Analyse Preliminaire de Risques [PDF]

Zitiervorschau

RAPPORT D’ETUDE

07/01/2009

N° DRA-07-79351-11037A

METSTOR : Méthologie de sélection des sites de stockage du CO2 dans les réservoirs souterrains en France Contribution de l’INERIS pour les étapes 2, 3 et 4 du module 5

METSTOR : Méthologie de sélection des sites de stockage du CO2 dans les réservoirs souterrains en France CONTRIBUTION DE L’INERIS AU MODULE 5

Client : ADEME

Liste des personnes ayant participé à l’étude : Pierre ROUX, Brigitte NEDELEC, Charlotte BOUISSOU, Candice LAGNY

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PREAMBULE Le présent rapport a été établi sur la base des informations fournies à l’INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur. La responsabilité de l’INERIS ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été communiquées sont incomplètes ou erronées. Les avis, recommandations, préconisations ou équivalent qui seraient portés par l’INERIS dans le cadre des prestations qui lui sont confiées, peuvent aider à la prise de décision. Etant donné la mission qui incombe à l’INERIS de par son décret de création, l’INERIS n’intervient pas dans la prise de décision proprement dite. La responsabilité de l’INERIS ne peut donc se substituer à celle du décideur. Le destinataire utilisera les résultats inclus dans le présent rapport intégralement ou sinon de manière objective. Son utilisation sous forme d’extraits ou de notes de synthèse sera faite sous la seule et entière responsabilité du destinataire. Il en est de même pour toute modification qui y serait apportée. L’INERIS dégage toute responsabilité pour chaque utilisation du rapport en dehors de la destination de la prestation.

Rédaction

Vérification

Approbation

NOM

Pierre ROUX

Frédéric MERLIER

Sylvain CHAUMETTE

Qualité

Ingénieur Unité DIAG

Responsable Unité DIAG

Responsable du pôle AGIR

Direction des Risques Accidentels

Direction des Risques Accidentels

Direction des Risques Accidentels

Visa

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TABLE DES MATIÈRES 1. 

INTRODUCTION ................................................................................................................................. 3  1.1  OBJET DU PROGRAMME ..................................................................................................................... 3  1.2  OBJECTIFS GÉNERAUX DES TRAVAUX ................................................................................................ 4  1.3  PLAN, DE RECHERCHE/PROGRAMME DES TRAVAUX ........................................................................... 5  1.4  PRESENTATION DÉTAILLÉE DU MODULE 5 ......................................................................................... 6  1.4.1  Identification des risques technologiques ............................................................................... 7  1.4.2  Identification des risques de fuite du stockage géologique ..................................................... 8  1.4.3  Cartographie des principaux critères de vulnérabilité (CIRED) ............................................ 8  1.5  CONTRIBUTION DE L’INERIS POUR LE MODULE 5............................................................................. 9  2.  ÉTAT DE L’ART ACTUALISÉ DE LA RÉGLEMENTATION S’APPLIQUANT AU PROCESSUS DE SÉQUESTRATION DU CO2 ......................................................................................... 11  2.1  LES CANALISATIONS DE TRANSPORT ............................................................................................... 11  2.2  LES INSTALLATIONS FIXES CONNEXES AU TRANSPORT ET AU STOCKAGE ........................................ 13  2.3  LE STOCKAGE GÉOLOGIQUE ............................................................................................................ 14  2.4  SEUIL D’EXPOSITION ....................................................................................................................... 15  2.4.1  Seuil d’exposition professionnel............................................................................................ 15  2.4.2  Seuil d’exposition des populations ........................................................................................ 15  2.5  RÉCAPITULATION DES DISPOSITIFS RÉGLEMENTAIRES .................................................................... 18  3.  SYNTHÈSE D’ACCIDENTS INTERVENUS SUR DES INSTALLATIONS COMPARABLES 19  3.1  LES CANALISATIONS ....................................................................................................................... 19  3.1.1  Revue d’accidentologie des canalisations............................................................................. 19  3.1.2  Les matières .......................................................................................................................... 19  3.1.3  Les types et circonstances des accidents ............................................................................... 20  3.1.4  Les causes ............................................................................................................................. 21  3.1.5  Les conséquences .................................................................................................................. 21  3.1.6  Synthèse du retour d’expérience « canalisation »................................................................. 22  3.2  LES INSTALLATIONS FIXES CONNEXES AU TRANSPORT ET AU STOCKAGE ........................................ 23  3.3  LES STOCKAGES GÉOLOGIQUES ...................................................................................................... 24  3.4  LES ACCIDENTS CONCERNANT DIRECTEMENT LE CO2..................................................................... 24  3.5  CONCLUSION GÉNÉRALE SUR LE RETOUR D’EXPÉRIENCE CO2 ........................................................ 25  4.  ANALYSE DE RISQUES « GÉNÉRIQUES » SUR LES INSTALLATIONS DE TRANSPORT ET DE STOCKAGE DU CO2....................................................................................................................... 27  4.1  COLLECTE DES DONNÉES D’ENTRÉES NÉCESSAIRES ........................................................................ 30  4.1.1  Description des procédés et des installations ....................................................................... 30  4.1.2  Recensement des matières et produits................................................................................... 38  4.2  TRADUCTION DES DONNÉES D’ENTRÉES ET PRÉALABLES À L’ANALYSE DES RISQUES ..................... 43  4.2.1  Analyse du retour d’expérience............................................................................................. 43  4.2.2  Les potentiels de dangers ...................................................................................................... 45  4.2.3  Caractérisation et localisation des agresseurs externes potentiels....................................... 49  4.3  ANALYSE PRÉLIMINAIRE DES RISQUES ............................................................................................ 50  5.  MESURES DE SÉCURITÉ « GÉNÉRIQUES »............................................................................... 54  5.1  RETOUR D’EXPÉRIENCE EOR.......................................................................................................... 54  5.1.1  Un exemple de canalisation terrestre.................................................................................... 54  5.1.2  Les moyens de surveillance des canalisations....................................................................... 54  5.2  CHOIX DU TRACÉ DE LA CANALISATION .......................................................................................... 54  5.3  TECHNIQUES DE MONITORING ......................................................................................................... 55  6.  CONCLUSION .................................................................................................................................... 56  7. 

LISTE DES ANNEXES....................................................................................................................... 57 

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1. INTRODUCTION 1.1 OBJET DU PROGRAMME

Le projet METSTOR a pour objet de concevoir une méthodologie permettant, sur la base d’un jeu de données aussi exhaustif et représentatif que possible des caractéristiques du sous-sol français et de critères socio-économiques (inventaire), de proposer des solutions techniques intégrées pour le stockage du CO2 dans des formations géologiques sur le territoire français (on et off-shore). L’approche de la problématique du stockage de CO2, proposée dans le cadre de ce projet, se veut globale afin de ne pas hypothéquer d’éventuelles solutions pour l’avenir. C’est pourquoi l’inventaire des formations géologiques doit prendre en compte non seulement les solutions classiques telles que le stockage en réservoir ou la séquestration dans les couches de charbon, mais également de nouvelles voies telle la séquestration minéralogique dans les roches basiques ou ultra-basiques (basaltes, serpentines). Chacun des types de formations géologiques envisagées possède ses propres caractéristiques bénéfiques ou défavorables vis-à-vis du stockage du CO2. Enfin, cet inventaire doit être complété par un inventaire des sources d’émissions de CO2 en s’attachant, autant que faire ce peut, à caractériser les compositions (quantitatives et/ou qualitatives) des gaz émis. L’ensemble des données, critères et solutions techniques issues de l’étude doit être intégrées dans un système d’aide à la décision accessible en ligne (via Internet) et exploitable par les industriels aux fins d’analyser les solutions disponibles tant en ce qui concerne les capacités de stockage à proximité de leurs installations que les solutions techniques à mettre en œuvre et les contraintes techniques et environnementales liées soit au site, soit aux solutions techniques envisagées.

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1.2 OBJECTIFS GÉNERAUX DES TRAVAUX Ces quelques considérations précédentes démontrent qu’il ne saurait y avoir de solution unique au problème du stockage souterrain du CO2, et qu’il convient a priori d’identifier les différents critères à prendre en compte pour la recherche de solutions efficaces afin de répondre aux futurs besoins en termes de réduction des émissions des gaz à effet de serre. Ainsi, en mettant au regard de chacune des sources de CO2 identifiée sur le territoire métropolitain, les différents réservoirs potentiellement favorables au stockage, on doit pouvoir renseigner, pour chacune des solutions proposées, les paramètres suivants :

ƒ capacités de stockage offertes par le milieu naturel, ƒ proximité des sources d’émission du CO2, ƒ faisabilité technique de l’injection en fonction du milieu choisi, ƒ risques liés à l’ensemble du processus de la préparation et du stockage de gaz,

ƒ risques d’éventuelles fuites vers les nappes phréatiques et vers la biosphère, ƒ paramètres d’acceptabilité socio-économiques. Afin de permettre cette analyse multi-critère, des études fondamentales doivent être menées afin d’identifier les critères déterminants à prendre en compte. Cela concerne pour l’essentiel :

ƒ la quantification des potentialités de stockage ou de séquestration en fonction des formations géologiques candidates,

ƒ la réactivité de la formation géologique vis à vis d’autres gaz polluants (SO2, NOx, …) et par conséquence la pureté minimum acceptable du CO2 injecté,

ƒ les solutions techniques d’injection et leurs contraintes (gaz supercritique, gaz dissous), pour chaque type de formation géologique concernée,

ƒ l’identification des risques techniques liés au stockage souterrain (risques

technologiques pendant la récupération, la préparation et l’injection de gaz, fuites, temps de retour vers la biosphère, …), en borner les conséquences, les probabilités, et explorer les irréversibilités,

ƒ l’identification des critères d’acceptabilité vis à vis des populations.

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1.3 PLAN, DE RECHERCHE/PROGRAMME DES TRAVAUX Compte tenu de son aspect pluri-disciplinaire, ce projet a pu être aisément découpé en modules pouvant être traités de façon indépendante (études thématiques). Cependant, il a été nécessaire de tester les différents critères résultant des études thématiques sur un jeu de données aussi exhaustif que possible afin de vérifier la réalité du résultat de l’analyse multi-critère proposée mais également d’identifier les lacunes de connaissance (les verrous) nécessaires de combler pour chacune des solutions proposées. Il s’agit donc de réaliser un véritable démonstrateur (une application SIG accessible sur Internet) exploitant une base de données évolutive et pouvant être par la suite complétée par les utilisateurs eux-même. Les différents modules et leurs objectifs correspondants sont les suivants :

ƒ Module 1 « Recueil des données géologiques » (coordination BRGM) Objectif : Recueillir, sur la base de projets déjà réalisés (publics ou privés moyennant l’obtention d’une autorisation d’accès des propriétaires des études) et pour l’ensemble des formations géologiques concernées (réservoirs aquifères, gisements - cf. nota bene ci-dessus - et couches de charbon, roches volcaniques basiques et ultrabasiques), l’ensemble des données disponibles relatives à la géologie, au sein d’une base de données géoréférencée. Identifier les paramètres clés indispensables à l’estimation réaliste des capacités de stockage du CO2.

ƒ Module 2 « Inventaire des émetteurs de CO2 en France » (coord. BRGM) Objectif : Obtenir une cartographie des principaux émetteurs industriels de CO2 en France.

ƒ Module 3 « Réactivité de la formation géologique » (coord. IFP) Objectif : Etablir une synthèse des différentes modélisations réalisées dans le cadre de projets de recherche ou commerciaux permettant d’estimer, pour chaque type de réservoir ou de formation géologique hôte, la réactivité de la formation géologique vis à vis de mélanges de gaz polluants identifiés dans le module 2. Régionaliser les résultats de ces études pour chacun des réservoirs identifiés sur le territoire national. Identifier les contraintes physiques imposées pour chaque option de stockage ou de séquestration et les caractéristiques chimiques minimales acceptables du fluide à injecter.

ƒ Module 4 « Technique d’injection » (coord. GdF) Objectif : Présenter une synthèse des solutions techniques actuellement disponibles concernant les installations de surface et les équipements de forage permettant l’injection de CO2 dans les formations géologiques.

ƒ Module 5 « Evaluation des risques techniques » (coord. INERIS) Objectif : Identifier et évaluer les risques puis sélectionner parmi ceux-ci, ceux qui présenteront les risques les plus importants vis à vis de l’environnement physique et humain du stockage afin d’en établir une cartographie. Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 5 sur 58

ƒ Module 6 « Critères d’acceptabilité vis à vis des populations » (coord. CIRED)

Objectif : Evaluer la perception et la communication du risque lié au stockage géologique du CO2

ƒ Module 7 « Démonstrateur » (BRGM) Objectif : Concevoir un outil d’aide à la décision permettant d’informer l’utilisateur sur l’ensemble des données disponibles mais également sur les lacunes de données, et lui permettre de combiner les informations fournies avec ses propres informations. Le présent document est rattaché au module 5 qui s’intitule : Evaluation des risques techniques.

1.4 PRESENTATION DÉTAILLÉE DU MODULE 5 Le CO2 n’est pratiquement pas toxique aux faibles concentrations, mais il devient dangereux, même en présence d’oxygène, si sa teneur augmente. Son action toxique porte sur le système sanguin et surtout le système respiratoire. Substitué à l’oxygène de l’air ou diluant celui-ci, il peut également être à l’origine d’un risque d’asphyxie pour les personnes exposées. A titre d’exemple, la réglementation minière en France limite à 1% la concentration de ce gaz dans l’air pendant le travail. De même, l’ensemble du processus de stockage en milieu géologique souterrain (la capture, la préparation, le transport, l’injection,…) nécessite l’emploi de méthodes et d’installations technologies spécifiques mettant notamment en œuvre des hautes pressions et des basses températures. Par ailleurs, même si un des critères principaux pour le choix des sites potentiels de stockage sera une faible perméabilité des terrains de recouvrement, une certaine migration de gaz vers la surface peut avoir lieu. Dans le cadre du stockage géologique de dioxyde de carbone, il est donc important d’identifier et d’évaluer les risques puis de sélectionner parmi ceux-ci, ceux qui présenteront les risques les plus importants vis à vis de l’environnement physique et humain du stockage afin d’en établir une cartographie. Les principales étapes de l’étude concerne donc l’identification :

ƒ des risques technologiques sur les sites de la récupération, du traitement et de l’injection du dioxyde de carbone,

ƒ des risques liés aux fuites de gaz du gîte géologique du stockage vers la surface du sol, par les terrains de recouvrement et les aquifères,

ƒ d’une tentative de cartographie des principaux critères de vulnérabilité de l’environnement physique et humain vis à vis du stockage,

Ces différentes étapes de l’étude sont décrites ci-après comme le prévoyait la définition initiale du projet.

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1.4.1 Identification des risques technologiques

L’étude de l’identification des risques technologiques comporte quatre étapes: Etape 1 : Définition d’un processus « type » de séquestration géologique du CO2 Le but de cette phase est de recueillir l’ensemble des données nécessaires relatives aux installations technologiques, concernant leur typologie et leur conception. L’objectif sera d’identifier les principales fonctions des unités et les équipements associés. Les caractéristiques de ces derniers seront précisées de telle façon qu’elles puissent servir de base à l’analyse des risques et à l’examen des scénarios envisagés. Une description fonctionnelle des installations type sera réalisée en indiquant les paramètres opératoires et procédures prévus pour les différentes phases de l’exploitation, de maintenance, de démarrage et d’arrêt. A l’issue de cette étape, la typologie d’installations « type » sera définie. Etape 2 : Réalisation d’un état de l’art actualisé de la réglementation et de la sécurité s’appliquant à l’ensemble du processus de séquestration géologique du CO2. Cette étape vise à réaliser un état de l’art du domaine du processus de séquestration géologique du CO2 en matière de sécurité. A l’issue de cette étape, un rapport de synthèse rendra compte de cet état de l’art en mettant en avant les contextes réglementaires en Europe et Amérique du Nord dans lesquels s’inscrivent les différentes installations étudiées en détail sous l’approche sécurité. Etape 3 : Réalisation d’une analyse de risques « générique » sur les installations du processus de séquestration géologique du CO2. L’objectif sera d’identifier, d’une part, les dangers des installations étudiées, liés aux produits utilisés et aux équipements associés ainsi qu’aux installations internes susceptibles d’interactions et, d’autre part, les dangers d’origine externe liés aux activités extérieures (éléments naturels...). L’INERIS fera une synthèse d’accidents survenus sur des installations comparables. L’étude de ces accidents et l’analyse des enseignements tirés permettront de compléter l’analyse de risques. Etape 4 : Définition des mesures de sécurité « génériques » L’objectif de cette partie sera d’identifier les consignes de sécurité, l’installation de dispositifs de contrôle, de régulation et de protection à mettre en œuvre sur une installation type afin de maîtriser les risques.

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1.4.2 Identification des risques de fuite du stockage géologique Ces risques concernent la possibilité de fuites du CO2 depuis le réservoir jusqu’à la surface du sol par les terrains de recouvrement et les aquifères. Le manque de retour d’expérience sur de longues durées relatif aux stockages souterrains ne permet pas d’évaluer le comportement et la durabilité d’un stockage sur plusieurs siècles. Cependant, dans le cas du stockage géologique du CO2, la question n’est pas d’assurer une totale étanchéité du stockage mais de garantir que le temps de retour du gaz stocké vers la biosphère sera suffisamment long et à des flux suffisamment faibles pour être acceptables par la population. De plus, l’impact de la diffusion verticale des gaz stockés sur les éventuels aquifères sus-jacents devra être estimé afin de ne pas entraîner de pollutions secondaires. A ce titre, le projet pourra bénéficier des résultats en cours d’acquisition dans le cadre du projet européen CO2REMOVE et par le Laboratoire des Fluides Complexes (Univ. Pau) dans le cadre d’une thèse cofinancée par l’ADEME et TOTAL « Evaluation des paramètres thermophysiques déterminant la sûreté du stockage » qui identifie les paramètres contrôlant les fuites de CO2 par les roches de couverture et par les aquifères sous-jacents. Enfin, les techniques permettant d’optimiser la sûreté du stockage, et notamment l’étanchéité sur le long terme d’une roche de couverture donnée mise en contact avec du CO2, devront être identifiées (LFC).

1.4.3 Cartographie des principaux critères de vulnérabilité (CIRED) Le but est de définir une méthodologie permettant, sur la base d’une enquête d’experts, d’identifier les critères pertinents permettant de construire une analyse régionalisable des risques. Trois aspects sont à considérer :

ƒ Contraintes réglementaires (cf. item 1 ci-dessus). ƒ Risques technologiques : critères de dangerosité (cf. item 1 et 2 ci-dessus). ƒ Risques environnementaux : critères de vulnérabilité vis à vis des écosystèmes naturels et artificiels, pour divers types de fuite.

Concernant ce dernier point, parmi les critères écologiques de vulnérabilité, deux critères devront être identifiés. Ils concerneront respectivement les milieux naturels et les populations locales. Les formules seront basées sur les types de données disponibles dans les SIG employés. Concernant les risques technologiques, l’analyse sera structurée pour chacune des étapes de la filière : capture / transport / injection, en mettant l’accent, pour ce projet, sur la troisième étape : les problèmes d’injection, de diffusion et le devenir Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 8 sur 58

à long terme dans le réservoir. Les informations seront issues pour l’essentiel, des travaux présentés dans les items 1 et 2 ci-dessus et complétés par une enquête auprès d’organismes ou entités concernées par la thématique. Cette analyse permettra de décrire les divers modes de défaillance et borner leurs probabilités futures et leurs effets prévisibles. Elle se basera à la fois sur les modèles académiques et sur les observations dans le passé récent. La méthodologie permettra d’examiner l’importance de l’ensemble des critères d’impacts notés dans la littérature sur la gestion industrielle du CO2, incluant par exemple les fuites, les effets sur les écosystèmes souterrains, les risques pour les travailleurs ou encore les effets des infrastructures sur le paysage. Elle conduira à sélectionner un petit nombre de critères principaux sous la forme de risques type. Les plus importants concerneront le risque de fuite, et on distinguera à cet égard le risque de fuites faibles mais à long terme du risque de fuites fortes et soudaines. Des méthodes (ou des tables) pour quantifier ces risques en fonction des caractéristiques des sites et des techniques mises en œuvre seront élaborées. Les niveaux de dangerosité pourront être exprimés en termes d’intervalles de probabilité et de conséquence pour les différents types de risque. Ces résultats permettront une analyse cartographique préliminaire des risques. Il s’agit d’une première approche, puisque pour utiliser des critères plus précis, il serait nécessaire de construire des hypothèses de mise en œuvre plus explicites. Le but de la méthodologie est de contribuer au screening d’un site pilote, et non d’analyser dans le détail un cas particulier.

1.5 CONTRIBUTION DE L’INERIS POUR LE MODULE 5 La contribution de l’INERIS pour le module 5 du projet concerne :

ƒ la réalisation d’un état de l’art actualisé de la réglementation s’appliquant au processus géologique de séquestration du CO2 dans le cadre de l’étape 2,

ƒ la réalisation d’une synthèse d’accidents intervenus sur des installations comparables dans le cadre de l’étape 3,

ƒ la réalisation d’une analyse de risques « génériques » sur les installations du processus géologique de séquestration du CO2 dans le cadre de l’étape 3,

ƒ la définition des mesures de sécurité « génériques » dans le cadre de l’étape 4.

Les caractéristiques des équipements associés aux principales fonctions des unités technologiques dégagées de l’étape 1 à cet effet, sont destinées à être utilisées comme éléments de base à l’analyse des risques et à l’examen des scénarios envisagés. Pour cette contribution, les différentes étapes de l’étude telles que définies au début du projet (c.f 1.4.1) ont été adaptées aux évolutions des limites du projet.

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Les éléments principaux de ces nouvelles limites redéfinies en accord avec le donneur d’ordres sont listés ci-dessous :

ƒ le domaine global d’intervention a été recentré aux installations situées après

la captation jusqu’au stockage géologique et ont été exclus les transports par bateau et par camion,

ƒ l’étude des canalisations a été limitée aux seules canalisations terrestres. Les canalisations maritimes ne sont donc pas considérées,

ƒ la longueur de la canalisation de transport depuis le lieu de captage jusqu’au

lieu de stockage a été considérée de 100 km. Ainsi, pour couvrir l’ensemble des typologies de stockage, la présence à la surface des sites de stockage, juste avant la tête de puits, soit d’une vanne de détente soit d’une pompe de recompression a été considérée.

ƒ tous stockages intermédiaires de CO2 sur le site d’injection ont été exclus du champ de l’étude,

ƒ à souligner enfin, que principalement du CO2 à l’état pur a été considéré mais que la présence d’impuretés a été étudiée au plan supplémentaires spécifiques qu'elles pourraient engendrées.

des

risques

Les maillons de la chaîne de transport et de stockage du CO2 concernées par le champ de l’étude sont donc désormais les suivantes :

ƒ les canalisations de transport terrestre depuis le lieu captation (piégeage)

vers le lieu de stockage souterrain, sans station de recompression ou de détente

ƒ les installations fixes de régulation de pression (vanne de détente ou pompe de recompression) avant la tête de puits,

ƒ les installations d’injection en surface et en sous-sol (tête de puits, puits), ƒ le stockage du CO2 dans le sous-sol profond dans les formations

géologiques : les aquifères salins, les gisements de pétrole et de gaz épuisés, les veines de charbon non exploitées et les roches basiques.

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2. ÉTAT DE L’ART ACTUALISÉ DE LA RÉGLEMENTATION S’APPLIQUANT AU PROCESSUS DE SÉQUESTRATION DU CO2 Compte tenu des limites fixées pour le projet, la recherche des réglementations s’appliquant à la séquestration du CO2 a porté sur :

ƒ les canalisations de transport terrestre, ƒ les installations fixes connexes au transport par canalisation (pompe de recompression ou vanne de détente) et au stockage,

ƒ le stockage géologique.

2.1 LES CANALISATIONS DE TRANSPORT

Avant 2006, le CO2 était couvert par la troisième catégorie (produits chimiques) de classement des fluides (autres que l’eau) prévue par la réglementation française susceptibles d’être transportés par canalisation. Ce classement comportait trois catégories ; les deux autres catégories étant pour la première catégorie : les hydrocarbures et pour la deuxième catégorie : les gaz combustibles. Les textes applicables pour le CO2 (hors textes généraux régissant les activités à caractère industriel) à considérer étaient alors: ƒ

L’arrêté du 6 décembre 1982,

ƒ

Le décret 65-881 du 18 octobre 1965 (version consolidée : 28 décembre 2003).

En 2006 la réglementation française en matière de transport de gaz par canalisation été modifiée par l’arrêté du 4 août 2006 portant règlement de la sécurité des canalisations de transport de gaz combustibles, d’hydrocarbures liquides ou liquéfiés et de produits chimiques (publication au JO le 15 septembre 2006). Cet arrêté dont l’objectif est de préserver la sécurité des personnes et des biens et d’assurer la protection de l’environnement, définit les nouvelles prescriptions minimales pour la conception, la construction, l’exploitation, et l’arrêt (temporaire ou définitif) de canalisations de transport de fluides. L’arrêté du 4 août 2006 distingue désormais 5 classes de fluides, selon des critères de danger suivants. Les classes (en particulier ici la classe E) sont définies selon leur degré de dangerosité par référence à l’article réglementaire R231-51 du Code du Travail.

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Classe*

Description

A

Liquides non inflammables à base d’eau

B

Fluides inflammables ou toxiques en phase liquide à la température ambiante et à pression atmosphérique

C

Fluides non inflammables et non toxiques en phase gazeuse à la température ambiante et dans les conditions de pression atmosphérique

D

Gaz combustibles

E

Fluides autres que ceux de la classe D, inflammables ou toxiques en phase gazeuse à la température ambiante et à pression atmosphérique, qu’ils soient transportés en phase gazeuse ou liquéfiée

Compte tenu de la nature et des caractéristiques du CO2 il apparaît que :

ƒ le CO2 pur correspond à la classe C, ƒ le CO2 non-pur, selon la nature et la concentration des composés annexes, est susceptible d’être classé dans la classe E.

Remarque : Concernant les composés annexes pour un éventuel classement dans la classe E au lieu de la classe C, les éléments suivants peuvent être avancés :

ƒ la présence d’azote (N2), d’argon (Ar) ou d’oxygène (O2) ne doit pas a priori entraîner un changement de classe, si la concentration en oxygène reste faible,

ƒ le transport de co-constituants comme l’H2S, le SO2 ou les NOX est a priori à regarder au cas par cas en fonction des concentrations.

Parmi les dispositions nouvelles importantes, l’arrêté du 4 août 2006 stipule qu’une étude de sécurité doit être réalisée sous la responsabilité du transporteur. Celle-ci doit en particulier contenir :

ƒ une description du projet de canalisation et de son environnement ƒ une analyse des risques pour l’ouvrage et une application au tracé retenu identifiant des sources de dangers et des mesures compensatoires associées ; définissant des scénarios de référence et quantifiant des effets redoutés,

ƒ des études des points particuliers avec réévaluation éventuelle des effets redoutés et éventuelles.

définition

de

mesures

compensatoires

supplémentaires

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Une description plus détaillée du contenu de l’étude de sécurité est fournie en annexe A. Cette réglementation récente est en train de se mettre en place notamment au plan de la méthodologie de déroulement de l’étude de sécurité et les conditions de son application ne sont pas totalement arrêtées. Il est important de souligner que si on fait une analogie avec les études de dangers de la réglementation des Installations classées relative aux installations fixes, on constate que les démarches adoptées sont très similaires plus particulièrement pour la partie correspondante à l’identification des sources de danger et aux mesures compensatoires associées qui reprend les éléments de l’analyse préliminaire des risques (APR).

2.2 LES INSTALLATIONS FIXES CONNEXES AU TRANSPORT ET AU STOCKAGE Ces installations fixes concernent les pompes de recompression ou les vannes de détente selon le cas ; les équipements d’injection et les installations éventuelles de traitement du CH4 récupéré. Concernant les installations fixes, les dispositions réglementaires à retenir sont celles applicables aux installations classées, et notamment le processus d’analyse de risques utilisé dans le cadre des études de dangers présentée au paragraphe 4. Un aspect aussi important est de voir si l’installation fixe concernée relève d’une rubrique de la nomenclature des installations classées afin de prendre en compte les éventuelles prescriptions réglementaires spécifiques correspondantes. Dans la nomenclature des Installations Classées figure la rubrique 2920 modifiée par le décret n° 2006-678 du 8 juin 2006 relative aux installations de compression dont la désignation est : 2920-Réfrigération ou compression (installations de) fonctionnant à des pressions effectives supérieures à 105 Pa : 1°/ comprimant ou utilisant des fluides inflammables ou toxiques, la puissance absorbée étant : -

a) Supérieure à 300 kW : (A - 1)

-

b) Supérieure à 20 kW, mais inférieure ou égale à 300 kW : (D C)

2°/ dans tous les autres cas : -

a) Supérieure à 500 kW : (A - 1)

-

b) Supérieure à 50 kW, mais inférieure ou égale à 500 kW : (D)

La rubrique fait l’objet d’un « Arrêté type n ° 361 » pour les installations relevant du régime de « Déclaration ». Cet arrêté est présenté en annexe B.

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2.3 LE STOCKAGE GÉOLOGIQUE Actuellement il n’existe pas de réglementation au plan français pour l’exploitation d’un site de stockage de CO2. Une mission relative aux dispositions juridiques applicables à de premiers projets d’injection et de stockage de gaz carbonique a été diligenté au Conseil Général des Mines en mai 2005 par le ministre délégué à l’Industrie. A l’issue de cette mission un rapport tenant compte de l’état de droit international et notamment européen en vigueur a été établi. Les principales orientations de ce rapport sont les suivantes :

ƒ Au stade des premières expérimentations le rapport suggère de se référer au code minier moyennant l’adoption des textes d’application du code minier pour les stockages souterrains, nécessités par la codification de 2003,

ƒ Pour la réalisation des stockages souterrains eux-mêmes, et tout particulièrement ceux de très long terme, le rapport suggère que des modifications législatives soient apportées soit au code de l’environnement soit au code minier en indiquant une préférence pour le code minier qui ce qui permettrait de traiter les conflits éventuels entre le stockage et la propriété du sous-sol et une sorte de continuité technique (expériences depuis 50 ans de stockage d’autres fluides), industrielle (opérateurs traditionnels déjà reconnus) et juridique (situation déjà prévue par le code minier).

Le rapport signale par ailleurs que des travaux ont été engagés dans divers enceintes et notamment par la commission européenne qui pourraient se traduire par des évolutions des dispositions applicables. A noter qu’au plan français, dans le domaine du stockage de fluide il existe une réglementation particulière du code de l’environnement (décret n° 2002 – 1482 du 20 décembre 2002 modifiant le décret n° 62-1296 du 6 novembre 1962 relatif au stockage souterrain de gaz combustible et le décret n° 65-72 du 13 janvier 1965 relatif au stockage souterrain d’hydrocarbures liquides ou liquéfiés) qui demande de la part de l’industriel exploitant la réalisation d’une étude de dangers et d’un Plan d’Opération Interne (POI) et la fourniture aux autorités publiques les éléments indispensables à l’élaboration du Plan Particulier d’Intervention (PPI).

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 14 sur 58

2.4 SEUIL D’EXPOSITION 2.4.1 Seuil d’exposition professionnel Quant au seuil d’exposition en France il n’y a pas pour l’instant de valeur limite d’exposition professionnelle pour les industries de surface, indicative ou réglementaire, pour le CO2. Toutefois la circulaire du code du travail du 9 mai 1985 précise que le renouvellement de l’air de locaux à pollution non spécifique, la concentration maximale admissible de CO2 est d’environ 0,1 %. A noter que le RGIE pour les industries extractives dans son arrêté du 8 juin 1990 fourni des concentrations pour la VME de 1 % et pour la VLE de 2 %. Au plan européen, la directive 91/322/CE précise quant à elle que pour exposition régulière sur huit heures de travail, la moyenne pondérée de concentration ne doit pas dépasser 0,5 %.

2.4.2 Seuil d’exposition des populations Dans les Fiches de données de Sécurité (FDS) des fabricants relatives au CO2, le risque d’asphyxie est clairement identifié dans les dangers. Des informations générales sont fournies sur le risque toxicologique stipulant qu’en haute concentration le CO2 cause une insuffisance respiratoire rapide. Les symptômes sont le mal de tête, les nausées et les vomissements, qui peuvent conduire à la perte ce connaissance. Actuellement il n’existe pas de seuil d’effets définis pour le CO2 car il ne fait pas parti des gaz dangereux. Il est difficile de préconiser pour le CO2 un seuil dans le cadre d'une évaluation de la toxicité aiguë sur la population lors d'un évènement accidentel. En effet:

ƒ les seuils disponibles sont établis pour des situations au travail ; ƒ les études sources ne peuvent être évaluées du fait de références non disponibles ou incomplètes. Les informations proviennent donc des différents résumés des monographies relatives au dioxyde de carbone ;

ƒ pour l'IDLH (Immediatly Dangerous to Life and Health) la concentration en CO2 utilisée dans l'étude ayant servi à l'élaboration de ce seuil semble élevée pour des études sur des volontaires humains vis à vis des différents seuils toxicologiques obtenus après une recherche bibliographique (Cf. tableaux cidessous).

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 15 sur 58

Concentration de CO2 (ppm) 170 000 à 300 000

Temps

Effets

inférieur à une minute

Inconscience, convulsion, coma et mort

une minute à plusieurs minutes

Vertige, somnolence, contractions musculaires, perte de connaissance.

quelques minutes

Perte de connaissance ou proche de la perte de connaissance

> 100 000 - 150 000

70 000 à 100 000

1,5 minutes à une heure

1-2 minutes 60 000

BLEVE)

CH4

•

éclatements pneumatiques + projectiles

•

surpression

Toxicité pour l’homme ƒ

intoxication

ƒ

asphyxie

Réservoir en veines de charbon

Inflammabilité

Huile

ƒ

incendie

ƒ

explosion

Inflammabilité

Pompe de recompression

incendie

Installation de traitement de CH4

ƒ

4.2.2.2 Dangers liés aux réactions chimiques Les process mis en œuvre pour le transport et le stockage du CO2 sont simples et ne présentent a priori pas de dangers notables liés à des réactions chimiques. 4.2.2.3 Dangers liés aux conditions d’exploitation et aux équipements Les dangers liés aux conditions d’exploitation et aux équipements des maillons de la chaîne de transport et de stockage du CO2 résultent essentiellement :

ƒ du transport par canalisation de CO2 à l’état supercritique susceptible de donner lieu des fuites accidentelles générant un risque toxique et des explosions (BLEVE) engendrant un risque de surpression et des risques liés aux projections de fragments.

ƒ de l’utilisation d’installations fixes (pompes de surpression et vannes de

détentes pour le CO2, installation de traitement pour le CH4 récupéré) susceptible de donner lieu des fuites accidentelles générant un risque toxique, et des incendies générant un risque thermique,

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 48 sur 58

ƒ du stockage géologique du CO2 susceptible de donner lieu à des fuites accidentelles de gaz en surface (CO2 et CH4) par les puits (éventuellement les anfractuosités des terrains) générant un risque toxique, toxique, des explosions (BLEVE) engendrant un risque de surpression et des risques liés aux projections de fragments et des incendies générant un risque thermique,

4.2.3 Caractérisation potentiels

et

localisation

des

agresseurs

externes

Il s’agit de traduire les interactions possibles de l’environnement sur les installations, à partir des données descriptives collectées au cours de la première étape. L’objectif est de caractériser et de localiser le cas échéant les “ agresseurs ” susceptibles de porter atteinte aux installations étudiées, en entraînant par exemple :

ƒ des changements physiques dans les produits, ƒ des modifications des caractéristiques mécaniques des produits et matériaux, ƒ des contraintes mécaniques ou thermiques sur les structures et les équipements,

ƒ des pertes d’utilité, ƒ une aggravation des effets dus à un événement accidentel survenu en interne (par exemple, réseau incendie inutilisable pour cause de gel). Pour les différents agents extérieurs, il est nécessaire de caractériser l’agression potentielle en faisant figurer dans l’étude de dangers les données quantifiées prises en compte (par exemple les hauteurs d’eaux et zones impactées pour les crues, la carte statistique des points d’impact pour la foudre, les données météo, …). Le cas échéant, il est nécessaire de disposer des conclusions de certaines études spécifiques (étude sismique ou étude foudre par exemple). 4.2.3.1 Agressions liées à l’environnement naturel Pour le transport et le stockage géologique du CO2 les sources d’agression externes liées à l’environnement naturel à considérer sont les suivantes :

ƒ Les affaissements ou glissement de terrain susceptibles de donner lieu à des fuites accidentelles entraînant un rejet de produits toxiques et dans le cas de produits inflammables pouvant donner lieu à des inflammations de la fuite voire à des explosions suite à des détériorations sur :

-

les canalisations de transport de CO2 et de leurs installations annexes,

-

les installations de récupération du méthane (dans le cas de stockage en veines de charbon),

-

les puits.

ƒ Les séismes susceptibles de donner lieu à des fuites accidentelles entraînant un rejet de produits toxiques et dans le cas de produits

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 49 sur 58

inflammables pouvant donner lieu à des inflammations de la fuite voire à des explosions suite à des ruines concernant : -

les installations de surface (canalisations et installations connexes),

-

les installations souterraines (puits, stockage géologique).

ƒ La foudre susceptible de donner lieu à des fuites accidentelles entraînant un rejet de produits toxiques et dans le cas de produits inflammables pouvant donner lieu à des inflammations de la fuite voire à des explosions suite à des détériorations sur :

-

les canalisations de transport de CO2 et de leurs installations connexes

-

les installations de récupération du méthane (dans le cas de stockage en veines de charbon).

A priori on peut considérer que les inondations et les tempêtes n’auront pas d’effets notables dés l’instant que les installations auront été conçues et installées convenablement. 4.2.3.2 Agressions liées à l’activité humaine autour du site Pour le transport et le stockage géologique du CO2 les sources d’agression externes liées à l’activité humaine autour du site à considérer sont les suivantes :

ƒ l’impact dû à la circulation extérieure (véhicule, camion de transport de marchandises dangereuses, engin, barge, …) ;

ƒ les effets dominos depuis un établissement voisin : explosion, feu, projectiles, … ;

ƒ la rupture d’une canalisation d’un réseau proche (pipeline, gazoduc, …). Ces sources extérieures sont susceptibles de donner lieu à des fuites accidentelles entraînant un rejet de produits toxiques et dans le cas de produits inflammables pouvant donner lieu à des inflammations de la fuite voire à des explosions suite à des détériorations sur :

ƒ les canalisations de transport de CO2 et leurs installations connexes, ƒ les installations de récupération du méthane (dans le cas de stockage en veines de charbon),

ƒ les puits.

4.3 ANALYSE PRÉLIMINAIRE DES RISQUES Sur un plan général, l’analyse de risque est un processus itératif qui consiste à :

ƒ identifier de la façon la plus exhaustive possible les phénomènes dangereux

susceptibles de se produire, suite au déroulement de scénarios accidentels identifiés par la mise en œuvre d’une méthode adaptée aux installations, conduite le plus souvent en groupe de travail.

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 50 sur 58

ƒ pour chaque phénomène dangereux, déterminer l’intensité des effets, la

probabilité d’occurrence et la cinétique en tenant compte des barrières de sécurité techniques ou organisationnelles mises en place lorsque celles-ci sont performantes et en adéquation avec le risque

ƒ caractériser la gravité de chaque accident majeur potentiel, fonction de la présence de personnes exposées d’une part ou d’effets dommageables à l’environnement d’autre part ;

ƒ caractériser la maîtrise des risques pour chaque phénomène dangereux

susceptible de conduire à un accident majeur et s’assurer que les fonctions de sécurité permettent autant que possible une défense en profondeur, c’est-àdire qu’elles agissent tant en prévention, qu’en protection et en intervention ;

Pour assurer à l’analyse de risques la qualité qu’elle requiert, il est souhaitable de mener cette analyse au sein d’un groupe de travail réunissant des personnes spécialistes et expérimentées, au moins pour les étapes d’identification des scénarios d’accident et des barrières de sécurité associées. Le fait de réaliser cette évaluation en groupe de travail permet de répondre aux objectifs suivants :

ƒ L’analyse des risques doit tenir compte des spécificités de chaque

établissement en matière d’environnement, d’exploitation ou de stratégie de sécurité. Ces renseignements sont disponibles auprès des personnes travaillant au quotidien sur les installations étudiées ou ayant une connaissance approfondie des installations (cas des projets).

ƒ Les accidents majeurs sont généralement des sinistres rares résultant d’enchaînements et de combinaisons d’événements parfois difficiles à prédire. Une réflexion menée en commun par plusieurs personnes de sensibilité et compétences différentes favorise un examen plus riche des circonstances pouvant conduire à un accident majeur.

ƒ L’analyse des risques en groupe de travail est un outil participant à l’appropriation de l’analyse de risques étude de dangers par l’es différents intervenants dont les décideurs.

L’approche qui a été utilisée pour mener l’analyse de risques des maillons de la chaîne de transport et de stockage du CO2 dans le cadre du présent projet est de type APR (Analyse Préliminaire de Risques), largement employée en étude de dangers. Cette méthode générale est bien adaptée aux objectifs de ce type d’étude. Les grilles d’analyse de risques présentée en annexe E ont été réalisées sans le formalisme d’un groupe de travail, mais ont pris en compte les éléments fournis par les différents participants au projet. Les grilles d’analyse de risques type pour chaque installation sont présentées sous la forme de tableaux dont un exemple est illustré ci-après :

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 51 sur 58

Section étudiée : Toutes sections (risques généraux)

Mode de fonctionnement : tous

Installation : Injection de CO2

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N°

Causes

Dérive Evénement Défaillance redouté central

Phénomène dangereux

F

I

Fréquence de la cause

intensité

Barrières de sécurité

Date : //07

Recommandat ion Remarque

Dans ces tableaux, la colonne relative à la fréquence de la cause (F) et la colonne relative à l’intensité du phénomène dangereux (I) sont à renseigner en fonction du processus étudié par le groupe de travail constitué (échelle validée pour l’intensité, expérience pour la fréquence). A ce sujet les aspects suivants doivent être signalés : Pour l’intensité (I) : L’intensité a priori du phénomène dangereux doit être qualifiée à l’aide d’une échelle validée par le groupe de travail en charge de l’analyse de risques. Cette démarche a été réalisée ici de la façon suivante :

ƒ L’intensité du phénomène est circonscrite au site et la cotation a priori est

estimée à 1. Par conséquent, les personnes extérieures au site ne seront pas impactées et ce scénario relève uniquement du domaine du Code du Travail. Il est donc inutile d’approfondir ce scénario et de remplir les colonnes 2 à 3 et 8 à 12.

ƒ L’intensité du phénomène est circonscrite au site et la cotation a priori est

estimée à 2. Comme dans le cas précédent, ce scénario relève uniquement du Code du Travail sauf si la possibilité d’effets dominos internes au site peut être envisagée.

ƒ Dans ce cas, il peut être intéressant à ce stade, d’approfondir le scénario en évaluant le niveau de confiance des barrières.

ƒ L’intensité du phénomène sort du site et la cotation a priori est estimée à 3 OU un doute ne permet pas d’affirmer a priori que le phénomène dangereux est circonscrit au site et une intensité comprise entre 2 et 3 lui est affectée. Par conséquent, il est nécessaire d’approfondir le scénario accidentel par :

ƒ 1°) l’identification des barrières et de leur niveau de confiance pour estimer la fréquence du scénario ;

ƒ 2°) une estimation plus fine de l'intensité du phénomène, pour ensuite estimer la gravité des effets extérieurs au site.

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 52 sur 58

Il sera nécessaire de caractériser plus finement l'intensité de l'ensemble des scénarios pour lesquels une intensité a priori est estimée à 3, ainsi que ceux d’intensité 2 assujettis d’une suspicion d’effets dominos internes. Le plus souvent, cela sera effectué à l'aide d'une modélisation spécifique (mais tout autre moyen justifié peut être retenu, comme par exemple l'usage du retour d'expérience, l’utilisation de formules ou d’abaques, ou la comparaison avec d'autres scénarios modélisés). Pour la fréquence (F) :

ƒ Il convient de rappeler que le terme « probabilité » est à considérer comme un critère générique, qui est en fait un abus de langage. En pratique, en analyse de risques, on considère un nombre d’occurrence par an, qui est une fréquence d’occurrence dont l'unité est donc an-1. Ce nombre est converti dans une classe de fréquence selon l'échelle qui figure en annexe 3.

ƒ La fréquence d’occurrence annuelle de chaque cause envisagée doit être

qualifiée en l’absence de barrières de sécurité (hormis pour les effets dominos) selon l’échelle de fréquence validée par le groupe de travail..

Le Retour d’Expérience (REX) sur les équipements et les hommes (défaillance régulation, erreur humaine…) est utile à ce stade. En fonction de la fiabilité des données du REX, la fréquence d’occurrence peut être obtenue soit de manière semi-quantitative, soit de manière qualitative. Les tableaux de résultats de l’analyse de risques relatifs aux installations des différents maillons de la chaîne de captage et de stockage du CO2 réalisée selon la méthode décrite précédemment sont présentés en annexe E.

Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 53 sur 58

5. MESURES DE SÉCURITÉ « GÉNÉRIQUES » Source : Eléments issus du rapport Gaz de France M.DRX.PSMS.2007 à prendre en compte pour les mesures de sécurité génériques. 5.1 RETOUR D’EXPÉRIENCE EOR 5.1.1 Un exemple de canalisation terrestre Canyon Reef est une canalisation terrestre, construite en 1970 aux Etats Unis. 12 000 t de CO2 /jour parcourent 352 km à une pression de service de 96 bar. L’opérateur de la canalisation est Kinder Morgan et le CO2 provient d’une usine de gazéification Shell. La canalisation est divisée en 2 sections : l’une de 290 km de 406,4 mm de diamètre extérieur et d’une épaisseur de 9,53 mm constituée d’acier ordinaire X65 ; l’autre de 60 km de 323,85 mm de diamètre extérieur et d’une épaisseur de 8,74 mm constituée d’acier ordinaire X65. Une petite section avant l’unité de déshydratation au glycol est réalisée à partir d’un alliage résistant à la corrosion (304L). Les canalisations sont enterrées au minimum à 0,9 m de profondeur , et chaque point de la canalisation est à moins de 16 km d’un clapet anti-retour. La plus grande distance entre 2 stations de compression est de 160 km.[1] 5.1.2 Les moyens de surveillance des canalisations Dans une canalisation, les éléments de surveillance sont redondants. Ils sont tous reliés à une station de surveillance qui centralise toutes les opérations. La plupart des actions sont contrôlées automatiquement. Il n’y a qu’en cas d’urgence que l’intervention humaine est nécessaire. L’intérieur des canalisations est nettoyé et observé par des racleurs. Ces racleurs peuvent inspecter la corrosion interne, la corrosion externe et les déformations mécaniques des canalisations. L’extérieur des canalisations est aussi surveillé. Aux Etats Unis, des avions inspectent l’état des canalisations de CO2 à une fréquence fixée par la réglementation. Cela permet de détecter les intrusions de tiers, les travaux non autorisés… Certaines canalisations ont des moyens de détection des fuites propres comme un système acoustique ou une mesure de changement de pression. [1] 5.2 CHOIX DU TRACÉ DE LA CANALISATION Actuellement, pour mettre en place une canalisation de CO2 en France, il faut se reporter à la réglementation relative aux canalisations de transport de produits chimiques (Loi du 29 juin 1965) et se reporter à la norme AFNOR NF EN 14161. Cette norme souligne notamment qu’avant toute chose, le choix du tracé de la canalisation est un élément déterminant pour l’implantation d’une nouvelle canalisation. Les éléments à prendre en compte pour le choix du tracé sont les suivants : la sécurité du public et du personnel travaillant sur ou à proximité de la Réf. : DRA-07-79351-11037A Page 54 sur 58

conduite, la protection de l’environnement, les autres biens et installations, les activités des tiers, les conditions géotechniques, hydrographiques et de corrosivité des sols, les exigences de construction, d’exploitation et de maintenance, les exigences nationales et / ou locales et les travaux d’exploration futurs. 5.3 TECHNIQUES DE MONITORING Le risque principal pour le stockage de CO2 est le risque de fuites. Pour surveiller ces fuites potentielles et la migration du CO2 dans le sous-sol, il est possible d’utiliser des techniques géophysiques (sismique 3D, micro-sismique, gravimétrie, électromagnétisme, examen de résistance du puits, diagraphies…) et géochimiques (analyse de l’eau, injection de traceurs, mesures directes en surface…). La surveillance du débit et de la pression d’injection se fait par des jauges en tête de puits. Les jauges de pression en surface sont souvent reliées à la vanne d’arrêt en fond de puits : elles permettent de déterminer s’il y a une fuite ou si la pression en fond de puits va dépasser la pression de fracturation du réservoir. Des nouveaux capteurs en fibre optique permettent de mesurer la température et la pression en fond de puits. Ces mesures du débit d’injection, de la pression à la tête de puits et en fond de puits combinées aux mesures de températures donnent des informations sur l’état du CO2 et la quantité de CO2 injectée. [1] Il n’y a pas de protocole spécial pour l’implantation des techniques de monitoring. Ce protocole sera certainement décrit une fois que la réglementation pour le stockage à grande échelle sera en place. Pour l’EOR, les principaux contrôles à effectuer sont le flux de CO2 et des contrôles relatifs à la santé et à l’environnement. Dans cette perspective, le projet Weyburn, qui a pour but de valider le stockage à long terme du CO2, a utilisé la sismique, les tests sur la contamination des eaux souterraines et le contrôle de la pression en tête de puits pour s’assurer de ne pas dépasser la pression de fracturation du réservoir. La géochimie permettra de valider le stockage à long terme car donnera une vitesse de dissolution du CO2 et la capacité des minéraux du réservoir à réagir avec le CO2 et à le stocker de manière permanente. Des contrôles de la cimentation du puits doivent être effectués par diagraphie. Pour l’abandon de puits, une fois l’injection effectuée, l’implantation de bouchons en ciment résistant à la présence de CO2 sera nécessaire. Toutes les zones perméables doivent être isolées les unes des autres et de la surface en utilisant des barrières permanentes. Pour le stockage de CO2, retirer les équipements non cimentés avant de mettre les bouchons en ciment peut réduire les chemins de fuite qui auraient été créés par la corrosion du tubing et du casing. Le ciment doit être choisi de sorte qu’il résiste à la corrosion du CO2 et à la haute pression. Le puits doit être surveillé après son abandon.

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6. CONCLUSION L’objectif initialement prévu pour ce module était : - Identifier et évaluer les risques technologiques relatifs au processus de stockage souterrain intégrant les installations sur sites fixes telles que la récupération, le traitement et l'injection du dioxyde de carbone mais également le transport du CO2. Puis enfin, identifier et évaluer les risques liés aux fuites de gaz du gîte géologique du stockage souterrain vers la surface du sol, par les terrains de recouvrement et les aquifères ; - Sélectionner parmi les risques identifiés, ceux qui présenteront les risques les plus importants vis à vis de l’environnement physique et humain du stockage afin d’en établir une cartographie. - Estimer la faisabilité d’une cartographie des principaux critères de vulnérabilité de l’environnement physique et humain vis–à–vis du stockage Il est à noter que ce module a été décomposé en deux orientations, l’évaluation des risques et l’étude de vulnérabilité. Concernant l'évaluation des risques du processus de stockage souterrain, objet du présent rapport, les travaux se sont limités à une analyse préliminaire des risques compte tenu du caractère générique du projet METSTOR. L’évaluation des risques aurait consisté à juger si les risques identifiés, par les analyses préliminaires puis détaillée des risques, étaient acceptables, ou suffisamment maîtrisés. L’analyse préliminaire des risques a été menée à son terme en excluant toutefois du champ d'étude les installations de captage et de traitement du CO2, ainsi que le transport par canalisation maritime et par bateau. Seul le transport par canalisation terrestre a été étudié. L'analyse préliminaire des risques a permis d’analyser les dangers et potentiels de danger, qu’ils soient liés directement au CO2, aux autres composés mis en jeu (en particulier le méthane dans le cas d’un stockage en gisement de charbon et en gisements post-pétroliers ou post-gaziers, ainsi que les impuretés présentes dans le fluide stocké), aux équipements de transport et d’injection, et aux conditions d’exploitation du stockage géologique. L'analyse préliminaire des risques a également permis pour chaque type d'installation d'identifier les moyens de prévention adaptés aux potentiels de dangers. Arrivé à ce niveau de description, l'étude détaillée de risques ainsi que l'évaluation ne pourraient se faire que dans le cadre d’un projet de captage & stockage géologique appliqué à un cas réel ce qui aurait permis de juger si effectivement, les risques identifiés étaient acceptables, ou suffisamment maîtrisés. Les éléments de ce rapport ont été utilisés pour la rédaction des fiches de synthèses d’évaluation des risques pour le démonstrateur du module 7.

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7. LISTE DES ANNEXES Repère

Désignation précise

Nb de pages

A

Contenu du dossier d’une étude de sécurité pour les canalisations de transport de gaz combustible et produits chimiques-Guide GESIP-2009

3

B

Arrêté type n° 361 « Réfrigération ou compression (Installations de) »

7

C

Accidents caractéristiques

12

D

Généralités sur les phénomènes dangereux

9

E

Tableaux d’analyse de risques

30

Potentiels de dangers liés au stockage géologiques F

Etanchéité de la couverture - Auteur Daniel Broseta

4

Université de Pau

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ANNEXE A CONTENU DU DOSSIER D’UNE ÉTUDE DE SÉCURITÉ POUR LES CANALISATIONS DE TRANSPORT DE GAZ COMBUSTIBLE ET PRODUITS CHIMIQUES

EXTRAIT DU GUIDE METHODOLOGIQUE RÉALISATION D’UNE ETUDE DE SECURITE CONCERNANT UNE CANALISATION DE TRANSPORT (HYDROCARBURE / GAZ NATUREL / PRODUITS CHIMIQUES) NOUVELLE EDITION 2009 2. CONTENU DU DOSSIER D'UNE ÉTUDE DE SÉCURITÉ 2.1 Sommaire type d'une étude de sécurité Le canevas-type reprend principalement : la description de l'ouvrage, et notamment : l'analyse de l'environnement des ouvrages (milieux humains et physiques), les catégories d’emplacement, l'analyse des risques pour l'ouvrage retenu, l'étude des points singuliers, les dispositions compensatoires proposées, la cartographie.

2.2

Présentation et contenu de l’étude

2.2.1 Présentation de l'étude Ce chapitre a pour but de définir les conditions générales de l'étude et de présenter succinctement l'ouvrage. Il comprend les sections présentées ci-après. 2.2.1.1

Cadre réglementaire de l'étude

Cette section précise par qui a été demandée l'étude et à qui elle devra être remise. Elle précise les références réglementaires justifiant l'étude, complétées le cas échéant par la liste des textes réglementaires spécifiques à l'ouvrage (demande d'autorisation de construire, décret d'autorisation, règlement de sécurité spécifique, arrêtés particuliers, lettres de l'Administration; ... selon le type et la catégorie des ouvrages). La liste des textes législatifs et réglementaires se rapportant à l'ouvrage peut être donnée en annexe. 2.2.1.2

Propriété de l'ouvrage

Cette section précise : si l'ouvrage est d'intérêt privé ou général, le(s) nom(s) de(s) société(s) propriétaire(s) actuelle(s) et/ou des actionnaires, la raison sociale de la société exploitante si elle diffère de la société propriétaire. 2.2.1.3

Finalité de l'ouvrage

Cette section précise :

le(s) produit(s) transporté(s)sur la totalité ou sur l'une ou l'autre des sections de l'ouvrage, les sites desservis par l'ouvrage (livraison et mise en ligne) en indiquant le nom de(s) Société(s) exploitant ces sites (usines ou terminaux) ainsi que les produits livrés ou pris en compte si la canalisation véhicule plusieurs produits. Cette section peut être complétée par une information sur l'intérêt économique de l'ouvrage. 2.2.1.4

Désignation et implantation de l'ouvrage

Cette section décrit succinctement l'ouvrage de transport, en donne le nom, les longueurs du tronçon principal et des antennes éventuelles, les terminaux amont et aval, les postes de livraison (terminaux intermédiaires, ...). Elle donne, sous forme de liste générale, la liste des départements traversés. 2.2.1.5

Limites de l'étude

Cette section fait apparaître clairement les limites de l'étude en précisant les exclusions (par exemple les terminaux ou stockages amont et aval soumis à la réglementation des installations classées). Ces limites sont généralement constituées par le premier organe de sectionnement situé à l'intérieur des établissements desservis. 2.2.1.6

Réalisation de l'étude

Cette section indique la dénomination du ou des organismes auteurs de l'étude, et précise la méthodologie utilisée (référence au présent guide notamment). 2.2.1.7

Processus de modification / révision de l'étude

Cette section prévoit un complément d'étude du ou des points concernés en cas de modification significative de l'ouvrage (par exemple : déplacement de canalisation nécessité par la construction d'une voie de circulation). Par ailleurs, un réexamen des risques et des mesures compensatoires associées peut être nécessaire en raison de modifications importantes apportées au voisinage de l'ouvrage. 2.2.2 Contenu de l'étude L'article 5 de l'arrêté du 4 août 2006 indique que l'étude de sécurité doit comprendre notamment les éléments suivants :

« la description du projet de canalisation ou de la canalisation en service et de son environnement, avec en particulier la répartition des différents tronçons par catégorie d'emplacement au sens du 2 de l'article 7, et la description des occupations du sol au sens de l'article 8 ; l'analyse des risques appliquée à la canalisation, en fonction du tracé retenu et des points singuliers identifiés, la présentation des accidents susceptibles d'intervenir, que leur cause soit d'origine interne ou externe, et la description de leurs conséquences potentielles ; les engagements en matière de réduction des risques à la source, notamment sur les différents sujets mentionnés au 2 de l'article 9 ; un exposé des largeurs des zones des effets irréversibles, des zones des premiers effets létaux, et des zones des effets létaux significatifs, liées aux différents phénomènes accidentels possibles ; une présentation générique simplifiée sous forme de tableau à double entrée (diamètre, PMS) peut être utilisée pour les différentes canalisations d'un même transporteur ; la sélection parmi ces différents phénomènes accidentels, sur la base d'une approche probabiliste et selon les critères définis par le guide professionnel susmentionné, du scénario de référence à retenir pour l'application des articles 8, 14 et 19 du présent arrêté. ». Il faut noter que l'Étude de Sécurité sert essentiellement à étudier les causes et les conséquences d'une perte de confinement du produit transporté susceptible de porter atteinte aux personnes ou à l'environnement, et la façon d'y remédier. Le but de l'étude n'est pas de décrire toutes les étapes de la démarche itérative ayant conduit à choisir le tracé retenu et à définir l'ouvrage. Dans les cas où la réglementation en exige la réalisation, l'Etude d'Impact, qui doit être conduite en parallèle à l'Étude de Sécurité, décrit la démarche ayant conduit au choix du tracé. De même les mesures résultant de la législation ou des règles de l'art ne seront pas détaillées dans le dossier. Cette section ne doit pas être une reprise du sommaire, mais doit permettre d'ores et déjà aux lecteurs de l'étude de connaître les orientations prises pour la rédaction des grandes étapes de l'étude comme par exemple le choix de la méthode d'analyse de risque.

ANNEXE B ARRÊTÉ TYPE N° 361 « RÉFRIGÉRATION OU COMPRESSION (INSTALLATIONS DE) »

Arrêté type - Rubrique n° 361 Réfrigération ou compression (Installations de) __________ Réfrigération ou compression (installation de) fonctionnant à des pressions manométriques supérieures à 1 bar A. Comprimant ou utilisant des fluides inflammables ou toxiques. 2° Si la puissance absorbée est supérieure à 20 kilowatts mais Inférieure ou égale à 300 kilowatt. B. Dans tous la autres cas. 2° Si la puissance absorbée est supérieure à 50 kilowatts mais inférieure à 500 kilowatts. Prescriptions générales. 1° L'installation sera implantée, prescriptions du présent arrêté.

réalisée

et

exploitée

conformément

aux

Toute transformation dans l'état des lieux et toute modification de l'installation ou de son mode d'utilisation doivent être portées à la connaissance du commissaire de la République avant leur réalisation. 2° Tout stockage d'un liquide susceptible de créer une pollution de l'eau ou du sol doit être muni d'une capacité de rétention dont le volume est au moins égal à la plus grande des deux valeurs suivantes: - 100 p. 100 de la capacité du plus grand réservoir; - 50 p. 100 de la capacité globale des réservoirs associés. La capacité doit être étanche aux produits qu'elle pourrait contenir et résister à la pression des fluides. 3° Toutes dispositions seront prises pour qu'il ne puisse y avoir en cas d'accident tel que rupture de récipient, déversement direct de matières dangereuses ou insalubres vers les égouts ou les milieux naturels (rivières, lacs, etc.). Leur évacuation éventuelle après accident devra être conforme aux prescriptions de l'instruction du ministre du commerce en date du 6 juin 1953 (J.O. du 20 juin 1953) relative à l’évacuation des eaux résiduaires des établissements dangereux, insalubres ou incommodes; 4° L'installation sera construite, équipée et exploitée de façon que son fonctionnement ne puisse être à l'origine de bruits aériens ou vibrations mécaniques susceptibles de compromettre la santé ou la sécurité du voisinage ou constituer une gêne pour sa tranquillité.

Les prescriptions de l'arrêté ministériel du 20 août 1985 relatif aux bruits aériens émis dans l'environnement par les installations classées lui sont applicables notamment en ce qui concerne les normes d'émission sonore en limite de propriété aux différentes périodes de la journée, la méthodologie d'évaluation des effets sur l'environnement des bruits émis par une ou plusieurs sources appartenant à ces installations et les points de contrôle qui permettront la vérification de la conformité de l'installation. Les émissions sonores des véhicules matériels et engins de chantier utilisés à l'intérieur de l'établissement devront répondre aux règlements en vigueur, en particulier aux exigences du décret n° 69-380 du 18 avril 1969 et des textes pris pour son application. L'usage de tous appareils de communication par voie acoustique (sirènes, avertisseurs, haut parleurs, etc.) gênants pour le voisinage est interdit, sauf si leur emploi est exceptionnel et réservé à la prévention ou au signalement d'incidents graves ou d'accidents; 5° Il est interdit d'émettre dans l’atmosphère des fumées épaisses, des buées, des suies, des poussières ou des gaz odorants toxiques ou corrosifs susceptibles d'incommoder le voisinage de nuire à la santé ou à la sécurité publique, à la production agricole, à la bonne conservation des monuments et à la beauté des sites; 6° L'installation électrique sera établie selon les règles de l'art et normes en vigueur. L'installation électrique sera entretenue en bon état; elle sera périodiquement contrôlée par un technicien compétent. Les rapports de contrôle seront tenus à la disposition de l'inspecteur des installations classées. L'équipement électrique des installations pouvant présenter un risque d'explosion doit être conforme à l'arrêté ministériel du 31 mars 1980 portant réglementation des installations électriques des établissements réglementés au titre de la législation sur les installations classées susceptibles de présenter des risques d'explosion (J.O. N.C. du 30 avril 1980); 7° Les déchets et résidus produits par les installations seront stockés dans des conditions ne présentant pas de risques de pollution (prévention des envols, infiltrations dans le sol, odeurs) pour les populations avoisinantes et l'environnement. Les déchets industriels seront éliminés dans des installations réglementées à cet effet au titre de la loi du 19 juillet 1976 dans des conditions nécessaires pour assurer la protection de l’environnement. L'exploitant sera en mesure d'en justifier l'élimination sur demande de l'inspection des installations classées.

Prescriptions particulières applicables aux installations de réfrigération 8° Les locaux où fonctionnent les appareils contenant des gaz comprimés ou liquéfiés seront disposés de façon qu'en cas de fuite accidentelle des gaz, ceux ci soient évacués au dehors sans qu'il en résulte d'incommodité pour le voisinage. La ventilation sera assurée, si nécessaire, par un dispositif mécanique de façon à éviter à l'intérieur des locaux toute stagnation de poches de gaz et de sorte qu'en aucun cas une fuite accidentelle ne puisse donner naissance à une atmosphère toxique ou explosive; 9° Les locaux seront munis de portes s'ouvrant vers l'extérieur en nombre suffisant pour permettre en cas d'accident l'évacuation rapide du personnel; 10° L'établissement sera muni de masques de secours efficaces en nombre suffisant, maintenus toujours en bon état et dans un endroit d'accès facile. Le personnel sera entraîné et familiarisé avec l'emploi et le port de ces masques; 11° Si les locaux sont en sous sol, un conduit d'au moins 16 décimètres carrés de section les desservira. Le conduit débouchera au niveau du sol pour permettre la mise en œuvre, en cas de fuite, des groupes électro-ventilateurs des sapeurs pompiers. Ce conduit pourra être constitué par les gaines de ventilation normale des locaux, à condition qu'elles soient de section suffisante et qu'elles puissent être raccordées au niveau du sol au matériel des sapeurs pompiers; 12° Lorsque l'appareil de réfrigération est installé dans le sous sol d’un immeuble habité ou occupé par des tiers, s'il doit subir un arrêt de fonctionnement d'une durée supérieure à six mois, il sera vidangé au préalable; 13° Dans le cas où l'agent de réfrigération est un liquide combustible, l’établissement sera pourvu de moyens de secours contre l'incendie appropriés, tels que postes d'eau, extincteurs, etc. Ces appareils seront maintenus en bon état de fonctionnement et le personnel sera initié à leur manœuvre.

Prescriptions particulières aux compresseurs de gaz combustibles A. Bâtiments 14° Le local constituant le poste de compression sera construit en matériaux M0. Il ne comportera pas d'étage. Des murs de protection de résistance suffisante et formant éventuellement chicane pour l'accès aux locaux des compresseurs ou des accumulateurs entoureront ces appareils de façon à diriger vers la partie supérieure les gaz et les débris d'appareils d'une explosion éventuelle. Le toit sera construit en matériaux légers de manière à permettre cette large expansion vers le haut; 15° Des murs sépareront les locaux renfermant les appareils et tuyauteries dans lesquels le gaz séjourne ou circule de tous les locaux occupés en permanence

(à l’exception du bureau du surveillant) et de ceux qui pourraient renfermer des matières inflammables; 16° Une ventilation permanente de tout le local devra être assurée de façon à éviter à l'intérieur de celui-ci la stagnation de poches de gaz. B. Installations électriques et chauffage 17° L'installation électrique (éclairage et force) dans l'atelier des compresseurs sera exécutée au moyen d'un appareillage répondant aux conditions fixées par les articles 43 et 44 du décret du 14 novembre 1962. Les moteurs seront de type antidéflagrant. Les moteurs ne satisfaisant pas à cette condition devront être placés à l'intérieur de l'atelier, dans un local isolé de ce dernier par une séparation étanche aux gaz; 18° Le chauffage des locaux ne pourra se faire qu'au moyen d'eau chaude, de vapeur ou d'air chaud produit à l'extérieur. C. Mesures contre l'incendie 19° Il est interdit de fumer dans le local de compression et dans les abords immédiats, d'y allumer ou d'y introduire une flamme et d'y effectuer des travaux de réparation susceptibles de produire des étincelles. Lorsque de tels travaux seront nécessaires, ils ne pourront être exécutés qu'après la mise hors gaz de l'atelier de compression et après que le chef de station ou son préposé auront contrôlé que les consignes de sécurité sont observées; ces diverses consignes seront affichées en caractères apparents; 20° Les ingrédients servant au graissage et au nettoyage ne pourront être conservés dans la salle des compresseurs que dans des récipients métalliques ou dans des niches maçonnées avec porte métallique; 21° Le local de compression devra être maintenu en parfait état de propreté; les déchets gras ayant servi devront être mis dans des boîtes métalliques closes et enlevés régulièrement; 22° Toutes dispositions nécessaires devront être prises pour permettre de combattre immédiatement et efficacement tout commencement d'incendie; à cet effet, la station de compression sera munie de moyens de secours appropriés: extincteurs, postes d'eau, etc. Ce matériel sera entretenu en bon état de fonctionnement et périodiquement vérifié. Une consigne, dont les articles les plus importants seront affichés de façon apparente à l'intérieur et à l'extérieur du local, précisera les mesures à prendre en cas d'incendie. Le personnel sera entraîné à l'utilisation des moyens de secours.

D. Compression de gaz 23° Les réservoirs et appareils contenant des gaz comprimés devront satisfaire à la réglementation des appareils à pression de gaz; 24° Toutes dispositions seront prises pour éviter les rentrées d'air en un point quelconque du circuit gazeux; 25° Des filtres maintenus en bon état de propreté devront empêcher la pénétration des poussières dans le compresseur; 26° Si la compression comporte plusieurs étages, le gaz devra être convenablement refroidi à la sortie de chaque étage intermédiaire du compresseur. Des thermomètres permettront de lire la température du gaz à la sortie de chaque étage des compresseurs. Un dispositif sera prévu sur les circuits d'eau de refroidissement permettant de contrôler à chaque instant la circulation de l'eau; 27° Les compresseurs seront pourvus de dispositifs arrêtant automatiquement l'appareil si la pression de gaz devient trop faible à son alimentation ou si la pression à la sortie dépasse la valeur fixée. Un autre dispositif à fonctionnement automatique empêchera la mise en marche du compresseur ou assurera son arrêt en cas d'alimentation insuffisante en eau; 28° L'arrêt du compresseur devra pouvoir être commandé par des dispositifs appropriés judicieusement répartis, dont l'un au moins sera placé à l'extérieur de l'atelier de compression; 29° En cas de dérogation à cette condition, des clapets seront disposés aux endroits convenables pour éviter des renversements dans le circuit du gaz, notamment en cas d'arrêt du compresseur; 30° Des dispositifs efficaces de purge seront placés sur tous les appareils aux emplacements où des produits de condensation seront susceptibles de s'accumuler. Toutes mesures seront prises pour assurer l'évacuation des produits de purge et pour éviter que la manœuvre des dispositifs de purge ne crée des pressions dangereuses pour les autres appareils ou pour les canalisations. Toutes mesures seront également prises pour l'évacuation à l’extérieur sans qu'il puisse en résulter de danger ou d'incommodité pour le voisinage, du gaz provenant des soupapes de sûreté.

Prescriptions particulières aux postes de compression de distribution de gaz destinés à la traction des véhicules A. Accumulation du gaz 31° Le gaz devra être convenablement épuré et déshydraté avant le stockage. En aucun cas, il ne devra contenir plus de 1,8 p. 100 d'oxygène en volume, ni plus de 0,03 gramme de cyanogène par mètre cube mesuré à 15 °C et 760 millimètres de mercure; 32° Il est interdit d'envoyer directement le gaz du compresseur dans les réservoirs du véhicule à charger. Le gaz comprimé devra nécessairement passer par des accumulateurs situés entre le compresseur et la borne de distribution; 33° Les accumulateurs seront placés dans un endroit très aéré et à l'abri du soleil. Ils seront établis de préférence verticalement ou, à défaut, suffisamment inclinés pour pouvoir être efficacement purgés. Ils devront l'être au moins une fois par semaine. Les parois intérieures des accumulateurs seront examinées périodiquement pour déceler les amorces de fissures par corrosion.

B. Distribution du gaz 34° Chaque borne de distribution devra comporter au moins deux dispositifs, dont une soupape indépendante, dont chacun doit être capable de limiter automatiquement la pression du gaz débité à celle prévue par ladite borne. Il est interdit d'y alimenter un véhicule dont toutes les bouteilles n'auraient pas une pression maximale de service au moins égale à ladite pression; 35° Le chargement des bouteilles montées sur des véhicules automobiles destinées à l'emmagasinage du gaz combustible carburant sera conduit de telle façon que l'accroissement de pression dans la bouteille soit au plus égal à 20 bars par minute si elle est en aluminium, à 30 bars par minute si elle est en acier; 36° Il est interdit de recharger une bouteille dont la pression atteint les quatrevingt-quinze centièmes de la pression maximale de service autorisée pour cette bouteille; 37° Des écrans de protection d'une résistance suffisante seront disposés autour des points de chargement, de telle façon que les éclats d'une explosion éventuelle ne puissent pas atteindre les préposés au chargement, ni les passants circulant sur la voie publique, ni les tiers voisins éventuels; 38° Il est interdit à toute personne étrangère au service (clients compris) de séjourner sur la piste de chargement pendant une opération de chargement. Un lieu sûr sera mis à la disposition des clients pendant cette opération: ils ne se rapprocheront du véhicule qu’après autorisation du préposé au chargement;

39° Les conditions 34° à 37° seront affichées en caractères apparents dans le local où le public a accès pendant le chargement; la défense de stationner sera affichée en gros caractères; 40° Les préposés au chargement des véhicules devront avant le raccordement des bouteilles sur la rampe de distribution de gaz se faire présenter le certificat prévu par l'arrêté interministériel du 28 janvier 1941 (art. 4) établissant que le véhicule est apte à être chargé et spécifiant la pression maximale à laquelle il peut l'être. Ils devront refuser le chargement si les bouteilles ou les canalisations présentent des traces de chocs.

Hygiène et sécurité des travailleurs L'exploitant devra se conformer strictement aux dispositions édictées par le livre II (titre III) (parties législative et réglementaire) du code du travail et aux textes pris pour son application dans l'intérêt de l'hygiène et de la sécurité des travailleurs.

ANNEXE C ACCIDENTS CARACTÉRISTIQUES

Canalisations ________ N° 5243 - 05/10/1985 - 93 - TREMBLAY-EN-FRANCE 60.3 - Transports par conduites Le gazoduc reliant FEROLLES à VILLIERS-le-BEL se déchire au passage d'un bulldozer. La conduite (diamètre 500 mm, 60 bars, épaisseur 7,9 mm, profondeur locale 1,10 m) éclate sur 8 m de longueur. Des morceaux de tôle de 110 kg sont projetés jusqu'à 100 m. L'engin est propulsé à plusieurs m de hauteur et se retourne en retombant, tandis qu'un cratère oblong de 12 m de long se forme. Une flamme de 60 m de hauteur s'allume 10 s après la rupture. Les 3 ouvriers présents périssent carbonisés à 38, 43 et 110 m de la torche. Les terrains sont calcinés à des distances considérables : 1400°C atteints à 60 m, 1100 °C à 76 m, 600 °C à 97 m, 450°C à 125 m. Les extrémités du tronçon (35 et 9 km) sont isolées après 20 et 40 mm. La réparation débute après 5 heures. N° 5678 - 28/07/1994 - 76 - CIDEVILLE 60.3 - Transports par conduites Un gazoduc (De= 457,2mm ; pression MS=67,7 bars ; acier X60; ép.=5,2mm) enterré à 1,20 m et revêtu de polyéthylène est perforé par la foudre et s'enflamme en plein champ, à 200 m d'habitations. Des flammes de 10 m de hauteur sont observées, le maïs est brûlé sur 30 m de rayon. L'impact se situe à l'aplomb d'un piquet en bois de 1,50m planté dans le sol (0,5m) et servant à repérer l'ouvrage; il présente 2 cratères distants de 110mm. Sur l'un, le revêtement a disparu et la paroi est percée, sur l'autre, le revêtement est localement absent et on observe 2 percements. Le sinistre est détecté par un conducteur de train qui donne l'alerte (feu de broussailles). Après 1h10, la fuite de gaz est détectée, l'exploitant alerté. Il a procédé à la décompression du tronçon et au torchage de gaz, après modification du schéma d'alimentation de la zone. Le feu est éteint 7h après la détection du sinistre. La zone endommagée est remplacée (pose de manchette). Le réseau est rétabli 7h plus tard. N° 8792 - 06/05/1996 - 43 - SAINT-MAURICE-DE-LIGNON 60.3 - Transports par conduites A la suite de travaux, un engin de terrassement perfore une conduite de gaz de 200 mm de diamètre malgré la proximité d'une borne de signalisation. L'exploitant baisse la pression de 70 à 40 bars et obtient que certains gros utilisateurs réduisent leur consommation. Un manchon est posé sans couper totalement le débit. Un périmètre de sécurité terrestre de 50 m est mis en place et le survol du secteur est interdit. Le fort vent disperse le gaz et réduit ainsi les risques. Le coût de l'opération est estimé à 0,4 MF.

N° 9327 - 11/06/1996 - 51 - SAINT-QUENTIN-SUR-COOLE 60.3 - Transports par conduites A la suite de la rupture d'un pipeline, 297 m³ de fuel sous pression se déversent dans un champ de luzerne, en un point situé à 400 m de la COOLE. Un cratère de 2 m de diamètre et de 1,50 m de profondeur est visible en surface. La surface polluée est de l'ordre de 750 m². La dimension du cône d'imprégnation en profondeur est inconnue. La nappe phréatique de la craie se situe à 7 m de profondeur, aucun captage d'eau potable n'est sous l'influence de la zone polluée. De nombreux piézomètres ont permis de définir une zone polluée de 60 à 80 m de large et de 250 m de long. Des puits de dépollution sont également forés. Des barrages flottants sont mis en place sur la COOLE. A la date du 25 juillet, 92 m³ d'hydrocarbures ont été récupérés. N° 14891 - 14/02/1999 - 73 - CHIGNIN 60.3 - Transports par conduites Dans une station de pompage d'un pipeline, le gel provoque la rupture d'un robinet de 1 pouce sur un piquage servant à des tests périodiques de résistance réalisés avec de l'eau. La fuite dure 30 mn et 25 m³ de fuel se déversent dans une fosse bétonnée. Des projections souillent légèrement 400 m² de terres et de neiges sur le site et 150 m² sur un terrain contigu. Une rivière située à 50 m n'est pas atteinte. La bride est réparée et la société effectue des opérations de récupération et de nettoyage. L'exploitant procède à des vérifications sur ses installations similaires. N° 16374 - 04/08/1999 - 73 - JACOB-BELLECOMBETTE 60.3 - Transports par conduites Lors de travaux pour dédoubler une canalisation de gaz existante, la pelleteuse chargée du creusement de la tranchée accroche l'ancienne tuyauterie à la suite d'une mauvaise interprétation du piquetage. La fuite de gaz qui se produit ne s'enflamme pas. La pression est de 51 bar pour un débit de 1 600 m³/h. Les habitations les plus proches, à environ 100 m du lieu de la fuite, ne sont pas sous le vent. Un périmètre de sécurité est défini. La réparation est pratiquée dans la soirée. La ligne est à nouveau opérationnelle le lendemain à 5 h. L'erreur provient d'une imprécision du nouveau tracé par rapport à la canalisation existante, les 2 tracés étant imbriqués à cet endroit. N° 28382 - 15/10/2004 - FRANCE - 74 - MAGLAND 60.3Z - Transports par conduites Vers 11h, une fuite de gaz se produit dans une chambre à vanne sur un gazoduc (PMS 67,7 bar, diam. 250 mm) dans une zone industrielle. Deux agents des services du gaz et un riverain sont blessés : les 2 premiers sont héliportés vers l'hôpital de Genève, le dernier est hospitalisé à Sallanches. Les services du gaz coupent l'alimentation dans la conduite impliquée, privant 168 foyers de gaz dans la commune. Un périmètre de sécurité de 300 m est mis en place, une centaine d'employés de la zone industrielle est évacuée et rassemblée dans les vestiaires

du stade. L'autoroute A40, la RN205 et la voie ferrée, à proximité, sont coupées à la circulation ; 93 personnes sont en chômage technique temporaire. La fuite s'est produite sur un robinet de sectionnement (pour exploitation), de type à boisseau sphérique et muni d'un dispositif de purge vissé dans le corps du robinet. Le jour de l'accident, 2 techniciens interviennent sur le robinet pour remplacer ce dispositif par une rehausse de purge, rendue nécessaire par la pose de résine autour du robinet dans le but de prévenir la corrosion. Pour cela, il leur est nécessaire de pénétrer dans la chambre à vannes constituée d'une enceinte maçonnée sur dalle béton. Lors de l'intervention, la pression est de 25 bar dans la canalisation. Le robinet est alors fermé et purgé. Lors de son dévissage, le corps de purge s'éjecte brutalement, provoquant une importante fuite de gaz. L'un des techniciens tente de mettre en place la rehausse, mais tombe inanimé avant d'y parvenir. Son collègue pénètre alors dans la chambre à vanne et s'évanouit à son tour. Le directeur d'une société située non loin fait donner l'alerte et un dispositif de crise se met en place. Les pompiers dégagent les blessés et disposent un rideau d'eau. Les services du gaz tentent à plusieurs reprises avec l'aide des pompiers de manœuvrer le robinet fuyard mais sans succès. La solution d'isolement du tronçon est alors prise vers 18 h. Après décompression de la ligne, une entreprise de terrassement intervient pour casser l'un des murs de la chambre à vanne et permettre l'obturation de la fuite par soudage d'un bouchon sur l'orifice du corps de purge. Les dispositifs de sécurité et notamment l'interruption du trafic sur l'A40 sont levés vers 22 h. La distribution est progressivement rétablie dans la nuit et la matinée suivante.

N° 27937 - 08/06/2004 - FRANCE - 67 - STRASBOURG 24.1A - Fabrication de gaz industriels Une canalisation d'oxygène gazeux se rompt vers 4h00 dans une unité de production d'oxygène liquide implantée en zone portuaire. Cette canalisation, souterraine sur l'essentiel de son trajet et qui passe sous le Rhin, alimente une aciérie allemande. La pression dans la canalisation lors de la rupture est de l'ordre de 30 bars (dans la plage de pression d'exploitation). Le POI de l'établissement est déclenché, les dégâts occasionnés sont importants : 4,6 t d'O2 (vidange de la canalisation) sont rejetées en 13 min, des galets et graviers projetés sur un secteur de 40 m de long et 20 m de large s'incrustent dans les installations et les bâtiments voisins, affectant les équipements de contrôle et de sécurité des installations. Une importante corrosion externe de la canalisation, à son entrée dans le sol, serait à l'origine de la rupture. Selon différentes expertises, cette corrosion pourrait être due à un décollement du revêtement étanche de protection à la suite d'un défaut de pose, à la présence d'ions chlorure dans le sol (sel de déneigement ?), à un défaut de protection cathodique détecté plusieurs mois après son endommagement par un orage. Le redémarrage des installations est subordonné à la réparation de la canalisation, ainsi qu'au recensement et à la vérification de l'intégrité et du fonctionnement des équipements. Pour éviter le renouvellement d'un tel accident, différentes mesures sont prises : réparation du revêtement, création d'un puits de 1 m de profondeur autour de la canalisation, dans la partie verticale du début de sa section enterrée, modification du plan de maintenance pour inclure une inspection annuelle du revêtement, mesure des

courants vagabonds autour de l'interface de la canalisation avec le terrain, amélioration du système de détection d'oxygène excessif dans l'air... Par ailleurs, toutes les entrées ou sorties de canalisation de l'usine dans le sol qui sont dégagées et examinées, feront l'objet de contrôles périodiques. N° 24548 - 07/05/2003 - FRANCE - 60 - GOURNAY-SUR-ARONDE 40.2A - Production de combustible gazeux Une explosion de gaz suivie d'un incendie endommagent des installations de surface sur un centre de stockage souterrain de gaz naturel. Elle se produit dans un local électrique situé hors zone gaz abritant les automates d'un manifold de transfert, alors que le stockage est en phase de soutirage. Les arrêts d'urgence et l'alarme sont activés. Un périmètre de sécurité est mis en place sur le site dont les différentes activités sont suspendues. Les employés équipés d'ARI maîtrisent rapidement le sinistre à l'aide d'extincteurs CO2. Seuls des dommages matériels sont observés : bâtiment fissuré, câblages et armoires de contrôle-commande à vérifier, couvercle d'une chambre de tirage en fonte projeté à plusieurs m. Une fuite de gaz est finalement localisée sur une canalisation (DN50), bras mort raccordé à une "antenne" de DN 150 sur un circuit de purge, partiellement démonté depuis 1987. Le cheminement entre le point de fuite et le local accidenté s'est probablement opéré via des caniveaux techniques abritant des câbles électriques. La durée de fuite qui n'est pas connue avec précision, a pu commencer bien avant l'accident. La tuyau à 3 m de profondeur est isolée et purgée. Une fouille, rendue difficile par le sol gelé sur 2,5 m par le gaz sous pression, est finalement achevée 2 j plus tard. Le volume de la fuite serait compris entre 2 500 et 25 000 m³. L'inspection propose un arrêté préfectoral soumettant la reprise de l'exploitation du stockage à la remise d'un rapport d'accident complet, accompagné des dossiers de travaux de remises en état. Elle demande à l'exploitant de définir dans un second temps un plan d'action en vue de traiter les points de fragilisation des tuyauteries tels que celui observé lors de l'accident, d'améliorer la détection de gaz dans les locaux non encore pourvus et dans les caniveaux techniques. L'exploitant remplace le tronçon en cause et supprime le bras mort. Une étude est menée sur les collectes des autres puits : suppression des bras morts sur les anciennes tuyauteries, diagnostic corrosion pour les autres. Des mesures visant à l'amélioration de l'étanchéité des locaux électriques sont en cours de mise en œuvre. Les études pourront déboucher sur la mise en place d'un asservissement entre la détection gaz et la coupure de l'alimentation électrique. La fuite sur la canalisation pourrait être due à des défauts métallurgiques ; des analyses complémentaires sont réalisées.

Installations fixes connexes au transport et au stockage __________ N° 30457 - 01/08/2005 - ROYAUME-UNI - 00 - ILE SHETLAND 11.1Z - Extraction d'hydrocarbures Un feu se déclare sur le groupe compresseur d'une plate-forme pétrolière au large des îles Shetland de l'ouest en mer du Nord sans faire de victime ni causer de pollution. L'entreprise estime que quelques jours seulement seront nécessaires pour réparer et remettre en service la plate-forme. Une cinquantaine de personnes reste sur place lundi matin, une quarantaine d'autres dont la présence n'est pas nécessaire durant l'arrêt de la plate-forme étant évacuée. N° 30082 - 21/06/2005 - FRANCE - 72 - CHERRE 60.3Z - Transports par conduites Un feu dans une station de recompression de gaz naturel transporté par gazoduc est détecté à distance par le centre de contrôle de Nantes. Le POI est déclenché (niveau 2 de l'alerte). La mise en oeuvre de l'extinction automatique par du CO2 arrête la propagation. Lors de l'ouverture du caisson de la turbine par le personnel du site, une reprise de flammes est stoppée à l'aide d'un extincteur portatif. Les pompiers sont toutefois alertés. L'incendie est éteint vers 17h. Un arrosage du groupe est maintenu momentanément. La station est arrêtée de 3 à 4 h, une perturbation du terminal de distribution est envisagée pour le lendemain. L'incendie résulterait de l'inflammation d'huile de lubrification au niveau de la garniture d'une turbine entraînant un des compresseurs. N° 13942 - 14/08/1998 - ETATS-UNIS - 00 - PERRY 60.3Z - Transports par conduites Dans une station de compression de gaz naturel, la foudre est probablement à l'origine d'un incendie qui a initié plusieurs explosions. Une boule de feu se forme à plus de 100 m de hauteur. Cinq personnes, dont plusieurs pompiers, sont blessées et une demi-douzaine de maisons est endommagée. Les habitants sont évacués dans un rayon de 3,5 km. Les 3 gazoducs alimentant toute la Floride doivent être coupés, entraînant l'arrêt ou la réduction d'activité de nombreuses d'entreprises. N° 5921 - 09/10/1994 - FRANCE - 04 - CHATEAU-ARNOUX-SAINT-AUBAN 24.1E - Fabrication d'autres produits chimiques inorganiques de base Sur un site chimique, l'un des 3 compresseurs (15 t/h - 3,5 b, soit la moitié de la production de l'atelier) d'une station de compression de chlore fuit à la suite d'une rupture de garniture. Un opérateur fortuitement présent à proximité de la station note un bruit inhabituel et donne l'alerte à l'aide de sa radio portative. Le chef de quart découvre un nuage de chlore en ouvrant la porte du local. Il actionne des

boutons poussoirs, situé hors du local et qui commande l'arrêt d'urgence des installations (isolement de la sortie des compresseurs et arrêt de l'électrolyse), puis alerte la salle de contrôle. Le POI est déclenché. De retour à l'atelier, le chef de quart constate qu'un incendie s'est déclaré sur le compresseur et se propage à la toiture du bâtiment. Il actionne des vannes permettant un inertage à l'azote des installations, le chlore chassé de la section isolée de l'unité est neutralisé (atelier Javel). La circulation routière est perturbée. Le service incendie de l'usine maîtrise ensuite rapidement l'incendie. Des observateurs suivent le nuage de fumée noire qui se déplace ; l'odeur du chlore n'est légèrement détectée qu'en un seul point hors de l'usine. Aucune victime n'est à déplorer, mais la production chlore du site est réduite de 50 %. Le compresseur accidenté du type 3 étages est détérioré en 2 points : palier côté haute pression et soufflet de dilatation placé sur une canalisation en sortie de l'appareil. Une combustion a fait disparaître une partie du métal et a endommagé l'extrémité de son axe. La température du gaz en sortie du compresseur était mesurée et enregistrée, avec mise en sécurité de l'installation pour une température de 110 °C. Les relevés montrent un palier aux environs de 100 °C puis une élévation brutale de cette valeur. Les dommages sont évalués à 3,7 MF. Les installations et le procédé sont modifiés (0,9 et 2,05 MF). N° 29850 - 16/05/2005 - FRANCE - 64 - LACQ 11.1Z - Extraction d'hydrocarbures Sur un site d'extraction de gaz naturel, l'exploitant déclenche le POI pour une fuite de gaz brut (H2S) détectée vers 7h30. L'installation était à l'arrêt depuis 5h50, mais maintenue sous pression. Les pompiers internes mettent en oeuvre une lance en protection. L'exploitant décompresse l'unité de 15 bar à la pression atmosphérique et le gaz (environ 9000 m3) éliminé à la torche. La teneur en H2S mesurée est de 100 ppm à 10 m, 50 ppm à 5 m et 30 ppm à 2 m. Peu après 9 h, le POI est levé. Aucune victime n'est à déplorer. La fuite résulte d'une défaillance d'un joint torique de la tige de manoeuvre d'une vanne située au refoulement d'un compresseur. N° 5222 - 22/08/1981 - FRANCE - 69 - PIERRE-BENITE 24.1E - Fabrication d'autres produits chimiques inorganiques de base Dans une usine chimique, 200 kg d'ammoniac sont rejetés par l'installation de réfrigération d'une unité de production d'acide fluorhydrique en arrêt technique saisonnier. Le circuit de saumure a été vidangé et des essais d'étanchéité sont en cours. La fuite se produit à la suite de l'ouverture d'une soupape du circuit de réfrigération, la température atteinte étant voisine de 46°C. L'accident est notamment dû à un manque ou une insuffisance des consignes pour une manoeuvre inhabituelle. Un employé est intoxiqué.

N° 30217 - 30/06/2005 - FRANCE - 13 - BERRE-L'ETANG 24.1G - Fabrication d'autres produits chimiques organiques de base Dans une usine pétrochimique, un incident sur un compresseur nécessite le détournement vers la torche d'une partie des gaz produits par le vapocraqueur. L'exploitant abaisse la charge des fours puis redémarre les compresseurs. Le torchage important se poursuit durant plusieurs heures avant retour à une situation normale. N° 30252 - 29/06/2005 - FRANCE - 13 - MARTIGUES 24.1G - Fabrication d'autres produits chimiques organiques de base Dans une usine chimique, le déréglage d'un compresseur de butadiène nécessite la mise à la torche du contenu de l'installation jusqu'à stabilisation de celle-ci. Après injection de vapeur d'effacement et reprise des réglages, la situation revient à la normale 30 min plus tard. N° 27548 - 10/07/2004 - FRANCE - 69 - BRON 52.1D - Supermarchés Une fuite de gaz s'enflamme sur le poste de détente reliant le réseau de distribution à un supermarché de 1 300 m². La "torchère" d'une dizaine de mètres de haut propage l'incendie à la façade et à la toiture du magasin. Deux cents personnes sont évacuées dont 15 employés. Un périmètre de sécurité est mis en place et la circulation routière est interrompue. Trente pompiers et des agents du service du gaz sont mobilisés pour circonscrire le sinistre. La fermeture de l'alimentation de gaz au niveau du poste de détente du magasin ne peut s'effectuer (vanne cassée ou endommagée ?). La fuite n'est maîtrisée que 2 h après le début du sinistre à la suite de l'intervention d'une entreprise de terrassement qui écrase avec une mini pelleteuse la canalisation souterraine. Une enquête est effectuée. N° 28917 - 06/01/2004 - FRANCE - 13 - EYGALIERES 60.3Z - Transports par conduites Une fuite se produit sur une vanne de sécurité dans un poste de détente de gaz du réseau de transport, situé en zone rurale. Un périmètre de sécurité est mis en place pendant la durée des réparations (2 h).

Stockages géologiques ____________ N° 26382 - 09/02/2004 - FRANCE - 01 - ETREZ 40.2A - Production de combustible gazeux Un incendie se déclare sur une unité de déshydratation du gaz dans un stockage souterrain de gaz naturel. L'installation traite le gaz issu du puits n° 2 (le site comprend 12 puits) à l'aide de triéthylène glycol (TEG) avant qu'il soit dirigé sur les canalisations de distribution. L'équipement impliqué, situé dans une tour sur la plate-forme d'exploitation, permet de régénérer le TEG par chauffage. Le feu a généré un important panache de fumées, mais est resté circonscrit à l'installation, dans les limites de la plate-forme clôturée du puits en cause, sans effet sur les personnes. Le gaz n'a pas été impliqué dans l'accident, même si un effet domino pouvait être redouté de par la nature des installations. Le puits et les dispositifs connexes de collecte sont mis en position de sécurité. L'exploitant déclenche son POI et les autorités sont informées. Les pompiers extérieurs se présentent sur le site : l'exploitant a déjà éteint l'incendie et les secours récupèrent le TEG (entre 0,5 et 2 m³) dans la rétention. Le sinistre est contrôlé 2h15 après sa détection mais reste sous surveillance. L'exploitant interrompt l'exploitation du puits impliqué et de ses installations de surface pour plusieurs semaines. N° 24548 - 07/05/2003 - FRANCE - 60 - GOURNAY-SUR-ARONDE 40.2A - Production de combustible gazeux Une explosion de gaz suivie d'un incendie endommagent des installations de surface sur un centre de stockage souterrain de gaz naturel. Elle se produit dans un local électrique situé hors zone gaz abritant les automates d'un manifold de transfert, alors que le stockage est en phase de soutirage. Les arrêts d'urgence et l'alarme sont activés. Un périmètre de sécurité est mis en place sur le site dont les différentes activités sont suspendues. Les employés équipés d'ARI maîtrisent rapidement le sinistre à l'aide d'extincteurs CO2. Seuls des dommages matériels sont observés : bâtiment fissuré, câblages et armoires de contrôle-commande à vérifier, couvercle d'une chambre de tirage en fonte projeté à plusieurs m. Une fuite de gaz est finalement localisée sur une canalisation (DN50), bras mort raccordé à une "antenne" de DN 150 sur un circuit de purge, partiellement démonté depuis 1987. Le cheminement entre le point de fuite et le local accidenté s'est probablement opéré via des caniveaux techniques abritant des câbles électriques. La durée de fuite qui n'est pas connue avec précision, a pu commencer bien avant l'accident. La tuyau à 3 m de profondeur est isolée et purgée. Une fouille, rendue difficile par le sol gelé sur 2,5 m par le gaz sous pression, est finalement achevée 2 j plus tard. Le volume de la fuite serait compris entre 2 500 et 25 000 m³. L'inspection propose un arrêté préfectoral soumettant la reprise de l'exploitation du stockage à la remise d'un rapport d'accident complet, accompagné des dossiers de travaux de remises en état. Elle demande à l'exploitant de définir dans un second temps un plan d'action en vue de traiter les points de fragilisation des tuyauteries tels que celui observé lors de l'accident, d'améliorer la détection de gaz dans les locaux non encore pourvus et dans les

caniveaux techniques. L'exploitant remplace le tronçon en cause et supprime le bras mort. Une étude est menée sur les collectes des autres puits : suppression des bras morts sur les anciennes tuyauteries, diagnostic corrosion pour les autres. Des mesures visant à l'amélioration de l'étanchéité des locaux électriques sont en cours de mise en oeuvre. Les études pourront déboucher sur la mise en place d'un asservissement entre la détection gaz et la coupure de l'alimentation électrique. La fuite sur la canalisation pourrait être due à des défauts métallurgiques ; des analyses complémentaires sont réalisées. N° 24457 - 26/11/2002 - FRANCE - 78 - BEYNES 40.2C - Distribution de combustibles gazeux Un incident se produit dans un stockage souterrain de gaz naturel lors d'une opération de maintenance curative dans la station centrale de compression du gaz. L'intervention concernait un dispositif de sécurité, constitué par une colonne de mesure de niveau d'eau dans un séparateur gaz naturel/eau, dispositif sous pression de gaz (90 bars). Le but de cette opération était de débloquer le flotteur de la colonne de mesure. Après avoir fermé les vannes qui reliaient la colonne au séparateur pour l'isoler, purgé la colonne puis déposé la bride pleine en partie basse de la colonne et enfin après avoir essayé de débloquer mécaniquement le flotteur, l'opérateur a ouvert la vanne reliant la colonne au séparateur afin que le gaz sous pression expulse le flotteur. Cette ouverture a permis l'expulsion du flotteur mais a également engendré une émission de gaz naturel qui s'est enflammé immédiatement. L'opérateur s'est trouvé pris dans les flammes. Il a cependant pu se dégager, malgré ses brûlures aux mains et au visage, et a actionné les mises en sécurité de l'ensemble du site. L'ensemble du stockage est indisponible pour une quinzaine de jours, l'indisponibilité de l'équipement sera de plusieurs semaines. Le montant des dégâts matériels est estimé à 20 keuros. N° 20712 - 20/01/2001 - ETATS-UNIS - 00 - HUTCHINSON 40.2C - Distribution de combustibles gazeux Du gaz, provenant d'un stockage souterrain en site naturel, s'infiltre à travers les anfractuosités du terrain et les failles et provoque l'éruption de plusieurs geysers (9 selon les autorités). La première résurgence, d'une hauteur d'une dizaine de m, s'est produite dans un entreposage de mobil homes puis a explosé. Une centaine de personnes est évacuée aux alentours. D'autres fuites du même type suivent. Les secours rencontrent des difficultés à traiter ces accidents. Les fuites sont finalement maîtrisées au bout de 4 j. Les différents incendies auront fait 3 blessés.

N° 4775 - 24/02/1994 - ITALIE - 00 - NOVARE 40.2C - Distribution de combustibles gazeux Le forage d'un puits dans un stockage souterrain de gaz naturel provoque une importante fuite de pétrole, gaz et eau pendant 3 jours ; 30 personnes doivent évacuer leur logement et un plan d'évacuation de 2 000 personnes est préparé en cas d'aggravation du risque. Un film de pétrole recouvre les maisons et les routes. Des tubes défectueux pourrait être à l'origine de l'accident, mais cette hypothèse n'est pas confirmée. N° 5739 - 11/10/1993 - CHINE - 00 - BAOHE 40.2C - Distribution de combustibles gazeux Une explosion souterraine suivie d'une boule de feu serait survenue dans un stockage souterrain de gaz naturel à la suite du dysfonctionnement d'un puits d'extraction. L'accident serait à l'origine de la mort de 70 personnes. Un mauvais entretien de systèmes de protection contre les surpressions serait à l'origine de l'accident.

Accidents concernant le CO2 __________ ƒ Explosion (bleve) d'un wagon contenant du dioxyde de carbone (Haltern, ex-RFA, 02/09/1976) Un wagon rempli à 90 %, contenant quelques 231 tonnes de CO2, a explosé. Le contenu du wagon était à une pression de 7 bar et à une température de -15°C. Peu avant l'explosion, il aurait été observé que le wagon évacuait du dioxyde de carbone par sa soupape de sécurité. Il n'est pas clairement établi si l'explosion s'est produite avant ou après une collision avec d'autres wagons. Des fragments du réservoir ont été retrouvés à des distances supérieures à 360 mètres du lieu de l'accident. D'autre part, trois autres wagons vides situés trois voies plus loin ont été soufflés par l'explosion et ont ainsi déraillé. Une personne fut tuée dans l'accident. L'analyse post-accidentelle d'un fragment aurait indiqué que la rupture de la citerne a été de type fragile.

ƒ Explosion (bleve) d'un réservoir de stockage de dioxyde de carbone liquide (Repcelak, Hongrie, 02/01/1969) Cet accident s'est produit dans une centrale de production de dioxyde de carbone. Ce produit était liquéfié et refroidi par l'intermédiaire d'un circuit de réfrigération à l'ammoniac puis stocké dans des réservoirs sous une pression de 15 bars et à une température de l'ordre de 30°C. L'installation comportait trois réservoirs de stockage situés approximativement à 15 mètres du bâtiment de production. Les conditions de l'accident furent les suivantes :à 1h50, le remplissage d'un réservoir (C), avec le dioxyde de carbone produit débute, et à 2h24, pendant le remplissage, le réservoir explose, suivi, quelques instants plus tard, de l'explosion d'un autre réservoir (D). Ces deux explosions produisent l'arrachement du réservoir (A) de ces fondations et sa perforation par l'un de ses supports, provoquant ainsi, dans son flan, une brèche dont la surface fut estimée à environ 90 cm2 . Le rejet de CO2 par cette brèche entraîne, par réaction, la mise en mouvement du réservoir à travers l'installation (effet fusée) provoquant ainsi la mort de cinq personnes. Des fragments, projetés dans toutes les directions, provoquèrent la mort de 4 personnes supplémentaires et atterrirent à plus de 400 mètres. Un fragment de 1000 kg fut notamment projeté à plus de 250 mètres. Une quinzaine de personnes furent blessées, dont certaines ont subi des gelures partielles. La cause la plus probable retenue pour cet incident est un sur-remplissage dû à une défaillance du système de jauge (vraisemblablement le gel du détecteur de niveau). Par ailleurs, il semblerait que le matériau de fabrication de plusieurs cuves n'était pas adapté aux faibles températures.

ƒ Intoxication de personnes (Sète, 1963) Une cuve à vin d’un bateau citerne est à l’origine de trois malaises. Cette cuve n’avait été remplie qu’aux deux-tiers. Lors du prélèvement d’un échantillon de vin (pratique d'usage dans chaque cuve de tout bateau citerne arrivant à Sète), le docker qui voulait la réaliser s’effondra, suivi de peu par les deux hommes qui voulaient lui porter secours (un décès). L’atmosphère de la cuve (vidée puis scellée) a été examinée une semaine plus tard : elle contenait encore 5 % de CO2 et 21 % d’O2. Au moment de l’accident, les 80 hl d’air qui surplombaient le liquide devaient contenir plus de 12 % de CO2. L’enrichissement en CO2 de cette cuve aurait été le fait de son faible remplissage. L 'agitation et le choc du vin contre la coque aurait permis au CO2 de s’échapper du vin et d'envahir l’atmosphère de la cuve, phénomène qui n’a pas lieu quand la cuve est pleine.

ƒ Intoxication de personnes (pologne, 1964) Dans une mine, 45 travailleurs sont intoxiqués après une exposition de 10 à 40 min dans une atmosphère contenant du CO2 (deux décès). La concentration de CO2 des puits d’accès aux galeries vérifiée le jour même n’avait pas été jugée excessive. Après l’accident la concentration mesurée était de 20 %.

ANNEXE D GÉNÉRALITÉS SUR LES PHÉNOMÈNES DANGEREUX

INCENDIE _____ D’une manière générale, le phénomène de combustion d’un produit intéresse les vapeurs émises par le produit réchauffé. Pour qu’un produit brûle, il faut donc qu’il émette des vapeurs inflammables. Le feu ou combustion peut être décrit comme une oxydation rapide d'un combustible avec une émission importante de chaleur, de gaz et de rayonnement (flamme). La combustion est une réaction chimique, exothermique, entre deux corps : un combustible, qui peut être un solide, un liquide ou un gaz, et un comburant, généralement l'oxygène de l'air. Cette réaction nécessite un apport initial d'énergie pour démarrer. Le feu devient incendie lorsqu'il se développe sans contrôle dans le temps et l'espace. Le développement de l'incendie (et donc les effets associés) dépend à la fois du combustible (qualité, quantité, répartition, …) et de l'environnement (confinement, arrivée d'air, …) ; autrement dit, il faut considérer le couple : COMBUSTIBLE / ENVIRONNEMENT, tant en termes de prévention que de lutte contre l'incendie. Les effets d'un incendie se classent en deux catégories :

ƒ Les effets thermiques Ils se traduisent par la présence de flammes, la production de chaleur. Les principaux paramètres du développement du feu sont : -

la quantité de combustibles présents,

-

le pouvoir calorifique des combustibles.

-

la forme physique du (ou des) matériau(x) : l'état de division d'un matériau solide est très important car il conditionne la vitesse de combustion,

-

la puissance de l'incendie est un paramètre essentiel mais délicat à formaliser : P (MW) = pouvoir calorifique (MJ/kg) x vitesse de combustion (kg/s).

La chaleur produite se répartit : -

en chaleur rayonnée (auto-rayonnement sur le feu même qui permet d'entretenir, d'activer l'incendie et rayonnement vers l'environnement proche à savoir les personnes), le confinement (parois, toits : effets four ou effet tunnel) et les combustibles voisins susceptibles à leur tour de s'enflammer,

-

en chaleur convectée, emmenée par les fumées : les fumées chaudes participent au réchauffage de l'environnement proche mais également à plus grande distance,

il est généralement admis que la fraction de chaleur rayonnée est de l'ordre de 30 à 50% selon les combustibles.

Parce qu'un incendie est un phénomène plus durable qu'une explosion, le flux rayonné par la flamme d'un incendie correspond à une énergie très importante qui peut être suffisante pour entraîner la pyrolyse de substances combustibles soumises à ce flux et donc pour permettre la propagation de l'incendie, par simple rayonnement.

ƒ Les effets chimiques Dans un incendie, la combustion n'est jamais complète et il y a production plus ou moins importante d'imbrûlés (hydrocarbures légers plus ou moins oxydés, hydrocarbures aromatiques, particules de suie pour l'essentiel, …). Une mauvaise alimentation en air favorise la mauvaise combustion et amplifie les trois dangers des fumées : -

l'opacité, liée à la présence de particules solides et d'aérosols. On soulignera ici que certains matériaux sources potentielles d'incendie dans l’insdutrie sont très fumigènes par nature (gazole, pneus, bandes de convoyeurs, huiles, …),

-

la toxicité des fumées, liée à la diminution du taux d'oxygène et la production du monoxyde de carbone, entre autres. Par ailleurs, les matériaux en feu, de par leur composition chimique, peuvent donner naissance à des composés nocifs (HCl, NOx, HCN, SO2, …) transportés par les fumées et dangereux pour l'homme (par inhalation) et pour certains matériels sensibles (par effet de corrosion),

-

la formation potentielle de nuages de gaz ou vapeurs combustibles, pouvant s'enflammer à distance du foyer initiateur.

Les paramètres qui régissent le développement d'un incendie sont liés : -

aux caractéristiques de la source d'inflammation qui a généré l'incendie,

-

aux caractéristiques des combustibles,

-

aux conditions de ventilation,

-

aux délais de découverte du feu et de première intervention sur le foyer,

-

aux conditions d'intervention et à l'efficacité des moyens d'extinction disponibles.

EXPLOSION _____ On classe les types d'explosion selon la nature de la "transformation" et on distingue habituellement les explosions d'origine chimique et d'origine physique.

ƒ Les "explosions physiques" comprennent le BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) pour lequel la "transformation" est une vaporisation, l'éclatement de réservoir de gaz pressurisé pour lequel la "transformation" est une variation d'énergie interne.

ƒ Parmi les "explosions chimiques", on peut retenir l'emballement d'une réaction chimique exothermique, la décomposition de substances instables (comme les explosifs), la combustion de mélanges air/vapeurs combustibles ("explosions de gaz"), la combustion de suspensions air/particules combustibles ("explosions de poussières"). Pour ces deux dernières situations, la "transformation" est une réaction de combustion.

1. Les explosions liées aux liquides (le BLEVE) Pour le BLEVE, l'INERIS propose in fine de retenir la définition suivante : "Un BLEVE correspond à la ruine complète d'un réservoir pressurisé contenant un liquide dont la température est très supérieure à sa température d'ébullition à la pression atmosphérique". Les BLEVE ont une cause commune, une perte de confinement amenant à la dépressurisation du contenu du réservoir. Cette perte de confinement peut être notamment due:

ƒ à l'impact d'un projectile, ƒ à l'exposition du réservoir à un incendie, ƒ à la fatigue du réservoir, ƒ à de la corrosion, ƒ à une construction ou des équipements défectueux. L'analyse a mis en évidence que l'on peut distinguer deux types de BLEVE, les BLEVE dits "froids" et "chauds". Un BLEVE "froid" serait dû à une faiblesse mécanique du réservoir. Les effets de pression sont ainsi relativement réduits, mais le lourd nuage formé au niveau du sol, peut, s'il est inflammable et s'il trouve un point d'inflammation, conduire à un incendie conséquent (apparition d’une boule de feu au sol et d’un feu de flaque). Pour qu'un réservoir donne matière à un BLEVE "chaud" il faut que la température moyenne du produit qu'il contient soit supérieure à la température limite de surchauffe du produit à la pression atmosphérique (c'est à dire supérieure à la température pour laquelle, à la pression atmosphérique, le liquide ne peut pas rester en état de surchauffe).

On notera que plus la surchauffe d'un liquide est importante, plus son ébullition, en cas de dépressurisation rapide, est violente. C'est ainsi que, de l'avis de l'INERIS, la transition entre BLEVE "chaud" et "froid" s'effectue de manière continue. Tous les stockages de gaz liquéfiés sous pression sont susceptibles d’être le siège d’un BLEVE. En effet, le BLEVE est associé avant tout à un changement d’état à caractère explosif, et non à une réaction de combustion comme c’est le cas des explosions de nuages de gaz. Ainsi, il n’est pas nécessaire que le produit concerné soit inflammable pour parler de BLEVE. Toutefois, comme le montre l’accidentologie, cette dernière caractéristique présente généralement un caractère aggravant. Les effets d’un BLEVE sur l’environnement se manifestent généralement de trois manières :

ƒ la propagation d’une onde de surpression, ƒ la projection de fragments à des distances parfois très importantes, ƒ et, dans le cas d’un BLEVE de liquide inflammable, la formation d’une boule de

feu dont le rayonnement thermique peut devenir prépondérant en terme de conséquences.

2. Les explosions de gaz , de vapeurs Explosions de gaz (ou vapeur) inflammables en milieu confiné Au cours des opérations industrielles conduisant à la formation d’un mélange hydrogène/air, une explosion a lieu dès lors que cinq conditions sont réunis simultanément

Figure: Pentagone de l’explosion

Lorsqu’une condition manque parmi celles-ci, hormis celles du triangle du feu (présence simultanée d’un combustible, d’un comburant et d’une source d’inflammation), l’explosion n’a pas lieu, mais un incendie peut se développer.

ƒ Le gaz inflammable est le combustible, ƒ La concentration doit se situer dans le domaine d’explosivité, défini par des limites inférieures (LIE) et supérieure d’explosivité (LSE),

ƒ Dans le cas de procédés fonctionnant sous air, l’oxygène est présent en concentration suffisante pour constituer le comburant nécessaire à l’explosion.

ƒ Le confinement est réalisé dans les procédés complètement ou partiellement fermés.

ƒ Les sources d’inflammation à considérer, qu’elles soient internes ou externes

au procédé. Elles sont continues, comme les surfaces chaudes ou instantanées, comme c’est le cas des étincelles électriques, électrostatiques ou mécaniques.

Au cours de l’explosion d’une ATEX contenue dans un récipient fermé, la courbe de variation de la pression dans le récipient en fonction du temps (courbe pression-temps ou courbe p(t)), a l’allure des courbes de la figure 1, qui ont été obtenues pour des mélanges air-hydrogène et air-CH4 dans une même enceinte fermée. Pour que l’allure de la courbe pression-temps ressemble à celles de la figure 1, il faut que :

ƒ le récipient soit capable de résister à la surpression maximale développée par l’explosion,

ƒ le récipient ait une forme compacte (sphère ou cylindre de rapport longueur/diamètre proche de 1),

ƒ l’atmosphère soit homogène et enflammée au centre du récipient. Ces courbes montrent une augmentation rapide et régulière de la pression jusqu’à une valeur maximale, puis une diminution lente de la pression. Pendant toute la phase d’augmentation de la pression, la flamme se propage dans l’atmosphère explosive et le maximum de pression est atteint lorsque la flamme s’est propagée dans la totalité de l’atmosphère explosive initiale. A partir de cet instant, la pression commence à diminuer, à cause du refroidissement des gaz de combustion, sous l’effet d’un transfert de chaleur vers la paroi du récipient. La courbe de montée en pression présente un point d’inflexion, qui correspond à l’instant où la vitesse de montée en pression est maximale. La vitesse de montée en pression est beaucoup plus rapide dans le cas de l’hydrogène que dans le cas du méthane, car la vitesse de flamme de l’hydrogène est largement supérieure à celle du méthane.

Les valeurs de la pression maximale et de la vitesse maximale de montée en pression passent chacune par un maximum pour des concentrations en gaz ou en vapeur inflammables voisines de la concentration stoechiométrique. Figure 1 : Explosions d’hydrogène et de méthane dans la même enceinte fermée. (dp/dt)max = tg α ou tgα’) Au plan du mode de propagation d’une explosion, de gaz ou de vapeurs inflammables en milieu confiné, une détonation peut, en principe, être observée pour les systèmes les plus réactifs : -

si la source d’inflammation du mélange est suffisamment énergétique ; dans ce cas, la détonation est observée depuis l’inflammation jusqu’à l’extinction de la flamme. Notons toutefois que, en situation accidentelle, il est plutôt rare que les sources d’inflammation soient très énergétiques.

-

si la propagation a lieu dans le régime de la déflagration et dans des conditions de confinement telles que la flamme peut s’accélérer fortement (propagation dans une canalisation), une transition vers le régime de la détonation est possible.

Pour mémoire, la surpression maximale engendrée par une déflagration d’hydrogène est de l’ordre de 7 bar tandis que celle qui est produite dans l’onde de détonation d’une ATEX air-hydrogène est de l’ordre de 17 bar au voisinage de la stœchiométrie. Explosion de gaz en milieu non confiné (UVCE) Un UVCE comprend généralement les étapes suivantes :

ƒ rejet dans l’atmosphère d’un produit combustible, le produit étant en phase gaz ou en phase liquide,

ƒ mélange avec l’oxygène de l’air pour former un volume inflammable,de

manière concomitante, dispersion et advection du nuage de gaz dont une partie du volume reste inflammable,

ƒ inflammation de ce volume en présence d’une source d’inflammation, ƒ propagation d’un front de flamme au travers des parties inflammables du

nuage ; ce front de flamme agit à la manière d’un piston sur les gaz environnant et peut être à l’origine de la formation d’une onde de pression aérienne (déflagration) si sa vitesse de propagation est suffisante,

ƒ enfin, le cas échéant, mélange avec l’air et combustion des parties du nuage qui étaient initialement trop riches en combustible pour être inflammables.

Le vocabulaire distingue, selon les effets produits, l’UVCE du Flash fire, ou Feu de nuage. De manière générale, le terme UVCE s’applique lorsque des effets de pression sont observés, alors que le terme Flash fire est réservé aux situations où la combustion du nuage ne produit pas d’effets de pression. Cependant il s’agit

dans les deux cas du même phénomène physique, à savoir la combustion d’un mélange gazeux inflammable. Les aspects suivants peuvent être soulignés relativement aux effets d’un VCE :

ƒ L’expérience montre qu’en pratique, les effets thermiques de l'UVCE ne sont

pas dus au rayonnement thermique(très court) du nuage enflammé, mais uniquement au passage du front de flamme. Autrement dit, toute personne se trouvant sur le parcours de la flamme est susceptible de subir l’effet létal, mais celui-ci n’excède pas la limite extrême atteinte par le front de flamme. Ainsi, l’effet thermique de l’UVCE ou du Flash Fire (rappelons qu’il s’agit du même phénomène physique) sur l’homme est dimensionné par la distance à la LII1. De manière générale, l’effet thermique d’un UVCE sur les structures se limite à des dégâts superficiels (déformation des plastiques, décollement des peintures, …), et, éventuellement, à une fragilisation possible de certaines structures métalliques légères. En revanche, l’UVCE peut être initiateur d’un incendie, ou être suivi d’un feu torche, dont les effets thermiques sont à redouter.

ƒ Les effets de surpression sont produits par l’effet piston du front de flamme sur les gaz frais. Plus la propagation du front de flamme est rapide et plus son accélération est grande, plus l’amplitude de l’onde de pression est importante. Celle-ci se propage dans l’environnement à la façon d’une onde de choc dont l’amplitude s’atténue lorsque l’on s’éloigne du centre de l’explosion, de manière inversement proportionnelle à la distance. En l’absence d’obstacles, on observe expérimentalement que la propagation de la flamme dans un mélange homogène et au repos est très faiblement accélérée, et que les niveaux de pression associés n’excèdent pas quelques millibars. En revanche, la présence d’un écoulement turbulent ou de gradients de concentration suffit à accélérer la flamme et à engendrer des niveaux de pression plus élevés, même en l’absence d’obstacles. La présence d’un confinement partiel (mur, auvent, etc…) peut accentuer la montée en pression en bloquant l’expansion volumique des gaz dans une ou plusieurs directions. Les effets générés par un UVCE sont fortement dépendants des conditions locales dans lesquelles l’explosion a lieu : conditions du mélange gazeux et conditions de l’environnement. Paramètres propres au mélange gazeux

Paramètres propres à l’environnement

Réactivité (vitesse fondamentale de Source d’inflammation combustion, taux d’expansion) (position par rapport au nuage, Concentration et homogénéité énergie) Turbulence propre du jet

Encombrement

DISPERSION ATMOSPHERIQUE ___________ La dispersion atmosphérique caractérise le devenir dans le temps et dans l’espace d’un ensemble de particules (aérosols, gaz, poussières) rejetées dans l’atmosphère. L’émission d’un produit à l’atmosphère peut revêtir un caractère :

ƒ soit chronique, avec des émissions à l’atmosphère plus ou moins continues ou

périodiques dans le temps. Les rejets sont les sous-produits indésirables de toute activité humaine, par exemple, les gaz d'échappement des voitures, les fumées d'usines, de chauffages urbains ou toute forme de pollution diffuse (émission de gaz issu d'une décharge...).

ƒ soit accidentel, avec des émissions à l’atmosphère ponctuelles dans le temps,

non désirées comme la fuite d'une cuve ou un dégagement de fumées dû à un incendie.

Les conditions de dispersion atmosphérique d’un produit vont dépendre de plusieurs paramètres :

ƒ les conditions de rejet (nature du nuage de produit, mode d’émission...) ; ƒ les conditions météorologiques (champ de vent, de température...) ; ƒ l’environnement (nature du sol, présence d’obstacles, topographie...). Les accidents du 10 juillet 1976 de SEVESO (Italie) et du 3 décembre de BOHPAL (Inde) ayant pour origine des emballements de réaction chimique ont conduits à des dispersions atmosphérique importantes :

ƒ lors de l’accident de SEVESO, l'explosion d'un réacteur chimique produisant des herbicides.a causé un rejet de dioxines dans l'atmosphère. Ce nuage a contaminé une région étendue (18 km2).

Lors de l’accident de BOHPAL, l’émission dans l’atmosphère d’un nuage d’isocyanate de méthyle (MIC) contenu dans un réservoir a causé près de 2000 morts, sur une population de quelque 100 000 habitants dans une surface de 40 km2.

ANNEXE E TABLEAUX D’ANALYSES DE RISQUES DES MAILLONS DE LA CHAÎNE DE TRANSPORT ET DU STOCKAGE DU CO2

Section étudiée : transport

Mode de fonctionnement : tous

Installation : canalisations

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène Défaillanc central dangereux e

1 Défaillance Mauvaise tenue Rupture d’équipements de piquages matérielle Fuite liée à la Défaut de conception soudure Corrosion

Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

F

Date : //07

I

Barrières Fréquen intensité sécurité ce de la cause

de Recommandation

Standard de conception des équipements Contrôle de fabrication des équipements Sur-épaisseur de corrosion, revêtement anti-corrosion, protection cathodique, élimination de l’eau transportée

Défaillance de joint

Surveillance maintenance 2 Défaillance Coup de bélier Rupture d’équipements matérielle Fuite liée au Dilatation fonctionnem Vibration ent Montée en pression

Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

Remarque

et de

et

Standard de conception et d’installation du pipe Procédure du pipe

d’exploitation

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène Défaillanc central dangereux e

3 Incident du à la maintenance ou à une défaillance du contrôle et de la surveillance

Intervention sur Rupture d’équipements une canalisation Fuite en charge

Migration accumulation CO2

Manœuvre accidentelle de vannes

-

intoxication,

-

anoxie

Perte d’information des instruments Rupture circuit de commande à distance Transmission radio ou téléphone hors service

et de

F

I

Barrières Fréquen intensité sécurité ce de la cause

de Recommandation

Procédure d’intervention de maintenance Formation du personnel Conception des installations de contrôles et de communication (redondance) Contrôle et maintenance des installations de contrôles et de communication

Remarque

N Causes °

4 Engins chantier agricole

Dérive Evénement redouté Phénomène Défaillanc central dangereux e de ou

Agression externe Agression externe liée à l’activité humaine lors de travaux

Rupture voir éclatement Bleve de CO2 d’équipements (aériens et Migration enterrés) accumulation Fuite massive CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

F

I

Barrières Fréquen intensité sécurité ce de la cause

de Recommandation Remarque

Documents d’urbanisme rappelant la présence d’ouvrages enterrés Respect des prescriptions, procédures et consignes (déclaration d’intention de commencement de travaux) Plan de prévention Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

5 Effets dominos

Agression Rupture voir éclatement externe liée à d’équipements (aériens) l’activité Fuite humaine (transport, site industriel…)

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Implantation du pipe par rapport à l’environnement Protection aériennes

des

parties

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène Défaillanc central dangereux e

6 séisme

Agression Rupture voir éclatement externe liée à d’équipements (aériens et l’environneme enterrés) nt naturel Fuite massive

7 Glissement de terrain

8 Foudre

Agression Rupture voir éclatement externe liée à d’équipements (aériens et l’environneme enterrés) nt naturel Fuite massive

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

-

intoxication,

-

anoxie

anoxie

Barrières Fréquen intensité sécurité ce de la cause Choix du d’implantation

de Recommandation Remarque

lieu

Etude sismique

Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

et de

et Agression Rupture d’équipements Migration de externe liée à (aériens) par effets indirects accumulation CO2 l’environneme nt naturel intoxication, -

I

Règles de construction du pipe

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2

F

Choix du d’implantation

lieu

Etude géologique Règles de construction du pipe Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement Protection foudre (partie aérienne)

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène Défaillanc central dangereux e

9 Malveillance

Agression Rupture voir externe liée à d’équipements l’activité aériens) humaine Fuite massive

éclatement Bleve de CO2 (surtout Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

F

I

Barrières Fréquen intensité sécurité ce de la cause Clôture des aériennes

de Recommandation Remarque

parties

Dispositif de surveillance (ronde, caméra, détection intrusion)

Section étudiée : transport

Mode de fonctionnement : tous

Installation : pompe de recompression

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

1 Défaillance matérielle liée à la conception

Mauvaise tenue Rupture d’équipements d’accessoires

Défaut soudure Corrosion

de

Fuite

Défaillance de joint Rupture garniture

Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Date : //07

de Recommandation Remarque

Standard de conception des équipements Contrôle de fabrication des équipements Surveillance maintenance

et

de

2 Défaillance Ouverture Fuite par la soupape matérielle d’une soupape liée au fonctionnem ent

Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Contrôle des soupapes Procédure d’exploitation du pipe

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

3 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

4 Incident du à la maintenance ou à une défaillance du contrôle et de la surveillance

en Rupture du corps de pompe

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

de Recommandation Remarque

Contrôle des soupapes et de

Redondance soupapes

des

Procédure d’exploitation du pipe

Migration accumulation CO2

Manœuvre accidentelle de vannes d’isolement

-

intoxication,

Formation du personnel

-

anoxie

Conception installations contrôles et communication (redondance)

des de de

Contrôle maintenance installations contrôles et communication

et des de de

Perte d’information des instruments Rupture circuit de commande à distance Transmission radio ou téléphone hors service

et de

Procédure d’intervention maintenance

Intervention sur Rupture d’équipements une pompe en Fuite charge

de

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

5 Effets dominos

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la pompe Migration et l’activité Fuite accumulation de humaine CO2 (transport, site industriel…) intoxication, -

6 séisme

7 Glissement de terrain

de Recommandation Remarque

Implantation de la pompe par rapport à l’environnement Protection de la pompe

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la pompe Migration l’environneme Fuite massive accumulation nt naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la pompe Migration l’environneme Fuite massive accumulation nt naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude sismique Règles de construction du bâti de la pompe Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude géologique Règles de construction du bâti de la pompe Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

8 Foudre

et Agression Rupture d’équipements par Migration accumulation de externe liée à effets indirects CO2 l’environneme Fuite nt naturel intoxication, -

9 Malveillance

de Recommandation Remarque

Protection foudre du lieu d’installation de la pompe

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la pompe Migration l’activité accumulation Fuite massive humaine CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Clôture du lieu d’installation de la pompe Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

Section étudiée : transport

Mode de fonctionnement : tous

Installation : vanne de détente

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

1 Défaillance matérielle liée à la conception

Mauvaise tenue Rupture d’équipements du corps de vanne ou Eclatement du corps de vanne d’accessoires Fuite Corrosion Défaillance de joint

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Date : //07

de Recommandation Remarque

Standard de conception des équipements Contrôle de fabrication des équipements Surveillance maintenance

et

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

2 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

3 Incident du à la maintenance ou à une défaillance du contrôle et de la surveillance

en Rupture du corps de vanne Fuite

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

Intervention sur Rupture d’équipements une vanne en Fuite charge

Migration accumulation CO2

Manœuvre accidentelle de vannes d’isolement

-

intoxication,

-

anoxie

Perte d’information des instruments Rupture circuit de commande à distance Transmission radio ou téléphone hors service

et de

Procédure du pipe

de Recommandation

d’exploitation

Standard de conception et d’installation du pipe

et de

Procédure d’intervention de maintenance Formation du personnel Conception des installations de contrôles et de communication (redondance) Contrôle et maintenance des installations de contrôles et de communication

Remarque

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

4 Effets dominos

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la vanne Migration et l’activité Fuite accumulation de humaine CO2 (transport, site industriel…) intoxication, -

5 séisme

6 Glissement de terrain

de Recommandation Remarque

Implantation de la vanne par rapport à l’environnement Protection de la vanne

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la vanne Migration l’environneme Fuite massive accumulation nt naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la vanne Migration l’environneme Fuite massive accumulation nt naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude sismique Règles d’installation de la vanne Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude géologique Règles d’installation de la vanne Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillanc central dangereux Fréquence intensité sécurité e de la cause

7 Foudre

et Agression Rupture d’équipements par Migration accumulation de externe liée à effets indirects CO2 l’environneme Fuite nt naturel intoxication, -

8 Malveillance

de Recommandation

Protection foudre du lieu d’installation de la vanne

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la vanne Migration l’activité accumulation Fuite massive humaine CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Clôture du lieu d’installation de la vanne Dispositif de surveillance (ronde, caméra, détection intrusion)

Remarque

Section étudiée : injection

Mode de fonctionnement : tous

Installation : tête de puits (surface)

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

1 Défaillance matérielle liée à la conception

Mauvaise tenue Rupture d’équipements des éléments de Eclatement d’équipements la tête de puits

Corrosion Défaillance joint

Fuite de

Bleve de CO2 Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Date : //07

de

Remarque

Standard de conception des équipements Contrôle de fabrication des équipements Surveillance maintenance

Recommandation

et

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

2 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

3 Incident du à la maintenance ou à une défaillance du contrôle et de la surveillance

en Rupture du corps de vannes Bleve de CO2 Fuite

Migration accumulation CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

de

Remarque

Procédure d’exploitation du pipe Standard de conception et d’installation de la tête du puits d’injection

Intervention sur Rupture d’équipements une installation en charge en charge Fuite

Migration accumulation CO2

Manœuvre accidentelle vannes d’isolement

-

intoxication,

Formation du personnel

-

anoxie

Conception installations contrôles et communication (redondance)

des de de

Contrôle maintenance installations contrôles et communication

et des de de

de

Perte d’information des instruments Rupture circuit de commande à distance Transmission radio ou téléphone hors service

et de

Procédure d’intervention maintenance

Recommandation

de

N Causes °

4 Effets dominos

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la tête de puits Migration et l’activité Fuite accumulation de humaine CO2 (transport, site industriel…) intoxication, -

5 séisme

6 Glissement de terrain

de

Remarque

Implantation de la tête de puits par rapport à l’environnement Protection de la tête de puits

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la tête de puits Migration l’environnement Fuite massive accumulation naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

Agression Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 externe liée à la tête de puits Migration l’environnement Fuite massive accumulation naturel CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude sismique Règles d’installation de la de la tête de puits Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

et de

Choix du d’implantation

Recommandation

lieu

Etude géologique Règles d’installation de la tête de puits Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

7 Foudre

et Agression Rupture d’équipements par Migration accumulation de externe liée à effets indirects CO2 l’environnement Fuite naturel intoxication, -

8 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

de

Remarque

Protection foudre du lieu d’installation de la tête de puits

anoxie

Rupture voir éclatement de Bleve de CO2 la tête de puits Migration accumulation Fuite massive CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Clôture du lieu d’installation de la tête de puits Dispositif surveillance caméra, intrusion)

Recommandation

de (ronde, détection

Section étudiée : injection

Mode de fonctionnement : tous

Installation : pied de puits (sous-sol)

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

Migration et 1 Défaillance Mauvaise tenue Rupture d’équipements des éléments du accumulation de matérielle Fuite vers la surface à travers le CO2 liée à la pied de puits puits conception Corrosion intoxication, Vieillissement des composants assurant l’étanchéité

2 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

-

anoxie

Date : //07

de Recommandation Remarque

Standard de conception des équipements Contrôle de fabrication des équipements Surveillance maintenance

et

Détection CO2

en Rupture d’équipements Fuite vers la travers le puits

surface

Migration accumulation à CO 2

et de

Procédure d’exploitation du stockage géologique

-

intoxication,

Standard de conception

-

anoxie

et d’installation du pied du puits d’injection système de d’injection Détection CO2

contrôle

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

3 Incident du à la maintenance ou à une défaillance du contrôle et de la surveillance

Manœuvre accidentelle Perte d’information des instruments

Migration et accumulation de Fuite vers la surface à travers le CO 2 puits intoxication, Rupture d’équipements

-

anoxie

Rupture circuit de commande à distance Transmission radio ou téléphone hors service

Procédure d’intervention maintenance

de Recommandation Remarque

de

Formation du personnel Conception installations contrôles et communication (redondance)

des de de

Contrôle maintenance installations contrôles et communication

et des de de

Détection CO2 4 séisme

Rupture d’équipements Agression externe liée à l’environnement Fuite vers la surface travers le puits naturel

Migration accumulation à CO 2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Choix du d’implantation

lieu

Etude sismique Règles d’installation du pied de puits Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

de Recommandation

5 Glissement de terrain

Rupture d’équipements Agression externe liée à l’environnement Fuite vers la surface travers le puits naturel

lieu

Migration accumulation à CO 2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Remarque

Choix du d’implantation Etude géologique

Règles d’installation du pied de puits Positionnement et procédure de manœuvre des vannes de sectionnement

6 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

Rupture d’équipements Fuite vers la travers le puits

surface

Migration accumulation à CO 2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Clôture du lieu d’installation de la tête de puits Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

Section étudiée : stockage géologique

Mode de fonctionnement : tous

Installation : aquifère salin

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

1 Défaillance Présence d’une Migration du gaz vers les Contamination des aquifères matérielle faille ou d’une formations géologiques voisines nappes exploitables liée à la discontinuité conception Migration en surface Migration et accumulation de CO2 -

intoxication,

anoxie

Date : //07

de Recommandation

Etude géologique du site de stockage au stade du projet

Remarque

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

2 Défaillance Présence d’un Migration du gaz vers la surface Migration et matérielle puits arrêté non à travers le puits arrêté accumulation de liée à la étanche CO2 conception intoxication, -

anoxie

0

0

de Recommandation Remarque

Au stade du projet Le risque lié aux puits inventaire des puits arrêtés n’existe pas pour arrêtés les aquifères salins Test d’étanchéité sur les puits arrêtés Suivi de fuite éventuelle par les puits arrêtés Détection CO2

3 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

4 séisme

en Migration latérale du gaz Contamination des vers les formations nappes aquifères géologiques voisines exploitables Migration du gaz vers la Migration surface à travers le puits accumulation d’injection CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

et Agression Rupture du stockage et Migration de externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation CO2 l’environnement Fuite massive naturel intoxication, -

anoxie

Détermination de la pression maximale d’injection système de contrôle de la pression d’injection Détection CO2

Choix du d’implantation stockage Etude sismique

lieu du

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

de Recommandation

5 Glissement de terrain

et Agression Rupture du stockage et Migration de externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation CO2 l’environnement Fuite massive naturel intoxication,

lieu du

6 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

Choix du d’implantation stockage Etude géologique

anoxie

Rupture du stockage et Migration et fissuration jusqu’à la surface accumulation de CO2 Fuite massive intoxication, -

Remarque

anoxie

Clôture du lieu d’installation des installations de surface du stockage Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

Section étudiée : stockage géologique

Mode de fonctionnement : tous

Installation : gisement de pétrole et de gaz déplété

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

1 Défaillance Présence d’une Migration du gaz vers les Contamination des aquifères matérielle faille ou d’une formations géologiques voisines nappes exploitables liée à la discontinuité conception migration en surface Migration et accumulation de CO2 -

intoxication, anoxie

Date : //07

de Recommandation

Etude géologique du site de stockage au stade du projet

Remarque

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

et 2 Défaillance Présence d’un Migration du gaz vers la surface Migration accumulation de matérielle puits arrêté non à travers le puits arrêté CO2 liée à la étanche conception intoxication, -

anoxie

de Recommandation Remarque

Au stade du projet inventaire des puits arrêtés Test d’étanchéité sur les puits arrêtés Suivi de fuite éventuelle par les puits arrêtés

Contamination des nappes aquifères exploitables

Migration du gaz vers les formations géologiques voisines 3 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

4 séisme

en Migration latérale du gaz Contamination des vers les formations nappes aquifères géologiques voisines exploitables Migration du gaz vers la Migration surface à travers le puits accumulation d’injection CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Agression Rupture du stockage et Migration et externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation de l’environnement CO2 Fuite massive naturel intoxication, -

anoxie

Détection CO2

Détermination de la pression maximale d’injection système de contrôle de la pression d’injection Détection CO2

Choix du d’implantation stockage Etude sismique

lieu du

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

de Recommandation

5 Glissement de terrain

et Agression Rupture du stockage et Migration externe liée à fissuration jusqu’à la surface accum2ulation de l’environnement CO Fuite massive naturel intoxication,

lieu du

6 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

Choix du d’implantation stockage Etude géologique

anoxie

Rupture du stockage et Migration et fissuration jusqu’à la surface accumulation de CO2 Fuite massive intoxication, -

Remarque

anoxie

Clôture du lieu d’installation des installations de surface du stockage Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

Section étudiée : stockage géologique

Mode de fonctionnement : tous

Installation : basiques et ultra basiques

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

et 1 Défaillance Présence d’une Migration latérale du gaz vers Migration de matérielle faille ou d’une les formations géologiques accumulation voisines et éventuellement vers CO2 liée à la discontinuité la surface conception intoxication, -

anoxie

Contamination des nappes aquifères exploitables

Date : //07

de Recommandation Remarque

Etude géologique du Concernant les sites de site de stockage au type balsamique des stade du projet failles sont susceptibles d’existées jusqu’en surface

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

2 Défaillance Présence d’un Migration du gaz vers la surface Migration et matérielle puits arrêté non à travers le puits arrêté accumulation de liée à la étanche CO2 conception intoxication, -

anoxie

de Recommandation Remarque

Au stade du projet inventaire des puits arrêtés Test d’étanchéité sur les puits arrêtés Suivi de fuite éventuelle par les puits arrêtés Détection CO2

3 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

4 séisme

en Migration latérale du gaz Contamination des vers les formations nappes aquifères géologiques voisines exploitables Migration du gaz vers la Migration surface à travers le puits accumulation d’injection CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

Agression Rupture du stockage et Migration et externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation de l’environnement CO2 Fuite massive naturel intoxication, -

anoxie

Détermination de la pression maximale d’injection système de contrôle de la pression d’injection Détection CO2

Choix du d’implantation stockage Etude sismique

lieu du

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

de Recommandation

5 Glissement de terrain

et Agression Rupture du stockage et Migration de externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation CO2 l’environnement Fuite massive naturel intoxication,

lieu du

6 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

Choix du d’implantation stockage Etude géologique

anoxie

Rupture du stockage et Migration et fissuration jusqu’à la surface accumulation de CO2 Fuite massive intoxication, -

Remarque

anoxie

Clôture du lieu d’installation des installations de surface du stockage Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

Section étudiée : stockage géologique

Mode de fonctionnement : tous

Installation : veines de charbon

Entrée de maille : \

PID : \

Sortie de maille : \

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

1 Défaillance Présence d’une Migration du gaz vers les Contamination des aquifères matérielle faille ou d’une formations géologiques voisines nappes exploitables liée à la discontinuité conception migration en surface Migration et accumulation de CO2 -

intoxication, anoxie

Date : //07

de Recommandation

Etude géologique du site de stockage au stade du projet

Remarque

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

et 2 Défaillance Présence d’un Migration du gaz vers la surface Migration accumulation de matérielle puits arrêté non à travers le puits arrêté CO2 liée à la étanche conception intoxication, -

anoxie

de Recommandation

Au stade du projet inventaire des puits arrêtés Test d’étanchéité sur les puits arrêtés Suivi de fuite éventuelle par les puits arrêtés

Migration du gaz vers les formations géologiques voisines

Contamination des nappes aquifères exploitables

Détection CO2

Remarque

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

3 Défaillance Montée matérielle pression liée au fonctionnem ent

en Migration latérale du gaz Contamination des vers les formations nappes aquifères géologiques voisines exploitables Migration du gaz vers la Migration surface à travers le puits accumulation d’injection CO2 -

intoxication,

-

anoxie

et de

de Recommandation Remarque

Détermination de la pression maximale d’injection système de contrôle de la pression d’injection Procédure d’intervention maintenance

de

Formation du personnel Conception installations contrôles et communication (redondance)

des de de

Contrôle maintenance installations contrôles et communication

et des de de

Détection CO2

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

4 Présence de Libération du CH4 dans CH4 remplacé les veines de par le CO2 charbon

Migration latérale du CH4 Contamination des aquifères vers les formations nappes géologiques voisines si exploitables présence d’une faille Migration et Fuite sur le circuit de accumulation de récupération et de traitement CH4 du CH4 au niveau de la inflammation surface explosion

de Recommandation Remarque

Etude géologique du site de stockage au stade du projet Détection de fuite éventuelle sur le circuit CH4 Procédure d’intervention maintenance

de

Formation du personnel Détection CH4 5 séisme

Agression Rupture du stockage et Migration et externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation de l’environnement CO2 Fuite massive naturel intoxication, -

6 Glissement de terrain

lieu du

Etude sismique

anoxie

Agression Rupture du stockage et Migration et externe liée à fissuration jusqu’à la surface accumulation de l’environnement CO2 Fuite massive naturel intoxication, -

Choix du d’implantation stockage

anoxie

Choix du d’implantation stockage Etude géologique

lieu du

N Causes °

Dérive Evénement redouté Phénomène F I Barrières Défaillance central dangereux Fréquence intensité sécurité de la cause

7 Foudre

Agression externe liée à l’environnement naturel

8 Malveillance

Agression externe liée à l’activité humaine

Rupture d’équipements par effets indirects sur le circuit de récupération et de traitement du CH4 au niveau de la surface

Migration accumulation CH4 -

inflammation

Fuite de CH4

-

explosion

et de

Rupture du stockage et Migration et fissuration jusqu’à la surface accumulation de CO2 Fuite massive intoxication, -

anoxie

de Recommandation Remarque

Protection foudre du lieu d’installation du circuit de récupération et de traitement du CH4 au niveau de la surface Fuite de CH4

Clôture du lieu d’installation des installations de surface du stockage Dispositif surveillance caméra, intrusion)

de (ronde, détection

ANNEXE F

POTENTIELS DE DANGERS LIES AU STOCKAGE GEOLOGIQUE – ETANCHEITE DE LA COUVERTURE Auteur Daniel Broseta Université de Pau

POTENTIELS DE DANGERS LIES AU STOCKAGE GEOLOGIQUE – ETANCHEITE DE LA COUVERTURE Auteur Daniel Broseta Université de Pau

Résumé L’annexe F présente les possibilités de fuite du CO2 par la couverture. L’étanchéité de la roche de couverture, sous laquelle s’accumule par effet de gravité une colonne de CO2, peut être rompue : •

par perçage capillaire du CO2 surcomprimé

•

par fracturation, hydraulique ou thermique

•

par réactivation de failles

Cependant dans le cadre du programme METSTOR, on considère que la sélection des sites assurera une qualité de la couverture suffisante pour rendre ces fuites négligeables.

Identification des possibilités de fuite du CO2 par la couverture Dans une opération de stockage géologique, l’étanchéité de la roche de couverture, sous laquelle s’accumule par effet de gravité une colonne de CO2, peut être rompue :

i)

par perçage capillaire du CO2 surcomprimé par rapport à l’eau imbibant la couverture (cf. figure ci-après); la surcompression est due à la poussée d’Archimède, égale au perçage à la pression capillaire d’entrée du CO2 dans la couverture Pce, atteinte pour une hauteur H de colonne de gaz (CO2) telle que

H

PCO2 − Pw = Pce = ∫ ΔρgdX 0

(1),

avec Δρ = ρ w − ρ CO 2 la différence entre la densité (masse volumique) de la phase aqueuse et celle de la phase riche en CO2. La pression capillaire d’entrée étant égale à 2γ CO 2 /w cos(θ ) / R (loi de Laplace), où R est une taille effective de pores de la couverture, on voit que les propriétés interfaciales – tension interfaciale γCO2/w entre l’eau et le CO2 et angle de contact θ  caractérisant la mouillabilité de la couverture (aux conditions de stockage) – jouent un rôle important dans ce processus de fuite. Ces propriétés ont fait l’objet de travaux récents (réfs. 1 et 2), qui montrent que l’étanchéité capillaire est moins assurée dans le cas du CO2 que dans le cas d’hydrocarbures. La tension γCO2/w est en effet inférieure (d’un facteur 2 environ) à la tension γCH4/w et la mouillabilité à l’eau est moindre en présence de CO2 dense qu’en présence d’hydrocarbures.

La valeur de la pression de perçage capillaire ou de déplacement (ou pression maximale de recompression) doit être mesurée en laboratoire sur un échantillon de couverture, suivant des méthodes appropriées, décrites par ex. dans la réf. 3 (ces méthodes sont utilisées pour qualifier la couverture d’un site de stockage saisonnier de gaz). L’échantillon de couverture, initialement imbibé d’eau, est placé dans les conditions de pression, de température et de confinement représentatives, et le CO2 est mis en contact avec l’une des faces de ce milieu poreux : la pression dans le CO2 est augmentée par paliers jusqu’à détecter le perçage, le débit de CO2 après le perçage donnant une indication sur la perméabilité effective du CO2 dans la roche de couverture.

ii)

par fracturation, hydraulique ou thermique. La fracturation thermique est due à la variation (qui en général est une baisse) de la température occasionnée par l’injection du fluide, plus froid en général que l’encaissant : cet effet est significatif aux abords du puits d’injection, mais reste à apprécier loin du point d’injection. La fracturation hydraulique se produit quand la pression de pore (c’est-à-dire dans le CO2 injecté) excède un

certain seuil de pression tel que à la fois la contrainte minimale et la limite élastique à la traction sont dépassées (réf. 4). Ce seuil de pression peut être apprécié par des mesures en laboratoire sur des échantillons de couverture, ou directement in si-tu par des leak-off tests (réf. 4).

par réactivation de failles, à la suite d’un (micro) séisme et/ou du

iii)

changement de l’état de contraintes dû à l’augmentation de la pression de pore. Il importe de connaître le comportement de la faille lorsqu’elle devient conductrice au CO2 (et à l’eau) : les réactions de dissolution et de reprécipitation vont-elles avoir pour effet global de rendre la faille de plus en plus conductrice, ou au contraire de la colmater progressivement ? La réponse à cette question essentielle dépend bien sûr de la minéralogie de la couverture, et fait l’objet de travaux de recherches.

•

Remarque. Les fuites occasionnées par les processus (ii) et (iii) ci-dessus sont plus localisées et massives que les fuites par perçage capillaire (processus i). Ces dernières sont acceptables si le taux de fuite est minime, ce qui s’apprécie à partir de mesures de perméabilité effective au gaz (CO2) après perçage. Ainsi, des perméabilités effectives de l’ordre de 10-410-5 milliDarcy, comme cela a été mesuré (réf. 5) sur les échantillons de couverture du site de Weyburn, donnent des taux de fuite du CO2 considérés comme inacceptables ; alors que les valeurs de l’ordre de 10-710-9 milliDarcy mesurées sur des échantillons de couverture du bassin de l’Alberta (réf. 6) donnent des taux de fuite acceptables. Un autre point important, qui fait l’objet de recherches actives, est la stabilité au cours du temps de cette perméabilité effective au CO2 (cela rejoint le point signalé cidessus à la fin de iii): celle-ci peut augmenter (cas défavorable) ou diminuer (cas favorable) suite aux processus géochimiques d’altération minérale (dissolution, précipitation d’espèces minérales).

Figure. L’étanchéité de la couverture est d’abord un phénomène capillaire. La zone en pointillés peut elle-même se composer de deux régions, non indiquées sur la figure : un chapeau de gaz (“gas cap”) sous la couverture et un anneau d’huile situé juste au-dessus de l’aquifère. Références : 1. Chiquet, P., Daridon, J. L., Broseta, D. and Thibeau, S., 2007. CO2/water interfacial tensions under pressure and temperature conditions of CO2 geological storage. Energy Conversion and Management 48(3), 736-744. 2. Chiquet, P., Broseta, D., Thibeau, S., 2007. Wettability alteration of caprock minerals by carbon dioxide. Geofluids 7, 112-122. 3. Thomas, L.K., Katz, D.L., Tek, M.R., 1968. Threshold pressure phenomena in porous media, Soc. Pet. Eng. J. 8, 174-184. 4. Gluyas J., Swarbrick R., 2004. Petroleum Geoscience, chapitre 4. Blackwell Publishing. 5. Li, Z., Dong, M., Li, Z., Huang, S., Qing, H., Nickel, E., 2005. Gas breakthrough pressure for hydrocarbon reservoir seal rocks: implications for the security of long-term CO2 storage in the Weyburn field. Geofluids 5, 326-334. 6. Bennion, D.B., Bachu, S., 2007. Permeability and relative permeability

measurements at reservoir conditions for CO2-water system in ultra-low permeability confining caprocks. Papier SPE 106995, présenté au symposium SPE/EAGE Europec à Londres, 11-14 juin 2007.