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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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,
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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 :
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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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
2.1.3.1 Généralités
S’agissant d’un gaz atmosphérique, l’oxygène n’est pas toxique.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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).
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Figure 2 : Carte annotée du polygone scientifique avec localisation des INB (cadre rouge) et ICPE (cadre bleu)
DFT
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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
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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,
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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.
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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.
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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 ;
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• 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) :
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• 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
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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.
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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%
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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,
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• 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.
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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).
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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)
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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) ;
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• 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
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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
4.1.2.1 Généralités
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 ;
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• 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.
Annexe D : Matrices de sécurité
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.
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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.
Annexe D : Matrices de sécurité
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
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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
4.1.5.1 Généralités
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 :
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• 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,
Zone 1 : 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 susceptible de se présenter occasionnellement en
fonctionnement normal,
Zone 2 : emplacement où une atmosphère explosive consistant en un mélange
avec l’air de substances inflammables sous forme de gaz, de vapeur ou
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.
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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.
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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…) ;
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• 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
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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.
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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
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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
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
4 Rupture d’un flexible
sur panoplie cadre H2
Flash fire - 9 m 8 m 8 m Non
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
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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.
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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
Installation distribution H2 mobilité Air Liquide
Onde de surpression
Bâtiment BOC51C
Camions GEG
Installation distribution H2 mobilité Air Liquide
2 Rupture de la ligne d’hydrogène
BHT/PFP
Effets thermiques
Bâtiment HyDI
Zone back-up
Silo sel
Canalisations sur rack
Batiment DFT
Bâtiments PFP, BHT
Tank Azote
Onde de surpression Seuil des effets dominos non atteint
3 Rupture de la ligne d’hydrogène
LETI
Effets thermiques
Bâtiment HyDI
Zone back-up
Silo sel
Batiment DFT
Bâtiment LETI
Onde de surpression Seuil des effets dominos non atteint
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
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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.
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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
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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).
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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.
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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 létaux
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
Zone délimitée par le seuil des effets létaux
significatifs
Zone délimitée par le seuil des effets létaux
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 ;
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• 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
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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.
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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
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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
Critère non pertinent pour
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
Critère non pertinent pour
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
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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
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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.
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Annexe A : Analyse du risque foudre et
Etude Technique foudre
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Annexe B : Accidentologie projet H2
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Annexe C: Tableaux d'APR
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Annexe D : Matrices de sécurité
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Annexe E : Etude ATEX des installations
DFT après projet H2
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Annexe F : Modélisations des scénarios
d'accidents
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Annexe G : Tracés des modélisations