêté ministériel du 4 octobre 2010.

Cette étude doit prendre en compte les moyens de protection prévus par le site et elle

définit des moyens ou équipements à mettre en place pour la protection de l’activité contre

la foudre. Elle a été revue afin de prendre en compte le projet H2.

Les mesures suivantes seront mises en place :

• Mise en place des protections intérieures par parafoudres de niveau IV sur les

installations électriques générales du bâtiment 43 PUS au CEA de Grenoble (38), en

prenant en compte des protections existantes,

• Mise en place des protections par parafoudres coordonnés de niveau IV sur les

centrales de détection incendie du site (installations existantes et nouvelle unité),

• Mise en place des protections par parafoudres coordonnés de niveau IV sur les

systèmes de détection hydrogène de la nouvelle unité de production,

Annexe A : Analyse du risque foudre et Etude Technique foudre

Les dangers liés à la foudre ne sont donc pas retenus dans l’analyse préliminaire

des risques.

2.3.3.3 Inondation et remontée de nappes

Source : site internet Isère.gouv.fr

La commune de Grenoble est soumise à un Plan de Prévention des Risques d’Inondation

approuvé le 30/07/2007.

La zone occupée par le projet est classée Bi3. Il s’agit d’une zone hors aléa d’inondation de

l’étude hydraulique, mais elle correspond à la crue historique de l’Isère et elle est

concernée par le risque de remontée de nappe ou de refoulement par les réseaux.

La Presqu’ile grenobloise est également soumise à l’article R.111-2 du code de

l’urbanisme :

• Cartographies des territoires à risques important d’inondation (TRI) par le DRAC

(scénario moyen), arrêtés par le préfet coordinateur du bassin le 20 décembre 2013 et

portés à connaissance par le préfet de l’Isère le 28 juillet 2014 et le 13 novembre 2015,

complétées par les cartographies des hauteurs d’eau et vitesse d’écoulement ;

• Bande de précaution inconstructible à l’arrière des digues du Drac, définie selon les

principes présentés par le préfet de l’Isère le 17 juin 2005.

La bande de précaution à l’arrière des digues du Drac, traduisant le danger spécifique lié

au phénomène de rupture de digue, est déterminée en attente d’éléments complémentaires

de manière forfaitaire (règle du 100 * h, h étant la hauteur de mise en charge hydraulique

de la crue de référence) :




Rapport final

• Estimation de la cote d’eau de la cure de référence du Drac (étude Artélia 2013) au

droit du projet ; cote d’eau en Qref : 214,7 m NGF ;

• Altitude du terrain naturel de la parcelle objet du projet : 211,5 m NGF ;

• Mise en charge : 214,7 – 211,5 = 3,2 m ;

• Largeur de la bande de précaution : environ 320 m ;

• Distance du projet par rapport à la digue : 280 à 320 m.

Le projet n’est pas concerné par les cartographies des territoires à risque important

d’inondation. Cependant la DGPP indique que par similitude avec les modélisations

menées en aval sur la presqu’ile, il est possible que le projet soit à terme en aléa fort ou

très fort d’inondation par le Drac.

En conclusion, la conception du projet H2 prendra en compte les éléments suivants :

• Estimation des hauteurs prévisibles auxquelles doit résister le projet : 1,5 m ;

• Estimation des vitesses d’écoulement auxquelles doit résister le projet : 2,5 m/s ;

• Bien qu’étant hors fosse d’érosion liée à la rupture de digue, le projet doit être en

capacité de résister à des affouillements provoqués par des vitesses d’écoulement de

2,5 m/s.

Figure 5 : Zones réglementées du PPRI




Rapport final

Les dangers liés à l’inondation sont donc retenus comme source potentielle

d’accident.

2.3.3.4 Mouvements de terrain

Source : site internet georisques.gouv.fr

La zone occupée par le projet n’est pas soumise à un PPRN relatif au mouvement de

terrain.

Le site n’est pas soumis au risque de retrait/gonflement des argiles.

Le danger lié au risque de mouvement de terrain n’est donc pas retenu comme

source potentielle d’accident.

2.3.3.5 Séismes

Selon le décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de

sismicité du territoire français (codifié à l’article R563-4 du Code de l’Environnement), la

commune de Grenoble est classée en zone de sismicité moyenne (zone 4).

L’article R. 563-5 du code de l’environnement dispose que « des mesures préventives,

notamment des règles de construction, d’aménagement et d’exploitation parasismiques,

sont appliquées aux bâtiments, aux équipements et aux installations de la classe dite

« à risque normal » situés dans les zones de sismicité 2, 3, 4 et 5 ».

L’établissement PUS, étant implanté en zone de sismicité 4, est donc concerné par ces

mesures.

Le projet répond à l’arrêté du 22 octobre 2010 relatif à la classification et aux règles de

construction parasismiques applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal »

(bâtiments classés selon la catégorie d’importance II).

Le danger lié au risque sismique est donc retenu comme source potentielle

d’accident.

2.4 Accidentologie

2.4.1 Accidentologie de l’hydrogène

Source : Accidentologie de l’hydrogène – www.aria.developpement-durable.gouv.fr

Le Bureau d’Analyse des Risques et Pollutions Industriels (BARPI) a réalisé une synthèse

basée sur 215 accidents répertoriés dans la base de données ARIA impliquant de

l’hydrogène et survenus avant le 1er

juillet 2007. Compte-tenu des données disponibles,

cette synthèse, qui n’a pas pour vocation à donner de véritables éléments statistiques,

permet néanmoins de tirer des enseignements sur les risques liés à l’hydrogène à partir

d’indicateurs chiffrés propres à l’accidentologie.

L’une des spécificités des accidents impliquant de l’hydrogène est la gravité de leurs

conséquences comme le montre le tableau ci-après.

http://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/




Rapport final

Figure 6 : Gravité des conséquences des accidents liés à l'hydrogène

Il est à noter tous les accidents mortels pour lesquels la qualité des personnes décédées

est connue concernent des employés.

Ces faits sont liés à la typologie des accidents impliquant de l’hydrogène, ainsi qu’à la

cinétique rapide des phénomènes en jeu : 84% des évènements étudiés sont des incendies

et/ou des explosions. Les 16% restant concernent des fuites d’H2, non enflammées, des

emballements de réaction sans explosion ou des phénomènes de corrosion détectés avant

accident.

2.4.2 Accidentologie spécifique au projet H2

L‘accidentologie spécifique au projet H2 a été réalisée à partir de la base de données ARIA

du BARPI en considérant les mots clés suivants : « hydrures », « compression » et

« hydrogène », « stockage » et « hydrogène », « bouteille » et « hydrogène »,

« canalisation » et « hydrogène » en France.

41 scénarios applicables au projet H2 ont été sélectionnés au sein de cette accidentologie

afin d’être étudiés en détail.

Cette accidentologie est fournie en annexe.

Annexe B : Accidentologie projet H2

Le bilan des conséquences est le suivant :

Conséquences Nombre Fréquence (1)

Incendie 6 17%

Explosion 5 14%

Explosion et incendie 3 9%

Jet enflammé 7 20%

Fuite sans inflammation 13 37%

Dysfonctionnement de procédé 1 3%




Rapport final

Conséquences Nombre Fréquence (1)

Pas d’information 6 -

TOTAL 41 100%

(1) Fréquence calculée pour les scénarios dont les conséquences étaient clairement

explicitées dans l’accidentologie.

Le bilan des causes est le suivant :

Causes Nombre Fréquence (1)

Fuite sur cadre ou bouteille (par défaut de

manutention ou fuite de raccord)

12 35%

Fuite sur vanne ou bride 4 12%

Fragilisation métallurgique ou corrosion 5 15%

Incident mécanique sur compresseur (y compris entrée

d’air)

3 8%

Dysfonctionnement d’une vanne ou d‘un détendeur 2 6%

Défaut stockage solide à base de MgH2 (non applicable

aux stockages LTS du projet H2 car technologie

différente)

2 6%

Travaux 2 6%

Réaction O2 / H2 1 3%

Non-respect de procédures 1 3%

Ouverture disque de rupture 1 3%

Choc externe 1 3%

Pas d’information ou pas de conséquences associées 7 -

TOTAL 41 100%

(1) Fréquence calculée pour les scénarios dont les causes étaient clairement explicitées

dans l’accidentologie et ayant des conséquences.

2.5 Synthèse des potentiels de dangers

Le principal potentiel de dangers identifié est lié à :

• La production par électrolyse de l’eau et le transfert par canalisation d’hydrogène ayant

des caractéristiques inflammables,




Rapport final

• La réactivité entre l’hydrogène et l’oxygène (le procédé d’hydrolyse de l’eau produit à

la fois de l’hydrogène et de l’oxygène).

2.6 Réduction des potentiels de dangers

2.6.1 Substitution des produits par des produits moins dangereux

L’objet du projet est de produire de l’hydrogène à partir de l’électrolyse de l’eau et distribuer

cet hydrogène par canalisation pour des clients sur site (CEA / MINATEC) et hors site

(station de distribution véhicules). Il n’est donc pas envisageable de remplacer l’hydrogène.

2.6.2 Réduction des quantités mises en œuvre

Le principe même de ce projet H2 est de réduire les quantités stockées d’H2 sous forme de

cadres bouteilles sur le site du CEA et sur la station mobilité.

Les quantités mises en œuvre seront réduites à leur minimum. En effet l’électrolyse

produira de l’hydrogène qui pourra être stocké ponctuellement en petites quantités (buffers,

stockages solides) avant d’être distribué. De même et de façon à disposer d’une certaine

souplesse en cas de dysfonctionnement de l’électrolyseur par exemple, un secours sous

forme de cadres d’hydrogène en quantités réduites sera également disponible.




Rapport final

3. ANALYSE PRELIMINAIRE DES RISQUES (APR)

3.1 Objectifs de l’APR

L’objectif de l’Analyse Préliminaire des Risques (APR) est d’identifier, par système, pour

chaque événement redouté, les causes (ou événements initiateurs) et les conséquences

(ou phénomènes dangereux). Sont également recensées les mesures de maîtrise des

risques.

La recherche des événements redoutés s’appuie sur l’identification des dangers et

l’analyse des accidents survenus dans des installations semblables.

3.2 Organisation

La revue APR a été réalisée en groupe de travail. La diversité des expériences et des

connaissances des membres du groupe de travail ont permis d’aboutir au recensement le

plus pertinent et exhaustif possible des séquences accidentelles susceptibles de se

produire dans l’installation.

La revue APR a eu lieu dans les locaux de PUS, lors de 4 jours de réunions, faisant

intervenir les personnes suivantes :

• Le chargé de projet ENGIE COFELY en charge du projet H2 ;

• Le directeur de site PUS ;

• Le chargé de projet LINDE Electronics ;

• Le directeur commercial de GAZ TECHNOLOGIES ;

• Son adjointe de GAZ TECHNOLOGIES ;

• Le responsable technique des ventes de MC PHY ;

• L’ingénieur QSE de MC PHY ;

• Un animateur et un secrétaire d’analyse (URS France).

Il est à noter que ce groupe de travail a fait intervenir des personnes qui, en plus de leur

fonction commerciale, disposaient de très fortes connaissances des procédés et risques

associés.

Les documents de base utilisés lors de la revue EPR sont les suivants : plans de circulation

des fluides (PCF) à jour, caractéristiques des équipements (matériaux, capacité, etc.) et de

leurs organes de protection (soupapes, disque de rupture), plans d’implantation, etc.

3.3 Méthodologie

L’analyse des risques liés à l’exploitation des installations projetées a été réalisée en

appliquant la méthode HAZID (HAZard IDentification i.e. identification des dangers).




Rapport final

La méthodologie HAZID consiste à découper le schéma PCF en une série de sections

appelées également « nœuds », et à les analyser systématiquement l'une après l'autre sur

la base de déviations (ex : défaillance d’une régulation). Elle doit permettre d’identifier tous

les phénomènes dangereux susceptibles d’être, directement ou par effet domino, à l’origine

d’un accident.

L'analyse conduit à remplir un tableau des différentes déviations identifiées. Pour chaque

nœud examiné, l'équipe examine les déviations l'une après l'autre, initiant ainsi une

discussion de façon à identifier le risque potentiel lié à cette déviation. Le déroulement de

l'examen d'une déviation s'effectue suivant les étapes suivantes :

• identification exhaustive des différentes causes possibles de la déviation ;

• estimation des conséquences de la déviation : il est vérifié si la déviation est suffisante

pour créer une perte de confinement, quelle taille de brèche peut être associée à la

perte de confinement, et le potentiel de danger associé (libération d’un inventaire

inflammable, toxique…) ;

• estimation de la gravité, de la fréquence et du niveau de risque potentiel en l'absence

de barrières de sécurité. A ce niveau de l’étude, les quantifications sont calibrées par

puissance de 10 pour l’appréciation du risque de façon conservative ;

• établissement de la liste des mesures de prévention et de mitigation, indépendantes

entre elles, et estimation du risque résiduel en présence de ces barrières.

Lors de la revue APR sont identifiées les déviations d'origine procédée (défaillance d’une

régulation, fermeture d’une vanne…) et les déviations « technologiques » (agression

externe conduisant à la rupture partielle ou franche des tuyauteries, pertes de confinement

par fuite due à la corrosion ou à la défaillance d'un organe d'étanchéité, etc.).

3.4 Recensement des évènements accidentels redoutés

3.4.1 Découpage en systèmes

Les installations du projet H2 sont découpées en systèmes (autrement appelés nœuds),

comprenant les lignes et les équipements dans les limites de la notice de dangers.

Pour la revue HAZID, les installations ont été divisées en systèmes, présentés dans le

tableau ci-dessous :

Section Système/Nœud Principaux équipements

1 Electrolyseurs

3 électrolyseurs alcalins McPhy (production et purification par deoxo et filtres sécheurs) : stacks d'électrolyse, pompes de recirculation d'eau et d'électrolyte, séparateur gaz /liquide (pour H2 et O2), échangeurs, réacteurs catalytique Deoxo pour réduire la teneur en O2 dans l'H2, condenseur et séparateur gaz/liquide (pour vapeur d'eau), filtres sécheurs, vannes, capteurs

Débit : 10 Nm3/h par électrolyseur

Pression : 10 bar g

Température : 70°C dans l'électrolyte, 180°C dans le déoxo et 250°C lors de la régénération filtres

Volume global H2 < 60 l par électrolyseur (en fonctionnement normal), 80 l par électrolyseur (en cas de perte d'électrolyte)




Rapport final

Section Système/Nœud Principaux équipements

2 Cadres d'hydrogène et

panoplie (back-up) 12 cadres 200 bars d'hydrogène en back-up au maximum (16 bouteilles de 50 l)(4 cadres en permanence)

3 Station de compression

et buffer BP B-01et lignes de distribution McPhy

(réseau BP)

Compresseurs à membrane à 2 étages HP (9-10 barg en admission et 60/200 barg au refoulement ; débit > 20 Nm3/h), P<12 kW

Buffer basse pression McPhy B-01(10 barg, 20 Nm3/h, V<1 m3)

4 Buffer de gaz B-02

LINDE et réseau HP

6 Buffers haute pression 500 l B-02 (LELF)(cadre de cylindres double ogives horizontaux)(60 barg à 200 barg, 110 Nm3/h : vidange buffers ; 25 Nm3/h : chargement buffer)

Quantité globale stockée : 44,8 kg

5 Stockages solides LTS

24 cartouches LTS-10 (6 module de type LTS-2) (stockages solides) de 10 kg (environ 110 Nm3)

Système de régulation de pression 10-20 bars

Temp : entre 20 et 90°C

Débit absorption/désorption : 20 Nm3/h

6 Purifieur et gaz box

LINDE

Ligne entre production in-situ et purifieur dans le bâtiment DFT

Purifieur PS7-MGT 40 (adsorption et traitement catalytique haute température) : H2 6.6

2 stations d'analyse (en armoire avec détection d'H2 et d'O2)

Gaz box sous extraction d'air

Débit : 40 Nm3/h

7

Ligne d'hydrogène MP vers station Air Liquide

de distribution pour véhicules électriques (Hy

Way)

Ligne 1/2'' de 485 m entre la production onsite d'hydrogène et le poste de distribution Air Liquide (HyWay)

Hydrogène de qualité 4.5

PMS 60 bars (fonctionnement électrolyseur in situ ou cadres après détente)

Débit : 110 Nm3/h à 60 bars

8 Lignes d'hydrogène BP pour alimentation clients

BHT/PFP, LETI

Ligne aérienne 8 bars double enveloppe vers Bâtiment BHT (52B), PFP (qualité 6.0) (LINDE)

Ligne enterrée double enveloppe 8 bars vers LETI (qualité 6.6 : bâtiment 41) (PUS)

Tableau 2 : Découpage du projet en nœuds

3.4.2 Tableaux APR

L'analyse des risques est réalisée en renseignant un tableau dont les colonnes sont les

suivantes :

• Causes (Evénement initiateur) : événements initiateurs primaires à l’origine de la

dérive conduisant à l’événement redouté. Il peut s’agir de dysfonctionnements

opératoires (ex : défaillance d’une régulation avec fermeture de vanne), d’une

corrosion, d’agressions externes (ex : effet domino, travaux). Ces causes peuvent être

spécifiques à un équipement ou concerner un ensemble d’équipements ;

• Conséquences (Evénement redouté et Phénomène dangereux) : description de la

séquence accidentelle Il s’agit d’événements susceptibles de se produire et conduisant

à une situation dangereuse pouvant occasionner des pertes ou des dommages aux

biens ou aux personnes (ex : montée en pression au-delà de la pression d’épreuve,

perte de confinement d’hydrogène, risque inflammable) ;




Rapport final

• Conditions d’occurrence : il s’agit d’identifier la marche de l’installation correspondant à

l’occurrence du scénario (ex : marche normale ou phase d’arrêt/démarrage) ;

• Barrières de prévention : mesures de prévention visant à éliminer ou réduire

l’occurrence des causes (ex : soupape) ;

• Barrières de mitigation : mesures permettant de limiter les effets des conséquences

identifiées sur les cibles (ex : détection incendie + action opérateur : arrêt d’urgence de

l’installation).

Ces tableaux comprennent également :

• l’évaluation de l’étendue des effets, en indiquant si le phénomène dangereux majorant

a des effets restant limités au site (i : interne) ou sortant des limites du site (e :

externe) ;

• des propositions de recommandations et des remarques.

Les tableaux d’analyse préliminaire des risques sont fournis en annexe.

Annexe C: Tableaux d'APR

3.4.3 Identification et sélection des évènements redoutés à analyser de façon détaillée

Les phénomènes dangereux retenus pour l’Analyse Détaillée des Risques sont ceux qui

peuvent générer des effets hors des limites du site ou des effets dominos sur les autres

installations du site.

Compte-tenu des propriétés inflammables des produits, les événements redoutés identifiés

peuvent conduire à des phénomènes de flash fire, UVCE, jet enflammé, et explosion,

générant des effets thermiques et/ou de surpression.

Suite à l’APR, les évènements redoutés retenus pouvant avoir des effets hors des limites

du site ou des effets dominos sont les suivants :

N° EVENEMENTS REDOUTES CENTRAUX

1 Rupture de la ligne d’hydrogène Hyway

2 Rupture de la ligne d’hydrogène BHT/PFP

3 Rupture de la ligne d’hydrogène LETI

4 Rupture d’un flexible sur panoplie cadre H2

5 Explosion d’H2 dans le local HyDI

6 Eclatement d’une bouteille d’H2

7 Réaction incompatible entre H2 et O2 dans le séparateur

8 Explosion d’H2 dans la gaz box

Tableau 3 : Evènements redoutés sélectionnés liés au projet H2




Rapport final

4. GESTION DE LA SECURITE ET MAITRISE DES

RISQUES

4.1 Mesures de prévention des risques

Les mesures de prévention présentes au niveau des différentes sections étudiées dans

l’APR sont détaillées ci-dessous.

4.1.1 Organisation de la sécurité et de l’environnement

L’organisation du site en termes HSE est développée dans la partie « Présentation » de ce

DDAE.

La conduite des installations associées au projet H2 ainsi que la maintenance sera sous-

traitée à la société LINDE France ayant une bonne connaissance des process et des

risques associés à l’hydrogène.

Le personnel sera formé au poste de travail. Il sera informé des risques associés aux

installations et des consignes opératoires en fonctionnement normal comme en cas de

dysfonctionnement.

En particulier le personnel aura suivi une formation de mise à jour aux exigences de

l'ATEX.

Une astreinte sera définie de façon à intervenir 24h/24 et 7J/7 en cas d’alarme ou

signalement.

4.1.2 Sécurité des installations de production et transport d’hydrogène


Des mesures de pression seront disponibles sur certains organes du process de production

avec :

• Une alarme de pression basse ;

• Une alarme de pression haute.

Ils seront aussi protégés par une soupape s’ouvrant à une pression de tarage définie en

fonction de sa position sur le réseau.

4.1.2.2 Electrolyseurs

Les électrolyseurs, placés dans des skids, disposeront des sécurités suivantes :

• Sécurité pression haute ;

• Sécurité température haute ;

• Sécurité niveau haut dans le séparateur ;

• Sécurité niveau bas dans le séparateur ;




Rapport final

• Soupapes de sécurité sur les séparateurs H2 et O2 collectées vers 2 évents en sortir

toiture.

Les différentes sécurités peuvent mener à la mise en sécurité de l’installation par coupure

de l’alimentation électrique, dépressurisation et inertage à l’azote.

La matrice de sécurité détaillée de l’électrolyseur est fournie en annexe.

Annexe D : Matrices de sécurité

4.1.2.3 Autres équipements

Le stockage solide LTS, le compresseur, le buffer gazeux et la platine gaz disposeront

également de sécurités dont la matrice est détaillée en annexe.


4.1.2.4 Ligne HyWay d’H2 mobilité

Le réseau H2 mobilité disposera des sécurités suivantes :

• Sécurité pression haute, avec isolement du réseau H2 ;

• Sécurité alarmée de ΔP haut, avec isolement du réseau H2 ;

• Sécurité alarmée de ΔP très haut, avec mise en sécurité du réseau H2 ;

• Sécurité de débit haut, avec mise en sécurité du réseau H2 ;

• Arrêt d’urgence sur la station de distribution Air Liquide, avec isolement du réseau H2 ;

• Arrêt d’urgence sur PUS ou GEG, avec mise en sécurité du réseau H2 ;

• Soupapes de sécurité.

L’isolement du réseau d’hydrogène consistera en :

• La fermeture des vannes automatiques amont et aval,

• Le maintien et la surveillance de la pression de service (détection de fuite), avec mise

en défaut si ΔP amont / aval > 5 bar.

La mise en sécurité consistera en :

• La fermeture des vannes automatiques amont et aval,

• L’ouverture de la vanne d’évent,

• Puis après stabilisation de la situation : fermeture des vannes manuelles côté source

d’alimentation en hydrogène et attente d’acquittement des défauts.




Rapport final

4.1.2.5 Ligne d’H2 Process

Le réseau H2 process disposera des sécurités suivantes :

• Sécurité pression haute, avec isolement du réseau H2 ;

• Chute de pression dans la double enveloppe, avec isolement du réseau H2 ;

• Arrêt d’urgence, avec isolement du réseau H2 ;

• Soupapes de sécurité.

L’isolement du réseau d’hydrogène consistera en la fermeture des vannes automatiques.

La matrice de sécurité détaillée des réseaux est fournie en annexe.


4.1.3 Arrêt d’urgence et détections

Un bouton d’arrêt d’urgence placé en façade de l’armoire de contrôle commande (API)

chez PUS dans la zone purifieur et un autre bouton d’arrêt d’urgence extérieur situé près

de la zone de back up permettra l’arrêt de l’électrolyseur et l’isolement des équipements.

• Détection hydrogène :

Sur détection de fuite d’hydrogène dans les locaux (zones ELY et ATEX), l’installation de

production concernée sera mise à l’arrêt automatiquement.

Sur détection de fuite sur les équipements (électrolyseur, purifieur, gaz box…),

l’équipement sera mis à l’arrêt.

• Détection incendie :

Sur détection incendie dans les locaux (zones Ely et ATEX, local purifieur), l’installation de

production sera également mise à l’arrêt automatiquement.

• Détection flamme :

Une détection de flamme sera implantée dans le local compresseur du bâtiment HyDI qui

donnera lieu à un arrêt du compresseur et de l’installation.

4.1.4 Ventilation et extraction des locaux

La ventilation / extraction des locaux est décrite ci-dessous :

• Pour les opérations de production d’H2 dans le bâtiment HyDI : mise en place d’une

ventilation forcée fonctionnant en permanence dans chaque skid process des

électrolyseurs avec détection d’H2 dans le conduit de ventilation et coupure de

l’électrolyseur en cas de détection H2 ou sur défaut ventilation.

• Pour les opérations de compression et stockage de l’hydrogène réalisées dans le

bâtiment HyDI : mise en place d’une ventilation forcée (10 volumes/heure) fonctionnant

en permanence avec surventilation (40 volumes/h) asservie à une détection d’H2 dans




Rapport final

le local ; la détection d’H2 dans le local déclenche la surventilation et une alarme sur la

GTC avec demande de présence humaine sur site pour vérification.

• Pour l’opération d’alimentation en hydrogène du purificateur azote : ventilation forcée

continue dans l’armoire d’alimentation du purificateur avec surventilation asservie à

une détection H2 dans l’armoire.

4.1.5 Prévention des sources d’ignition


Les sources d’énergie d’inflammation peuvent avoir plusieurs origines :

• Travail par points chauds (soudage, meulage, découpage,…) ;

• Feux nus ;

• Electricité statique ;

• Etincelle électrique ;

• Foudre ;

• etc…

Pour limiter la probabilité de formation de points chauds dangereux, les mesures mises en

place sur le site sont les suivantes :

4.1.5.2 Interdiction de fumer, feux nus et travaux par points chauds

Il est strictement interdit de fumer dans les zones à risques.

Les feux nus sont interdits sur l’ensemble du site.

Tous les travaux par points chauds font l’objet de la délivrance d’un permis de feu.

Les dispositions qui sont prises pour prévenir et limiter les conséquences de tels travaux

sur les installations environnantes (protection, arrêt,…) sont définies par le permis de feu.

Avant chaque travail par points chauds, l’opérateur vérifie notamment la présence de

moyens d’intervention à proximité (extincteurs, …) ou apporte ceux-ci à proximité du poste

de travail.

L’interdiction de fumer sera affichée et fera l’objet d’informations par le CEA et GEG dans

toutes les zones où les lignes et stockages H2 seront présents et accessibles (en particulier

le long de la descente du bâtiment 51C). Il n’est pas prévu d’autres modifications en ce qui

concerne les zones identifiées « non-fumeurs ».

4.1.5.3 Electricité statique

La prévention vis-à-vis de ce risque repose sur :




Rapport final

• La limitation de la formation des charges électrostatiques par :

- l’utilisation de flexibles conducteurs,

- la limitation des vitesses de circulation de fluides.

• La continuité électrique pour l’écoulement des charges par :

- la mise à la terre des installations métalliques, notamment celles susceptibles

d’être en contact avec les combustibles (cuve, tuyauteries, supports, silos,

broyeurs,...),

- le raccordement systématique des équipements amovibles métalliques des prises

de terre lors des transferts de combustibles liquides (dépotage camions-citernes),

- le contrôle des mises à la terre et des prises de terre au titre du contrôle

périodique réglementaire des installations électriques.

4.1.5.4 Zones classées pour le risque d’explosion pour les gaz et vapeurs inflammables, et les poussières combustibles – Application de la directive ATEX

La directive ATEX 1994/92/CE concerne les matériels électriques et non électriques

utilisables en atmosphère explosive possédant leur propre source d’inflammation. Elle

indique les prescriptions à respecter, le mode d’évaluation de leur conformité, le marquage.

Le décret du 19 novembre 1996, n° 96-1010, transpose en droit français la directive ATEX.

La directive 1999/92/CE indique les prescriptions minimales visant à améliorer la protection

en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d’être exposés à des

atmosphères explosives. L’arrêté du 8 juillet 2003, transpose en droit français cette

directive, on y trouve en particulier, la classification des zones relatives au risque

d’explosion, et les critères de sélection de matériel, électrique ou non, dans ces zones.

Trois zones sont ainsi définies pour les gaz et vapeurs inflammables :

Zone 0 : emplacement où une atmosphère explosive consistant en un mélange

avec l’air de substances inflammables sous forme de gaz, de vapeur ou

de brouillard est présente en permanence, pendant de longues périodes

ou fréquemment,



de brouillard est susceptible de se présenter occasionnellement en

fonctionnement normal,



de brouillard n’est pas susceptible de se présenter en fonctionnement

normal ou n’est que de courte durée, s’il advient qu’elle se présente

néanmoins.

Ainsi, l’exploitant définit les zones dans lesquelles peuvent apparaître des atmosphères

explosives générées par les installations mettant en œuvre des gaz ou vapeurs

inflammables ou des poussières combustibles conformément à la directive ATEX.




Rapport final

Cette étude mise à jour du projet H2 est fournie en annexe.

Annexe E : Etude ATEX des installations DFT après projet H2

4.1.5.5 Installations électriques

Ces installations sont vérifiées par un organisme agréé. Les matériels installés en zone

classée pour risque d’incendie ou d’explosion font notamment l’objet d’une vérification de

conformité (à partir du certificat du fournisseur) avant mise en service, périodiquement et

en cas de modification du zonage.

4.1.5.6 Circulation des véhicules à moteur

L’accès des véhicules est réglementé sur la plateforme du CEA.

Sur le site, est aménagé un parking réservé aux véhicules légers, et notamment aux

visiteurs. Il existe un schéma de circulation des véhicules.

4.2 Mesures de protection des risques

4.2.1 Dispositifs constructifs

4.2.1.1 Canalisations d’hydrogène

Les lignes de transport d’Hydrogène « mobilité » ou « process » seront soit aériennes, soit

en caniveau.

Deux options sont envisagées pour la circulation en caniveau :

• La circulation en caniveau ventilé naturellement (équipé d’un caillebottis) : cas de la

canalisation « mobilité »,

• La circulation en double enveloppe avec détection de fuite alarmée, en caniveau

fermé : cas des canalisations « process ».

Leurs tracés ont été définis afin de minimiser les longueurs de canalisation et les risques :

• Circulation aérienne en toiture ou rack lorsque possible,

• Eloignement des ERP (INP PHELMA, INR 51A),

• Eloignement des sources d’effets dominos,

• Circulation en façade protégée : protection des parties accessibles par pare-buffles,

descente le long du BOC (51C) entre 2 gaines d’extraction.

4.2.1.2 Locaux abritant les installations projetées

Le bâtiment HyDI disposera de parois verticales en béton surmontées d’une toiture en bac

acier (soufflable en cas de surpression dans le bâtiment). Un système de désenfumage

sera adapté.




Rapport final

La zone Back-up sera un local béton comportant des murs Coupe-Feu 2 h et portes

Coupe-Feu ½ h, sans toiture.

Les installations répondront aux prescriptions de l’arrêté ministériel du 12/02/1998 relatif

aux prescriptions générales applicables aux installations classées pour l’environnement

soumises à déclaration sous la rubrique n°4715.

4.2.2 Moyens d’intervention

4.2.2.1 Moyens d’intervention internes PUS

Les consignes de lutte contre un incendie ainsi que le numéro de téléphone du poste

équipes d’intervention de la FLS du CEA Grenoble sont affichées à proximité des moyens

de communication et à l’entrée du bâtiment DFT.

Le site est pourvu d’un nombre suffisant d’extincteurs et le site est accessible depuis un

poteau incendie connecté au réseau d’eau potable

Conformément à l’arrêté ministériel du 12/02/1998 cité précédemment, l’installation

projetée sera dotée d’extincteur poudre 50 kg sur roues, d’extincteurs poudre 9 kg et

d’extincteur CO2 de 6 kg.

4.2.2.2 Moyens d’intervention internes au CEA

Le CEA Grenoble dispose en permanence sur site d'une équipe de secours (Formation

Locale de Sécurité : FLS), susceptible d'intervenir en cas d'accident de tous types ou

d'incendie.

Par convention, PUS fera appel aux équipes d’intervention de la FLS pour tout

accident ou incident intervenant dans ses installations.

La FLS dispose des moyens d'intervention adaptés en termes de matériel et de personnes:

• Une équipe d'intervention est présente en permanence. Selon la nature de

l’intervention, la FLS peut être aidée par les équipes du GPRO (Service de

radioprotection et de surveillance de l’environnement) qui assurent une astreinte ;

• Des équipements de protection vis à vis des risques toxiques (combinaison, gants,

appareils respiratoires isolants…) ;




Rapport final

• Des véhicules et équipements adaptés aux différents risques permettant une

intervention rapide en tout point du site suite à une alerte (FTP2, FPTL3, PCM4,

VSAV5, véhicule léger) ;

• Des extincteurs adaptés aux risques (eau, CO2, mousse…) et en nombre suffisant

sont répartis au sein de l'ensemble des locaux du site. Ils sont contrôlés

périodiquement par un organisme agréé ;

• Des réserves d’émulseurs et des camions équipés pour l’extinction de feux

d’hydrocarbures.

Le site du CEA Grenoble dispose d'une protection incendie basée sur un ensemble de

poteaux incendie internes alimentés soit par le réseau d'eau industrielle, soit par le réseau

d’eau de ville. L'eau industrielle est issue de la nappe et est distribuée par le réseau interne

alimenté par plusieurs puits de pompage équipés de pompes électriques. Ces équipements

sont maintenus en bon état de fonctionnement, le réseau d'eau est sous pression en

permanence grâce à un château d’eau. Les débits des poteaux incendie sont contrôlés

annuellement.

Le site du CEA Grenoble dispose également de plusieurs points d'aspiration directs dans la

nappe dont le contrôle est effectué annuellement).

Les ressources hydrauliques sont constituées par un réseau de poteaux incendie dont les

plus proches sont indiqués sur le plan suivant :

2 Fourgon Pompe Tonne

3 Fourgon Pompe Tonne Léger

4 Poste de Commandement Mobile

5 Véhicule de Secours et d’Assistance aux Victimes




Rapport final

Figure 7 : Localisation des bornes incendie à proximité des installations H2

Les caractéristiques des poteaux implantés le long du projet H2 sont les suivants :

• Poteau incendie N°12 : entre DFT parking "postés", coordonnées du plan ETARE E3,

sa pression statique est de 6,2 bars et son débit sous 1 bar résiduel de 196 m3/h ;

• Poteau incendie N°48 : devant Bât 53 côté Bât 51, coordonnées du plan ETARE E3,

sa pression statique est de 6,5 bars et son débit sous 1 bar résiduel de 170 m3/h ;

• Poteau incendie N°61 : Angle 51C côté entrée 3, coordonnées du plan ETARE E1, sa

pression statique est de 7 bars et son débit sous 1 bar résiduel 166 m3/h.

Ces trois poteaux ont une sortie de 100mm et 2X65mm. Compte tenu des possibilités

hydrauliques des engins pompes de la FLS de 90m3/h minimum il est possible d’assurer

une grosse lance et deux petites lances : 30 m3/h + 2X(15 m3h) soit 60 m

3/h.

4.2.2.3 Moyens d’intervention externes

Les moyens de secours les plus proches sont le Centre de Secours de Grenoble et de

l'agglomération qui dispose de moyens d'extinction adaptés. Le CEA Grenoble est lié par

une convention avec le SDIS de l’Isère et fait l’objet d’un plan ETARE.




Rapport final

5. EVALUATION DE L’INTENSITE DES EVENEMENTS

REDOUTES

Les évènements redoutés retenus à l’issue de l’APR sont définis dans le paragraphe 3.4.3.

Leurs conséquences en terme d’effets thermiques et /ou de surpression ont été évaluées

conformément à la circulaire du 10 mai 2010 récapitulant les règles méthodologiques

applicables aux études de dangers, à l’appréciation de la démarche de réduction du risque

à la source et aux plans de prévention des risques technologiques (PPRT) dans les

installations classées en application de la loi du 30 juillet 2003.

Le rapport de modélisation des scénarios avec calcul des distances d’effets est présenté

en annexe.

Annexe F : Modélisations des scénarios d'accidents




Rapport final

Les résultats de ces scénarios sont rappelés dans le tableau suivant :

N° INTITULE DU SCENARIO PHENOMENE

DANGEREUX

SEUIL DES

EFFETS

INDIRECTS

(20 MBAR)

SEUIL

MAXIMUM

DES

EFFETS

IRREVERSI

-BLES

SEUIL

MAXIMUM

DES

EFFETS

LETAUX

SEUIL DES

EFFETS

LETAUX

SIGNIFICA-TIFS OU

EFFETS

DOMINOS

SEUIL

SORTANT

DES LIMITES

DU CEA OU

ATTEINTE

ERP

1

Rupture de la ligne

d’hydrogène Hyway

(partie aérienne)

Flash fire - 6 m 5 m 5 m Oui6

UVCE 11 m 7 m 4 m NA Oui

Jet enflammé - 6 m 6 m 6 m Oui

1

bis

Rupture de la ligne

d’hydrogène Hyway

(partie en caniveau)

Flash fire 3 m 2 m 2 m Oui7

UVCE 10 m 5 m 2 m 1 m Oui

Jet enflammé 4 m 4 m 3 m Oui

2 Rupture de la ligne

d’hydrogène BHT/PFP

Flash fire - 4 m 3 m 3 m Non

UVCE 6 m 4 m 2 m NA Non

Jet enflammé 3 m 3 m NA Non

3 Rupture de la ligne

d’hydrogène LETI


UVCE 6 m 4 m 2 m NA Non

Jet enflammé 3 m 3 m NA Non

4 Rupture d’un flexible

sur panoplie cadre H2


UVCE 52 m 28 m 13 m 11 m Non

Jet enflammé 7 m 6 m 6 m Non

5 Explosion d’H2 dans le

local HyDI

Explosion primaire

56 m 28 m 12 m 10 m Non

Explosion secondaire

58 m 29 m 12 m 8 m Non

6 Eclatement d’une

bouteille d’H2

Explosion primaire

32 m 16 m 7 m 5 m Non

Explosion secondaire

74 m 37 m 13 m 10 m Non

7

Réaction incompatible

entre H2 et O2 dans le

séparateur

Explosion 52 m 26 m 11 m 9 m Non

8 Explosion d’H2 dans la

gaz box Explosion 16 m 8 m 3 m 2 m Non

Tableau 4 : Résultats des scénarios

Les tracés de ces scénarios sont présentés en annexe G.

Annexe G : Tracés des modélisations

6 Zone aérienne en bout de ligne coté station de distribution Air Liquide

7 Atteinte GEG




Rapport final

6. ETUDE DES EFFETS DOMINOS

6.1 Effets dominos provenant de l’extérieur sur le projet H2

Le tableau suivant présente les équipements du projet H2 atteints par le seuil des effets

domino suite à un scénario se produisant sur des installations voisines.

Au vu des dispositifs constructifs de type murs coupe-feu, il s’agit d’une évaluation

majorante.

INSTALLATION

VOISINE PHD

INSTALLATIONS

ATTEINTES PAR LE SEUIL

DES EFFETS DOMINOS

MESURES DE PREVENTION OU PROTECTION SUR

L’INSTALLATION VOISINE

Station de

distribution

d’hydrogène

mobilité Air

Liquide

Effets

thermiques

et ondes de

surpression

Ligne Hyway

Implantation dédiée de la station avec protection physique

Buffers Air Liquide en container placé dans une enceinte

bétonnée côté Air Liquide et grillagée côté GEG

Vidéo et télésurveillance de la station

Matériel éprouvé selon la qualification Air Liquide

Maitrise des sources d’ignition (raccordement à la terre,

zonage ATEX, interdiction de fumer, plan de prévention,

permis de feu et permis de travail, etc.)

Contrôle visuel du flexible à chaque raccordement et

maintenance prédictive

Protection physique de la borne de distribution

Détection hydrogène dans la borne de distribution /

détection de flamme sur l’aire de distribution avec

déclenchement de la mise en sécurité du système de

distribution

Canalisations

voisines en rack

(H2 et O2 sur rack

entre bâtiments

DFT et 51B/C)(1)

Effets

thermiques

et ondes de

surpression

Lignes Hyway, BHT/DFT,

LETI

Lignes BHT/DFT et LETI en double peau avec détection de

fuite

Présence de lignes d’eau ou de gaz neutre en rack entre 2

lignes d’H2 ou O2

Vanne manuelle ou automatique d’isolement des circuits

(1) Il est projeté l’implantation de 3 nouvelles lignes O2, Ar et He permettant d’alimenter

les bâtiments 51B et 51C à partir du BHT.

Tableau 5 : Effets dominos issus des installations voisines

6.2 Effets dominos générés par le projet H2 sur les installations voisines

Le tableau suivant présente les installations du site atteintes par le seuil des effets domino

suite à un scénario se produisant sur les équipements du projet H2.

Au vu des dispositifs constructifs de type murs coupe-feu, il s’agit d’une évaluation

majorante.




Rapport final

N° INTITULE DU SCENARIO PHD INSTALLATIONS ATTEINTES PAR LE SEUIL DES EFFETS

DOMINOS

1 Rupture de la ligne d’hydrogène

Hyway (partie aérienne)

Effets thermiques

Canalisations sur rack

Bâtiment HyDI

Zone back-up

Silo sel

Batiment DFT

Bâtiments PFP, BHT, BOC51C

Installation distribution H2 mobilité Air Liquide

Onde de surpression Seuil des effets dominos non atteint

1 bis Rupture de la ligne d’hydrogène

Hyway (partie en caniveau)

Effets thermiques

Bâtiment BOC51C

Camions GEG


Onde de surpression

Bâtiment BOC51C

Camions GEG



BHT/PFP

Effets thermiques

Bâtiment HyDI

Zone back-up

Silo sel

Canalisations sur rack

Batiment DFT

Bâtiments PFP, BHT

Tank Azote



LETI

Effets thermiques

Bâtiment HyDI

Zone back-up

Silo sel

Batiment DFT

Bâtiment LETI


4 Rupture d’un flexible sur

panoplie cadre H2

Effets thermiques

Cadres H2 voisins

Bâtiment DFT

Silo sel

Onde de surpression

Cadres H2 voisins

Bâtiment DFT

Silo sel

5 Explosion d’H2 dans le local

HyDI Onde de surpression -

6 Eclatement d’une bouteille d’H2 Onde de surpression

Cadres / bouteilles H2 voisins

Bâtiment DFT

Silo sel

7 Réaction incompatible entre H2

et O2 dans le séparateur Onde de surpression

Local HyDI

Silo sel

Bâtiment DFT




Rapport final

N° INTITULE DU SCENARIO PHD INSTALLATIONS ATTEINTES PAR LE SEUIL DES EFFETS

DOMINOS

8 Explosion d’H2 dans la gaz box Onde de surpression

Purificateur azote

Bâtiment DFT : local air comprimé, stockage des

effluents fluorés

Tableau 6 : Effets dominos issus du projet H2

En cas de scénario impliquant les installations H2, un sur-accident est difficilement

envisageable sur les installations PUS du fait de la nature de celles-ci et de l’implantation

des installations de production et stockage d’H2 en bâtiment Hydi indépendant ou sur une

zone appropriée équipée de murs coupe-feu.

D’autre part, la perte de confinement d’une ligne de distribution d’H2 serait susceptible de

produire des effets dominos sur des installations localisées dans l’environnement proche

de ces canalisations (moins de 6 m). Un endommagement local des bâtiments est

envisageable dès lors que la canalisation les longe.

Toutefois, l’ensemble des bâtiments concernés est équipé d’une détection incendie et gaz

appropriée, avec report au PC sécurité du CEA et déclenchement des moyens

d’intervention.

Une mise en sécurité automatique est également alors assurée. Elle consiste en particulier

à déclencher le sectionnement de l’ensemble des gaz vecteurs.

7. ANALYSE DETAILLEE DES RISQUES (ADR)

7.1 Objectifs

L’objectif de cette analyse détaillée et quantifiée des risques est de juger plus précisément

du niveau d’acceptabilité des risques vis-à-vis des populations voisines du site et d’engager

une action itérative de réduction des risques si nécessaire.

Pour cela, le niveau de risque de chaque évènement susceptible d’avoir des effets à

l’extérieur du site (directement ou par effet domino) est évalué plus en détail en :

• Evaluant le niveau de probabilité, à partir principalement de bases de données

reconnues ;

• Recherchant, si nécessaire, des mesures complémentaires de maîtrise des risques de

nature à réduire la probabilité et/ou les conséquences de l’évènement accidentel

redouté, par l’adoption de mesures de prévention ou de protection techniquement

réalisables à un coût économiquement acceptable.

Une comptabilisation précise des personnes impactées par les zones de dangers est

également réalisée.

Pour chaque évènement redouté ayant des effets extérieurs au site, un arbre « papillon »

est réalisé, ce qui permet d’étudier plus précisément le niveau de probabilité, et in fine, le

niveau d’acceptabilité du risque pour tous les scénarios d’accident.




Rapport final

7.2 Evaluation de la gravité des conséquences

7.2.1 Echelle d’appréciation de la gravité des conséquences

L’échelle d’appréciation de la gravité des conséquences humaines d’un accident à

l’extérieur des installations est donnée par l’arrêté du 29 septembre 2005 :

NIVEAU DE GRAVITE des conséquences

ZONE DELIMITEE PAR LE SEUIL des effets létaux

significatifs

ZONE DELIMITEE PAR LE

SEUIL des effets létaux

ZONE DELIMITEE PAR LE SEUIL des effets irréversibles sur la

vie humaine

5 – Désastreux Plus de 10 personnes

exposées (1). Plus de 100 personnes

exposées. Plus de 1 000 personnes

exposées.

4 – Catastrophique Moins de 10 personnes

exposées. Entre 10 et 100 personnes

exposées. Entre 100 et 1 000

personnes exposées.

3 – Important Au plus une personne

exposée. Entre 1 et 10 personnes

exposées. Entre 10 et 100 personnes

exposées.

2 – Sérieux Aucune personne exposée. Au plus 1 personne

exposée. Moins de 10 personnes

exposées

1 – Modéré Pas de zone de létalité hors de l’établissement

Présence humaine exposée à des effets irréversibles

inférieure à « une personne »

(1) personne exposée : en tenant compte le cas échéant des mesures constructives visant à protéger les personnes contre certains effets et la possibilité de mise à l’abri des personnes en cas d’occurrence d’un phénomène dangereux si la cinétique de ce dernier et de la propagation de ses effets le permettent.

Tableau 7: Echelle de gravité

7.2.2 Notion de tiers

Concernant les entreprises exploitant des installations à l'intérieur du périmètre du CEA,

nous nous référons pour la notion de "tiers" à la circulaire du 10 mai 2010 récapitulant les

règles méthodologiques applicables aux études de dangers, à l’appréciation de la

démarche de réduction du risque à la source et aux plans de prévention des risques

technologiques (PPRT) dans les installations classées en application de la loi du 30 juillet

2003 (Fiche 1, paragraphe B "Cas particulier des salariés des entreprises voisines ou sous-

traitants".)

Les entités distinctes du CEA mais physiquement incluses dans son emprise sont :

• La SEM Minatec Entreprises (propriétaire du bât 52B) et les locataires du bâtiment

avec lesquels la SEM a contracté une convention d’occupation précaire ou un bail ;

• L’INPG (BCA-I, bât 51A) ;

• PUS (DFT, bât 53).

Le bâtiment 51A n’est pas compris dans les zones d’effets des scénarios étudiés dans

cette étude.

Il est précisé dans la circulaire du 10 mai 2010 que « les sous-traitants intervenant dans

l’établissement (ou installation) et pour le compte de l’exploitant réalisant l’étude de

dangers ne sont pas à considérer comme des tiers au sens du code de l’environnement ».

En ce sens, PUS ou la SEM MINATEC ne sont pas considérés comme des tiers vis-à-vis

du CEA. Inversement, le CEA et la SEM MINATEC ne devraient pas être considérés




Rapport final

comme des tiers vis-à-vis de PUS. C’est ce que nous allons nous attacher à démontrer

dans la suite de ce paragraphe.

La circulaire du 10 mai 2010 prévoit qu’un cas particulier peut être considéré pour la

détermination de la gravité d’un accident potentiel, vis-à-vis des personnes travaillant dans

les entreprises voisines du site réalisant l’étude de dangers.

On peut considérer que dans ces entreprises voisines, les personnes sont, du fait de leur

niveau d’information et de leur proximité industrielle avec le site à l’origine du risque, moins

vulnérables que la population au sens général et donc moins exposées (au sens de l’AM "

PCIG " du 29 septembre 2005). Il est ainsi indiqué :

« Dans la suite de cette partie, l’exploitant à l’origine du risque sera appelé X (PUS) et

l’entreprise voisine sera appelée Y (SEM MINATEC, CEA).

Il est proposé d’accepter le comptage suivant :

Les personnes travaillant dans l’entreprise Y peuvent ne pas être comptées comme

exposées au sens de l’arrêté " PCIG " du 29 septembre 2005 si et seulement si les

conditions suivantes sont remplies :

1) L’exploitant X et l’entreprise Y disposent d’un POI ou l’entreprise Y est incluse dans le

POI élaboré par l’exploitant X

2) Les deux POI (lorsque Y n’est pas incluse dans le POI de X) sont rendus cohérents

notamment :

• par l’existence dans le POI de Y de la description des mesures à prendre en cas

d’accident chez X ;

• par l’existence d’un dispositif d’alerte / de communication permettant de déclencher

rapidement l’alerte chez Y en cas d’activation du POI chez X ;

• par une information mutuelle lors de la modification d’un des deux POI ;

• le cas échéant, par la précision duquel des chefs d’établissement prend la direction

des secours avant le déclenchement éventuel du PPI ;

• par une communication par X auprès de Y sur les retours d’expérience susceptibles

d’avoir un impact chez Y ;

• par une rencontre régulière des deux chefs d’établissements ou de leurs représentants

chargés des plans d’urgence.

3) Un exercice commun de POI est organisé régulièrement. »

Les conditions citées ci-dessus sont respectées comme suit :

1) PUS n’est pas soumis à l’obligation de disposer d’un POI.

Le CEA Grenoble, quant à lui, dispose d’un POI. Le directeur du CEA Grenoble est

responsable de la sécurité générale de l’établissement. Il est conseillé en matière de

sécurité par l’Ingénieur de Sécurité Etablissement (ISE) et dispose de services de

soutien dont la Formation locale de Sécurité (FLS).




Rapport final

Une convention d’assistance liant le CEA à la SEM Minatec Entreprises et à PUS

garantit les mêmes prestations en cas d’accident/incident au profit des installations CEA

et non CEA (détection et surveillance des alarmes, diffusion d’ordres, interventions

incendie et secours, organisation d'exercices de sécurité). Cette convention s’étend aux

locaux relevant de la propriété de Minatec Entreprises, qu’ils soient loués à un locataire

ou non.

Les scénarios développés dans cette étude sont transmis au CEA pour intégration des

scénarios les plus significatifs dans le POI du CEA. La Sem Minatec Entreprises, PUS,

et le CEA sont donc tacitement compris dans le POI du CEA Grenoble.

2) PUS et la SEM Minatec Entreprises participent à l’établissement du plan de prévention,

arrêté d’un commun accord au vu de l’analyse de risques d’interférence entre les

activités, les installations, et les matériels.

Ils doivent en particulier communiquer au CEA les informations suivantes :

• les mesures de prévention prises pour assurer la sécurité des travailleurs,

• les phases d’activités dangereuses et les moyens de prévention spécifiques

correspondants,

• l’adaptation des matériels, installations et dispositifs à la nature des opérations à

réaliser, ainsi que la définition de leurs conditions d’entretien,

• les instructions et documents éventuels à donner aux travailleurs participants à

l’opération,

Ils doivent participent aux inspections et réunions de coordinations organisées à

l’initiative du CEA et peuvent en solliciter d’autres.

3) Des exercices communs d’évacuation et de secours sont organisés régulièrement. En

outre, la SEM Minatec Entreprises et ses locataires ont adopté des modalités de

gestion des situations d’urgence identiques à celles en place au CEA, via la mise en

place d’ELPS (Équipes Locales de Premiers Secours). Ces équipes ont été formées au

cours du premier semestre 2009 par la Formation Locale de Sécurité et le Service de

l’Ingénieur Sécurité d’Établissement et sont formées à fréquence régulière. Dans ce

cadre, ils appliquent les procédures CEA et participent aux exercices réguliers de POI,

desquels ils sont partie prenante.

Nous considérerons que tel qu’indiqué par le point 1 de la fiche 1 de la circulaire du 10

mai 2010, le CEA et la SEM MINATEC ne constituent pas des tiers vis-à-vis de PUS.

7.2.3 Comptage des personnes

Nous avons retenu dans la suite de l'étude, les propositions formulées dans les fiches 1 et

5 de la circulaire du 10/05/2010 récapitulant les règles méthodologiques applicables aux

études de dangers à l’appréciation de la démarche de réduction du risque à la source et

aux plans de prévention des risques technologiques (PPRT) dans les installations classées

en application de la loi du 30 juillet 2003.

Le personnel du CEA et de la SEM MINATEC n’a pas été considéré comme des tiers et n’a

pas fait l’objet de comptage.




Rapport final

Ainsi, seul le scénario 1 (rupture de la ligne Hyway) a fait l’objet d’une estimation de sa

gravité.

Zone délimitée par le seuil des effets létaux

significatifs


Zone délimitée par le seuil des effets

irréversibles sur la vie humaine

ERC1 – Rupture de la ligne Hyway (portion GEG en caniveau)

UVCE / jet enflammé /

flash fire

Cibles atteintes

Surpressions ou

thermiques

Voie de circulation / parking GEG

Voie de circulation / parking GEG

Voie de circulation / parking et bâtiment

GEG

Nombre de personnes

dans la zone Moins de 1 personne Moins de 10 personnes

Moins de 100 personnes

Classe de gravité Important


significatifs


Zone délimitée par le seuil des effets

irréversibles sur la vie humaine

ERC1bis – Rupture de la ligne Hyway (portion GEG

aérienne)

UVCE / jet enflammé /

flash fire

Cibles atteintes

Surpressions ou

thermiques

Voie de circulation / parking GEG / poste

de distribution Air Liquide

Voie de circulation / parking GEG / poste de distribution Air Liquide

Voie de circulation / parking GEG / poste

de distribution Air Liquide

Nombre de personnes

dans la zone Moins de 1 personne Moins de 10 personnes

Moins de 100 personnes

Classe de gravité Important

Tableau 8: Evaluation de la gravité

7.3 Caractérisation des phénomènes retenus en termes de probabilité d’occurrence

7.3.1 Approche sous forme de nœuds papillons

L’analyse des causes et des conséquences de l’Evènement Redouté Central (ERC) est

présentée sous forme d’arbre «papillon», qui permet de détailler, en amont, les causes et

sous-causes possibles conduisant à l’ERC et, en aval, les conséquences ultimes en terme

de phénomènes accidentels (incendie, explosion, …).

Cet arbre des causes/conséquences a pour objectif de formaliser :

• L’enchaînement des causes et des circonstances pouvant provoquer la libération d’un

potentiel de danger (évènement redouté), en remontant jusqu’aux évènements

élémentaires initiateurs (1) ;

• Les mesures de maîtrise des risques de type de prévention (2) prévues sur

l’installation, qui constituent des barrières pouvant limiter l’occurrence de l’évènement

redouté central ;




Rapport final

• Le déroulement des phénomènes physiques pouvant conduire à un accident majeur

(3) ;

• Les mesures de maîtrise des risques de type détection / protection / atténuation (4)

prévues sur l’installation, qui constituent des barrières pouvant éviter ou limiter

l’étendue des conséquences.

(1) En amont de l’Évènement Redouté Central, les différentes causes sont représentées

par des blocs et reliées entre elles par des portes logiques ‘ET’ et ‘OU’ en fonction de leurs

interactions :

a) les portes relient les évènements devant se produire simultanément pour provoquer l’évènement consécutif ;

b) les portes relient les évènements pouvant se produire indépendamment et ayant la même conséquence.

(2) Les mesures de maîtrise des risques de prévention sont matérialisées sur les arbres

«papillon» par des couperets (traits obliques) rouges qui permettent de stopper

l’enchaînement des phénomènes qui conduiraient à l’Évènement Redouté Central.

Ces mesures peuvent être de trois types (formalisées de façon différente sur les arbres) :

a. conception : arrêts d’urgence, soupapes, clapets anti-retour, sécurités de niveau

très haut, etc.

b. exploitation : ces mesures prennent en compte sa formation générale et sa

possibilité d’agir en fonction de la cinétique du scénario.

c. action de maintenance : programme de maintenance (préventive), plan

d’inspection, etc.

(3) En aval de l’Évènement Redouté Central, toutes les conséquences ultimes possibles,

en fonction des conditions opératoires et du fluide relâché, sont envisagées.

(4) Les mesures de maîtrise des risques de détection/protection/atténuation sont

matérialisées sur les arbres «papillon» par des couperets (traits obliques) bleus qui

permettent de détecter et limiter les conséquences de l’Évènement Redouté Central.

Elles concernent donc en général l’ensemble les mesures de prévention des sources

d’ignition, les installations de lutte contre l’incendie, etc.

La représentation en « nœud papillon », offre une représentation lisible permettant

l’application d’un traitement probabiliste.

Application au projet H2 :

1 « nœud-papillon » a été réalisé concernant les évènements redoutés centraux

susceptibles d’avoir des effets à l’extérieur des limites de clôture du site :

• ERC 1 : Rupture guillotine sur la ligne Hyway

Ce nœud papillon est fourni en annexe.

Annexe H: Nœud papillon

OU

ET




Rapport final

7.3.2 Evaluation de la probabilité d’occurrence d’un phénomène dangereux

Cette approche quantitative de la probabilité d’occurrence repose sur trois principes :

• Si un phénomène dangereux n’est pas maîtrisé (aucun dispositif de sécurité passif ou

actif n’est mis en place, aucune organisation n’existe), la probabilité d’occurrence de

ce phénomène dangereux sera considérée maximale c’est à dire égale à 1 ;

• La fréquence d’occurrence de l’événement initiateur du phénomène dangereux ou de

l’évènement redouté central considéré est prise en compte pour l’estimation de la

probabilité d’occurrence de cet accident ;

• Le fait de considérer des barrières techniques ou humaines de sécurité ayant une

certaine performance dans le déroulement du scénario peut s’accompagner d’une

atténuation du niveau global de probabilité d’occurrence du phénomène dangereux.

L’approche « par barrières » présente 4 étapes successives détaillées dans les

paragraphes ci-après :

• Etape préliminaire : identification du phénomène dangereux, de son événement

initiateur et des barrières associées ;

• Etape 1 : attribution d’une fréquence d’occurrence caractérisant l’événement initiateur

ou l’évènement redouté central considéré ;

• Etape 2 : sélection des barrières et attribution d’un niveau de confiance à chacune

d’entre elles ;

• Etape 3 : détermination de la probabilité d’occurrence du phénomène dangereux en

fonction des résultats obtenus aux étapes précédentes.

7.3.3 Etape 1 : attribution d’un indice de fréquence d’occurrence caractérisant l’évènement initiateur ou l’évènement redouté central considéré

Les fréquences d’occurrence des événements initiateurs ou des évènements redoutés

centraux des phénomènes dangereux sont issues de diverses bases de données :

a. A.W.Cox, F.P. Lees and M.L. Ang. 3classification of hazaradous location”;

Publication of IChemE - 1990 [R1] ;

b. ARAMIS – Projet européen – site Internet : aramis.jrc.it [R2] ;

c. Area classification code for installations handling flammable fluids – Model code of

safe practice Part 15 – Energy institute – Juin 2005 [R3] ;

d. Purple book – Committe for the prevention of disasters – Guidelines for quantitative

risk assessment – CPR18 – 1999 [R4].

Pour plus de clarté, les valeurs des différentes fréquences d’occurrence sont reportées sur

les nœuds papillons.




Rapport final

Fréquence d’occurrence de l’ERC1 de brèche sur la canalisation Hyway :

Pour une ligne de ½’’ de diamètre et d’une longueur de 150 m,

F = 3,63 10-2

/an [R1]

Probabilité d’ignition : il est considéré une probabilité d’inflammation de 1 (circulation de

véhicules…)

Probabilité d’une ignition immédiate :

P = 10-1

[R3]

Probabilité d’une ignition retardée :

P = 0,9 [R2]

Il est considéré que le phénomène de VCE aura lieu dans 40% des cas, et le phénomène

de flash fire aura lieu dans 60% des cas [R4].

7.3.4 Etape 2 : sélection des barrières et attribution d’un niveau de confiance à chacune d’entre elles

Il est nécessaire de tenir compte de la nature, de la performance des barrières selon

qu’elles agissent en prévention ou protection, et du poids des barrières dites

organisationnelles par rapport aux barrières techniques. Il faut s’assurer de l’adéquation

des barrières de sécurité mises en place vis-à-vis des risques générés. Il s’agit tout

d’abord de vérifier l’indépendance de la barrière étudiée. La notion d’indépendance de la

barrière comprend son indépendance par rapport à la conduite du procédé d’une part, et

aux autres barrières participant à la maîtrise du scénario d’accident majeur d’autre part et

enfin à l’évènement initiateur sur lequel elle agit. Il s’agit par la suite de juger de la

performance de la barrière.

Les mesures de maîtrise des risques présentées sur les arbres papillons sont destinées à

prévenir l’occurrence ou à limiter les conséquences des événements redoutés.

Le tableau suivant présente les MMR ayant un impact notable sur la décote de la

probabilité des phénomènes dangereux présentés ci-dessus. Elles sont évaluées en tenant

compte des critères de performance définis dans l’article 4 de l’arrêté ministériel modifié du

29 septembre 2005 dit « PCIG » : efficacité, cinétique de mise en œuvre, testabilité et

maintenabilité.

Mesure de maîtrise des

risques Efficacité

Cinétique de mise

en œuvre

Maintenabilité

et testabilité Probabilité

MMR de prévention

MMR 1 : Règles de circulation

sur le site

Permet de prévenir

la présence d’une

source d’ignition et

le risque d’agression

des installations par

un véhicule

Critère non pertinent pour

cette MMR.

Information du

personnel et des

entreprises

extérieures

10-1




Rapport final

Mesure de maîtrise des

risques Efficacité

Cinétique de mise

en œuvre

Maintenabilité

et testabilité Probabilité

MMR 2 : Soupape de

décharge

Permet de prévenir

une perte de

confinement en cas

de montée en

pression

Temps d’ouverture de la

soupape d’environ 1 s

Contrôle visuel

annuel et

remplacement

décennal des

soupapes

10-2

MMR 3 : Filtration et

déshumidification (alimentation

par électrolyseur), cartouche

filtrante sur panoplie

(alimentation par cadre)

Permet de prévenir

la présence d’eau

dans la canalisation

impliquant un risque

de corrosion ou un

bouchage


cette MMR.

Analyse en ligne

en sortie

électrolyseur

10-1

MMR 4 : Entretien et

surveillance des canalisations et

caniveaux

Permet de limiter le

risque de fuite


cette MMR.

Le contrôle est

effectué tous les 3

mois

10-1

MMR de protection

MMR A : Mise en sécurité de

la canalisation d’hydrogène en

cas d’arrêt d’urgence, ou de ΔP

amont / aval > 10 bar ou

d’atteinte d’un seuil de débit

haut (FSH).

Limitation de la fuite

par fermeture des

vannes

automatiques et

manuelles amont et

aval, ouverture de la

vanne d’évent.

Sécurité positive

(ouverture)

Temps de détection de la

fuite d’hydrogène, temps

de réponse et temps de

fermeture des vannes

inférieur à 2 s

Chaîne de sécurité

testée tous les 12

mois

10-2

MMR B : Stratégie

d’intervention des moyens de

secours : équipe de 1ère

intervention COFELY en relation

avec GEG/CEA, puis SDIS

Le fonctionnement

de cette barrière

permet de limiter la

dispersion

d’hydrogène et de

limiter l’exposition

des personnes

Temps de détection de la

fuite d’hydrogène, temps

de réponse et temps de

d’intervention de qq

minutes

Exercice

d’intervention

testée une fois par

an

10-1

Tableau 9 : Evaluation des MMR

7.3.5 Etape 3 : détermination de la probabilité d’occurrence d’un phénomène dangereux

Les probabilités d’occurrence globales relatives aux scénarios modélisés sont les

suivantes :

Tableau 10 : Evaluation de la classe de probabilité

Scénario / effets ERC concerné Classe de probabilité

Jet enflammé : effets thermiques

ERC 1/1bis : rupture de la canalisation Hyway

E

UVCE : effets de surpression D

Flash fire : effets thermiques D




Rapport final

7.4 Evaluation de la cinétique

L’ensemble des scénarios étudiés est à cinétique rapide.

7.5 Positionnement des accidents dans la grille de criticité

7.5.1 Objet

L’objet de cette section est de positionner les différents scénarios d’accident majeur étudiés

dans le cadre de cette étude dans la grille du Ministère de l’Ecologie et du Développement

et de l’Aménagement Durable (MEDAD) annexée à l’arrêté du 29 septembre 2005 relatif à

l’évaluation et la prise en compte de la probabilité d’occurrence, de la cinétique, de

l’intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les

études de dangers des installations classées soumises à autorisation.

Il est à noter en préambule que cette matrice de criticité est proposée (Partie 1, chapitre 2

de la circulaire du 10 mai 2010) pour l’appréciation de la démarche de maîtrise des risques

par les exploitants d’établissements visés par l’arrêté ministériel du 10 mai 2000 modifié

relatif à la prévention des accidents majeurs impliquant des substances ou des

préparations dangereuses présentes dans certaines catégories d’installations classées

pour la protection de l’environnement soumises à autorisation. Son utilisation dans le cadre

de la présente étude de dangers est donc une extrapolation.

PROBABILITE

GRAVITE E D C B A

Désastreux

Catastrophique

Important ERC1/1bis – jet

enflammé

ERC1/1bis – flash

fire et UVCE

Sérieux

Modéré

Tableau 11 : Niveau de risque des phénomènes dangereux

8. CONCLUSION

Le projet H2 présenté par PUS aura un impact maîtrisé en termes de dangers.

En effet, les risques pour ces installations ont été évalués dans le cadre de cette étude de

dangers et les mesures ont été prises afin de limiter les risques à un niveau aussi bas que

raisonnablement acceptable.

10-5 10-4 10-3 10-2




Rapport final

LIMITATIONS DU RAPPORT

AECOM France a préparé ce rapport pour l'usage exclusif de ENGIE COFELY PUS conformément à

la proposition commerciale d'AECOM France n°OPP-568083 référencée n° LYO-PRO-16-07797AX

selon les termes de laquelle nos services ont été réalisés. Le contenu de ce rapport peut ne pas être

approprié pour d'autres usages, et son utilisation à d'autres fins que celles définies dans la proposition

d'AECOM France, par ENGIE COFELY PUS ou par des tiers, est de l'entière responsabilité de

l'utilisateur. Sauf indication contraire spécifiée dans ce rapport, les études réalisées supposent que les

sites et installations continueront à exercer leurs activités actuelles sans changement significatif. Les

conclusions et recommandations contenues dans ce rapport sont basées sur des informations

fournies par le personnel du site et les informations accessibles au public, en supposant que toutes

les informations pertinentes ont été fournies par les personnes et entités auxquelles elles ont été

demandées. Les informations obtenues de tierces parties n'ont pas été vérifiées par AECOM, sauf

mention contraire dans le rapport.

Lorsque des investigations ont été réalisées, le niveau de détail requis pour ces dernières a été limité

pour atteindre les objectifs fixés par le contrat. Les résultats des mesures effectuées peuvent varier

dans l'espace ou dans le temps, et des mesures de confirmation doivent par conséquent être

réalisées si un délai important est observé avant l'utilisation de ce rapport.

Lorsque des évaluations de travaux ou de coûts nécessaires pour réduire ou atténuer un passif

environnemental identifié dans ce rapport sont effectuées, elles sont basées sur les informations alors

disponibles et sont dépendantes d'investigations complémentaires ou d'informations pouvant devenir

disponibles. Les coûts sont par conséquents sujets à variation en-dehors des limites citées. Lorsque

des évaluations de travaux ou de coûts nécessaires pour une mise en conformité ont été réalisées,

ces évaluations sont basées sur des mesures qui, selon l'expérience d'AECOM, pourraient

généralement être négociées avec les autorités compétentes selon la législation actuelle et les

pratiques en vigueur, en supposant une approche proactive et raisonnable de la part de la direction du

site.



Projet N° 60527158 - Référence : LYO-RAP-16-07842B – 9 janvier 2017 Rapport final

ANNEXES




Annexe A : Analyse du risque foudre et

Etude Technique foudre




Annexe B : Accidentologie projet H2




Annexe C: Tableaux d'APR




Annexe E : Etude ATEX des installations

DFT après projet H2




Annexe F : Modélisations des scénarios

d'accidents




.




Annexe G : Tracés des modélisations




Annexe H: Nœud papillon

dossier de demande d'autorisation d'exploiter - projet

Documents