Etude Et Renovation Du Circuit D Eau de Lutte Contre L Incendie Au Sein de La Centrale A Turbines A Gaz TAG de Tetouan [PDF]

Zitiervorschau

Ecole Nationale de l’Industrie Minérale (ENIM) Rabat

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Présenté En vue de l’obtention du titre :

INGENIEUR D’ETAT Par : Najoua AKNIN (MGI)

Sujet :

&

Mohammed CHRIATT (ELM)

Etude et rénovation du circuit d’eau de lutte contre l'incendie au sein de la centrale à Turbines A Gaz (TAG) de Tétouan

M. ZAOUI M. ELAZEHARI & M. HAMIDI

Jury :

Président du jury (ENIM) Directeurs du projet (ENIM)

M. CHAKI

Parrain industriel (ONE)

M. OUAZZANI

Membre du jury (ENIM)

Mme. BENMILOUD

Membre du jury (ENIM)

Année universitaire 2010 - 2011

« Jetez un regard sur le monde civilisé, inspirez-vous de ses sciences et suivez la voie déjà tracée par des hommes qui ont formé la civilisation moderne en faisant appel pour y parvenir aux savants et aux techniciens des pays amis en particulier au français épris de cette liberté qui a conduit le pays vers la prospérité et le progrès. » Roi Hassan II, Discours historique de Tanger du 10/04/1947

Remerciements Il nous est de tout honneur aujourd’hui de nous acquitter d’une dette de reconnaissance envers toutes les personnes, ayant contribué de près ou de loin à la réussite de ce travail. A cet égard, nous tenons à remercier notre encadrant professionnel M. Hamid CHAKI, Chef de la centrale thermique à TAG de Tétouan, pour ses conseils précieux, sa disponibilité et son intérêt manifesté à ce projet. C’est l’occasion pour nous de remercier pareillement tout le personnel de la centrale, pour la bienveillance et la cordialité de leur accueil ainsi que leur soutien. Nos remerciements les plus sincères vont à nos chers professeurs M. Amine ELAZEHARI et M. Youssef HAMIDI, nos professeurs encadrants à l’ENIM, pour les directives pertinentes qu’ils nous ont prodiguées, pour leur encadrement clairvoyant et pour leur assistance dans toutes les étapes de rédaction de ce rapport. Nos remerciements s’adressent également aux honorables membres du jury ayant accepté d’examiner notre modeste travail et de siéger à sa soutenance. Notre grande estime va finalement à tout le corps professoral de l’École Nationale de l’Industrie Minérale, pour leur formation prodigieuse et pour l’effort monumental qu’ils ont consenti afin de faire de nous des Enimistes dignes de ce nom.

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Résumé La centrale à turbine à gaz de Tétouan est une centrale de production d’énergie électrique à base de Fuel. Cette centrale située de 10 km de Tétouan a une puissance installée de 140 MW. Elle est classée au Royaume, parmi les sites de secours de production d’électricité. Ce présent projet de fin d’étude, consiste à faire une étude et rénovation du circuit anti-incendie à eau en tenant compte d’augmentation de capacité de stockage Gas-oil qui s’élèvera à 2000 m3 en fin 2011. En premier lieu, une application de l’analyse préliminaire des risques a été effectuée pour proposer les mesures d’atténuation des risques d’incendie et déterminer les zones critiques. Ces zones sont prises en compte dans le redimensionnement du circuit qui est présenté dans un second lieu. Enfin, une étude économique a été effectuée.

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Abstract The gas turbine power plant in Tetouan is a central power generation based on Fuel. This plant located 10 km from Tetouan has an installed power 140 MW. It is classified in the Kingdom among the sites emergency power generation. This project is to examine and renovate the anti-fire water circuit considering an increase in storage capacity Diesel which will amount to 2000 m3 in late 2011. First, an application of the preliminary risk analysis was conducted to propose measures to mitigate fire hazards and identify critical areas. Those areas are considered in resizing of anti-fire circuit, which is presented in a second. Finally, an economic study was performed.

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Liste des abréviations APR: Analyse Préliminaire des Risques DN: Diamètre Nominale ECS: Equipement de Contrôle et de Signalisation EPI: Equipement de Protection des Individus Fig: Figure GTA: Groupe Turbo-Alternateurs Hg: Hauteur géométrique Hmt: Hauteur manométrique totale HT: Hors Taxe JLEC: JORF LASFAR ENERGY COMPANY NPSH: NET Positive Suction Head ONE: Office National d’Electricité ONEP: Office National d’Eau Potable Pasp: Pression d’aspiration Pv: Pression de Vapeur saturante RIA: Robinet d’Incendie Armé STEP: Station de Transfert d’Energie par Pompage TAG: Turbine A GAZ TTC: Toutes Taxes Comprises

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Liste des figures Fig 1. 1: Organigramme de l'ONE ...................................................................................................... 7 Fig 1. 2: Plan d'accès de la centrale à TAG de Tétouan ................................................................ 8 Fig 1. 3: Organigramme de la Centrale à TAG de Tétouan ........................................................... 9 Fig 1. 4: Réservoir d’eau brute de 3500 m3 ................................................................................... 10 Fig 1. 5: Schéma simplifié d’une chaîne de déminéralisation d’eau ........................................... 11 Fig 1. 6: Plan de parc de stockage de combustibles .................................................................... 12 Fig 1. 7: Coupe descriptive d'un groupe à TAG ............................................................................. 13 Fig 2.1: Diagramme de Gant du projet ............................................................................................ 17 Fig 2. 2: Diagramme Ishikawa pour les origines de dégradation du système anti-incendie ... 18 Fig 2. 3: Plan de la centrale TAG de Tétouan ................................................................................ 19 Fig 2. 4: Schéma simplifié des étapes d'analyse des risques ....................................... 20 Fig 2. 5: Diagramme de méthodologie de dimensionnement du réseau hydraulique.............. 24 Fig 3. 1: Grafcet simplifié de commande du système de pompage ............................................ 27 Fig 4. 1: Les six zones de la centrale à TAG de Tétouan ............................................................ 33 Fig 5. 1: Plan d'implantation de réseau hydraulique ..................................................................... 58 Fig 5. 2: Refroidissement de parc citerne ....................................................................................... 58 Fig 5. 3: Refroidissement et extinction d'incendie au parc citerne ............................. 59 Fig 5. 4: Refroidissement de nouveau réservoir Gas-oil .............................................................. 60 Fig 5. 5: Refroidissement et extinction du nouveau réservoir ...................................................... 61 Fig 5. 6: Extinction de feu au niveau de groupe turbo-alternateur .............................................. 62 Fig 5. 7: Extinction de feu au niveau de poste traitement Fuel ................................................... 63

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Liste des tableaux Tab 1. 1: Parc de production de l'ONE à fin 2009 ........................................................................... 4 Tab 2. 1: Exemple de tableau de type APR [2] .............................................................................. 21 Tab 4. 1: Scénarios d'incendies liés à la zone 1, dépotage Combustibles................................ 36 Tab 4. 2: Scénarios d'incendies liés à la zone 2, stockage Combustibles ................................ 36 Tab 4. 3: Scénarios d'incendies liés à la zone 3, Chaudières et ses auxiliaires ...................... 37 Tab 4. 4: Scénarios d'incendies liés à la zone 4, traitement Fuel ............................................... 37 Tab 4. 5: Scénarios d'incendies liés à la zone 5, Groupes Turbo-Alternateurs ........................ 38 Tab 4. 6: Scénarios d'incendies liés à la zone 6, ateliers et locaux annexes ........................... 40 Tab 4. 7: Echelle de cotation de la fréquence ................................................................................ 41 Tab 4. 8: Echelle de cotation de gravité d'incendie ....................................................................... 42 Tab 4. 9: Evaluation des risques d'incendie ................................................................................... 43 Tab 4. 10: Matrice de criticité [3] ...................................................................................................... 47 Tab 4. 11: Matrice de criticité ............................................................................................................ 49 Tab 5. 1: Coefficients de Rugosité pour des Tuyaux Neufs [5] ................................................... 56 Tab 5. 2: Coefficient émetteur pour chaque type d'appareillage émetteur d'eau ..................... 57 Tab 5. 3: Tableau de caractéristiques des conduites ....................................................... 64 Tab 5. 4: Tableau de pression consigne vannes ........................................................................... 64 Tab 6. 1: Estimation de prix des conduites du circuit hydraulique anti-incendie ...................... 66

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Table des matières Remerciements _____________________________________________________________ i Résumé ___________________________________________________________________ ii Abstract __________________________________________________________________ iii Liste des abréviations _______________________________________________________ iv Liste des figures ____________________________________________________________ v Liste des tableaux __________________________________________________________ vi Table des matières _________________________________________________________ vii Introduction générale ________________________________________________________ 1 1.

Présentation de l’organisme d’accueil _______________________________________ 4 1.1.

Secteur d’électricité au Maroc _______________________________________________ 4

1.1.1. 1.1.2. 1.1.3.

1.2.

Présentation de la Centrale à TAG de Tétouan __________________________________ 6

1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.2.4.

2.

2.1.

Problématique ___________________________________________________________ 16

2.2.

Méthodologie de travail ___________________________________________________ 16 Diagramme de Gant ___________________________________________________________ 16 Diagnostic et analyse de l’existant _______________________________________________ 17 Dessin du plan de la centrale sur AutoCAD _________________________________________ 18 Préparation à l’analyse des risques _______________________________________________ 20 Processus d’application d’APR ___________________________________________________ 21 Etapes principales de redimensionnement du réseau hydraulique ______________________ 23

Analyse de l’existant ____________________________________________________ 26 3.1.

Source d’eau de la centrale TAG _____________________________________________ 26

3.2.

Système de pompage______________________________________________________ 26

3.2.1. 3.2.2.

Généralités __________________________________________________________________ 26 Principe de fonctionnement ____________________________________________________ 26

3.3.

Distribution d’eau ________________________________________________________ 27

3.4.

Lutte contre l’incendie _____________________________________________________ 27

3.4.1. 3.4.2. 3.4.3.

4.

Aperçu historique sur la centrale _________________________________________________ 6 Le site de la centrale ___________________________________________________________ 8 Organisation actuelle de la Centrale à TAG de Tétouan ________________________________ 8 Processus de production d’électricité à la centrale de Tétouan __________________________ 8

Problématique et méthodologie de travail __________________________________ 16

2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.2.5. 2.2.6.

3.

Aperçu sur l’ONE ______________________________________________________________ 4 Organigramme de l’ONE ________________________________________________________ 5 Evolution de la production d’électricité entre 2008 et 2009 ____________________________ 6

Fonctionnement du système anti-incendie_________________________________________ 27 Détection et signalisation [4] ____________________________________________________ 28 Réseau anti-incendie __________________________________________________________ 29

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques ____________________________ 32 4.1.

Objet d’Analyse du risque incendie __________________________________________ 32

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4.2.

Analyse des risques _______________________________________________________ 32

4.2.1. 4.2.2.

5.

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique ______________________ 52 5.1.

Etude théorique du système de pompage _____________________________________ 52

5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4.

5.2.

5.3.

Pertes de charge _____________________________________________________________ 52 Calcul de pertes de charge______________________________________________________ 52 Etude de cavitation des pompes haute pression ____________________________________ 53 Dimensionnement des pompes __________________________________________________ 54

Etude de Canalisations_____________________________________________________ 55

5.2.1. 5.2.2.

Généralités sur les canalisations _________________________________________________ 55 Paramètres intervenants dans le calcul hydraulique _________________________________ 55

Simulation du réseau anti-incendie __________________________________________ 56

5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. 5.3.4.

6.

Identification des scénarios d’incendie ____________________________________________ 32 Evaluation de risque incendie ___________________________________________________ 41

Modélisation des émetteurs ____________________________________________________ 56 Contraintes de redimensionnement des canalisations enterrées _______________________ 57 Scénario critique de lutte contre l’incendie ________________________________________ 57 Résultats de la simulation ______________________________________________________ 64

Etude technico-économique du projet ______________________________________ 66 6.1.

Objet de l’étude __________________________________________________________ 66

6.2.

Estimation économique des prix de matériels __________________________________ 66

Conclusion générale ________________________________________________________ 67 Références ________________________________________________________________ 68 Annexes ___________________________________________________________________ i Annexe 1 : Equipements d’extinction d’incendies à la centrale TAG ___________________ ii Annexe 2 : Questionnaire pour estimation de la fréquence et gravité des incendie à la centrale TAG de Tétouan ____________________________________________________ iii Annexe 3 : Diamètres Nominaux des conduites ___________________________________ x

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Introduction générale

Introduction générale L'Office Nationale d’Electricité (ONE) donne une grande importance à l'assurance de la continuité de service fourni à ses clients, en adoptant des stratégies rigoureuses en matière de suivi et de contrôle des centres de production, réseaux de transport, et réseaux de distribution d’énergie électrique; et ce, pour réduire le nombre d'incidents et optimiser le coût d'exploitation. Vu que l’économie du Royaume ne cesse de progresser, il est indispensable de disposer de nouveaux moyens de production d’énergie électrique. Mise en service aux années 70 avec deux turbines 20 MW, puis renforcée aux années 90 avec trois turbines 33 MW, la centrale à Turbines A Gaz (TAG) de Tétouan, peut couvrir actuellement une puissance de 140 MW. Cette énergie est produite principalement à base de Fuel stocké dans des réservoirs, et véhiculé à travers des canalisations vers les groupes turbo-alternateurs. Malheureusement, ce type d’installations est souvent prône à de graves incidents qui coûtent cher en vies humaines; tels que explosion, chute à une hauteur, incendie etc. De ce fait, la prise de conscience en faveur des risques liés à ces incidents notamment à l’incendie, est devenue une préoccupation réelle dans la centrale de Tétouan. Les extensions successives du site, ainsi que le vieillissement de ses équipements ont rendu le système anti-incendie, destiné à la détection et l’extinction du feu, inadapté à la nouvelle structure. Ce qui exige alors une rénovation totale du système anti-incendie; surtout que la centrale s’apprête à plusieurs projets de transformation. Le présent Projet de Fin d’Etudes (PFE) vient donc dans cette perspective et a pour objectif de mettre au point des solutions pour remédier aux incidents survenus sur la Centrale à TAG de Tétouan, et en particulier aux risques d’incendie causant parfois un arrêt de production d’électricité. Ce travail consiste à étudier et redimensionner le circuit d’eau de lutte contre l’incendie, afin d’assurer une protection maximale de personnels et des installations. Dans cette optique, une démarche de travail a été adoptée, dont les étapes sont explicitées dans les différents chapitres de ce mémoire. Le premier chapitre est consacré à un aperçu général sur l’ONE ainsi qu’à une présentation de la centrale à TAG de Tétouan et les étapes de production d’énergie électrique. En deuxième lieu, la problématique à traiter et la méthodologie du travail à suivre sont présentées dans le deuxième chapitre. Dans le troisième chapitre, le système anti-incendie, ses composants ainsi que son principe de fonctionnement sont décrits de façon détaillée. Le quatrième chapitre, présente l’application de l'Analyse Préliminaire des Risques (APR), afin de proposer des mesures d’atténuation du risque incendie.

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Introduction générale Quant au cinquième chapitre, il développe la procédure de redimensionnement d’un nouveau circuit apparent de lutte contre l’incendie tenant compte des résultats de l’APR. Finalement, le sixième et dernier chapitre met la lumière sur la dimension économique du projet en détaillant une analyse des coûts.

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Chapitre

RESUME

DU PREMIER CHAPITRE

Ce chapitre présente, dans un premier temps, le secteur d’électricité au Maroc en mettant l’accent sur l’organisme d’accueil (ONE) et ses différentes évolutions au cours de ces dernières années. La deuxième partie est consacrée à la description de la centrale à TAG de Tétouan, son historique, son organigramme, sa mission et son processus de fonctionnement.

Présentation de l’organisme d’accueil

1.1. 1.1.1.

Secteur d’électricité au Maroc Aperçu sur l’ONE

Au cœur d'un service public stratégique et essentiel pour la compétitivité du Maroc, l'Office National d'Electricité (ONE) est le leader de secteur électrique au Royaume. Créé en 1963, l’ONE est un établissement public à caractère industriel et commercial, doté de la personnalité civile et de l'autonomie financière, et placé sous la tutelle du Ministère d’énergie, des mines, d’eau et d’environnement. Sa mission est de satisfaire la demande en électricité et de développer toute activité industrielle liée à l’énergie électrique. Avec 8 955 collaborateurs, l’ONE opère dans les trois métiers clés de secteur d’électricité: la production, le transport et la distribution.

a. Production En tant que producteur, l’ONE a la responsabilité de fournir sur tout le territoire national et à tout instant une énergie de qualité et à moindre coût possible. Il assure cette mission par les moyens de production qu’il exploite directement, ainsi que par les ouvrages qu’il a confiés à des opérateurs privés dans le cadre des contrats de production concessionnelle. Celles-là incluent des centrales thermiques à vapeur consommant Fuel ou charbon, des centrales thermiques à turbine à gaz, des centrales thermiques diesel, des centrales hydrauliques et des parcs de générateurs éoliens. Le tableau 1.1 présente la puissance installée des principaux ouvrages de production d’énergie électrique dont dispose l'ONE, selon les différentes sources d’énergie et procédés de production; avec une puissance totale installée à fin 2009 dépassant les 6 000 MW. Tab 1. 1: Parc de production de l'ONE à fin 2009

Centrales Usines hydrauliques STEP Centrales Thermiques (y compris JLEC) Eolien Total ONE

Puissance installée en MW 1 283,8 464 4 158,7 220,9 6 127,4

Au-delà de l’amélioration des ouvrages de son parc de production, l’ONE développe également de nouveaux moyens de production, notamment, les énergies renouvelables. Dans cette perspective s’inscrit la deuxième édition des assises nationales de l’énergie qui s’est déroulée le 31 Mai 2011 à Oujda, placée sous le thème « Les énergies vertes, un élan pour le Maroc ». Ainsi, l’installation d’une puissance additionnelle de 3 640 MW est prévue pour fin 2015, avec un investissement de près de 73 milliards de DH. Management Industriel / Electromécanique

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Présentation de l’organisme d’accueil A l’horizon 2020, la stratégie énergétique nationale stipule que, 42 % de la capacité de production électrique installée soit d’origine renouvelable. En outre, la mise en œuvre des plans de développement des énergies renouvelables et de l’efficacité énergétique contribuera à la création de 50 000 postes de travail directs permanents, dont 12 000 dans le solaire et l’éolien .

b. Transport Puisque l’électricité n’est généralement pas stockable, il est nécessaire de gérer en continu le flux d’énergie entre les lieux de production et les clients. En effet, les réseaux haute et très haute tension (couvrant l’ensemble du Royaume et reliés par les interconnexions régionales avec les réseaux algérien et espagnol) sont au cœur du transport de l’électricité. Toutefois, l’ONE poursuit le développement de ces réseaux pour plusieurs raisons, spécialement pour accroître la capacité et les économies d’échange avec les pays voisins et pour renforcer la sécurité d’alimentation en énergie et la stabilité du réseau au niveau national.

c. Distribution A travers le métier de distributeur, l’ONE couvre des réseaux moyenne et basse tension de distribution sur le territoire national, hormis quelques agglomérations urbaines qui sont gérées par des régies de distribution publiques ou des distributeurs privés. En outre, l’ONE a développé un effort particulier en vue d’améliorer son infrastructure afin d’être toujours à même de satisfaire sans délai et dans les meilleures conditions les demandes de ses clients.

1.1.2.

Organigramme de l’ONE

L’ONE est organisé en quatre pôles d’activités opérationnelles, l’ensemble de ses activités est dirigé par la direction générale. Chaque pôle est divisé en des directions centrales. En l’occurrence, le pôle industriel dirige les directions centrales de transport, distribution et production. Cette dernière est à son tour, répartie à plusieurs directions d’exploitation telle que la direction d’exploitation à TAG disposant de trois divisions d’exploitation notamment la division du Nord. Le présent Projet de Fin d’Etudes intervient au niveau du service d’exploitation Tanger-Tétouan, qui fait partie de cette division, et plus précisément au sein de la centrale à TAG de Tétouan. Cette organisation de l’ONE est illustrée sur la figure 1.1.

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Présentation de l’organisme d’accueil 1.1.3. Evolution de la production d’électricité entre 2008 et 2009 La production totale nationale d’énergie électrique a atteint 20 809,2 GWh en 2009 contre 20 307 GWh en 2008. Par conséquent, la production thermique ONE a permis de satisfaire 19,4 % de l’appel d’énergie à fin décembre 2009 avec une production de 4 850 GWh, en diminution de 15,8 % par rapport à la période homologue de l’année 2008. Ceci est dû principalement à la participation de l’hydraulique dans la satisfaction de la demande nationale (11,8 % en 2009 contre 5,7 % en 2008). En revanche, la production de la STEP durant l’année 2009 a été de 384 GWh contre 444 GWh en 2008. Tandis que la production éolienne a atteint 391 GWh en 2009 contre 298 GWh en 2008, ceci s’explique par la mise en service du parc éolien de Tanger (107 MW) en 2009. De ce fait, vu les fluctuations de la consommation d’énergie électrique, il est nécessaire de disposer des centrales telle que la centrale à TAG de Tétouan fonctionnant seulement dans les périodes de pics de consommation imprévisibles.

1.2. Présentation de la Centrale à TAG de Tétouan 1.2.1.

Aperçu historique sur la centrale

La province de Tétouan est dotée d’une centrale thermique à TAG d’une puissance globale d’environ 140 MW. Celle-ci est composée de cinq groupes turbo-alternateurs et de leurs auxiliaires. Au début des années 70, la centrale à TAG de Tétouan a été mise en marche avec deux turbines à gaz d’une puissance unitaire de 20 MW. A l’époque, la progression de la demande d’électricité était sensiblement supérieure aux prévisions. L’extension du site de Tétouan est réalisée aux années 90 par l’installation de trois turbines à gaz d’une puissance unitaire de 33 MW. La centrale à TAG de Tétouan s’étale sur une superficie de 5 hectares et a été adoptée en raison de son court délai d’installation, de sa souplesse d’implantation et de ses charges d’exploitation relativement faibles. Surtout que le carburant utilisé, Fuel n°2 traité, possède un coût de thermie avantageux par rapport à celui du Gas-oil. S’ajoute à cela un avantage lié à la rapidité de démarrage, contrairement aux centrales conventionnelles à vapeur. Toutefois, son rendement faible d’environ 35 % limite son utilisation directe pour la production d'électricité. Par conséquent, la centrale de Tétouan représente une unité de pointe et de secours pour couvrir des pics de consommation inattendus et pour démarrer en cas de panne soudaine d’autres unités de production.

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Présentation de l’organisme d’accueil

Direction Générale

Pôle Finance et Commercial

Pôle Industriel

Direction Centrale Transport

Direction Exploitation Mohammedia

Direction Centrale Distribution

Direction Exploitation Kenitra

Division Technique

Service Exploitation Mohammedia

Pôle Développement

Pôle Ressources

Direction Centrale Production

Direction Exploitation Turbines à Gaz

Division Exploitation Sud

Direction Exploitation Renouvelables

Direction Exploitation Jerada

Division Exploitation Nord

Service Exploitation Tit Mellil

Service Maintenance

Service Exploitation Tétouan -Tanger

Centrale TAG Tanger

Centrale TAG Tétouan

Fig 1. 1: Organigramme de l'ONE

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Présentation de l’organisme d’accueil 1.2.2.

Le site de la centrale

La centrale à TAG est située à environ 10 km de la ville de Tétouan, sur la route secondaire reliant Tétouan à Ksar-Seghir; la figure 1.2 illustre le chemin d’accès à la centrale. Le positionnement de la Centrale à cet endroit a été choisi pour plusieurs raisons. La proximité de l’Espagne qui permet d’assurer l’interconnexion électrique Hispano-Marocain permet à la centrale de contribuer au renforcement de la sécurité d’alimentation de la région et à son développement industriel.

Fig 1. 2: Plan d'accès de la centrale à TAG de Tétouan

1.2.3. Organisation actuelle de la Centrale à TAG de Tétouan La figure 1.3 illustre l'organigramme les différentes sections de la centrale thermique à TAG de Tétouan sous le contrôle du chef de la centrale, lié directement au service sécurité. Chaque section est divisée à des services tels que service ressources humaines, comptabilité, chimie etc.

1.2.4. Processus de production d’électricité à la centrale de Tétouan La production d'énergie électrique dans la centrale à TAG de Tétouan, passe par une succession d'étapes de transformation d'énergie, allant de l'énergie chimique, calorifique, mécanique et puis électrique.

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Présentation de l’organisme d’accueil

Chef de la Centrale Service Sécurité

Section Appui et Gestion

Section Exploitation

Section Maintenance

Service RH

Unités de Conduite (Quart N° 1 à 5)

Atelier Contrôle Commande

Service Achat et Logistique

Service Gestion Combustible

Atelier Electromécanique

Service Comptabilité

Service Chimie

Fig 1. 3: Organigramme de la Centrale à TAG de Tétouan

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Présentation de l’organisme d’accueil a. Traitement d'eau A la Centrale à TAG de Tétouan, l'eau joue un rôle primordial dans les différents processus de production d'énergie électrique. En effet, cette matière vitale est pompée dans deux puits situés à 2 km du site, et stockée dans un réservoir d’eau brut de 3 500 m3. Ce réservoir illustré sur la figure 1.4 possède un seuil de sécurité réservé pour le circuit anti-incendie de 1 520 m3. Outre le refroidissement et lavage des équipements, l’eau sert à conditionner les combustibles, alimenter les chaudières, etc.

Fig 1. 4: Réservoir d’eau brute de 3500 m3

En revanche, cette eau contient des particules en suspension, du chlore libre, des substances organiques et des sels minéraux engendrant à haute température des phénomènes néfastes au sein des installations, surtout la corrosion aqueuse. Pour éviter ce phénomène, il est indispensable de disposer d’une station de traitement d’eau. Le poste de déminéralisation d’eau à la centrale thermique de Tétouan comporte deux lignes de déminéralisation ayant les mêmes caractéristiques, chaque ligne est composée d’un filtre à sables, d’un filtre à charbon actif, d’une colonne cationique ainsi qu’une colonne anionique et une colonne mixte tel que présenté sur la figure 1.5.

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Présentation de l’organisme d’accueil Eau Brute

Eau Déminéralisée

Fig 1. 5: Schéma simplifié d’une chaîne de déminéralisation d’eau

Dans un premier temps, l’eau brute est filtrée grâce à un filtre à sables, afin de retenir les impuretés, le chlore libre Cl2 et les substances organiques. Ensuite, le filtre à charbon actif prend la relève pour dégager les gaz dissouts dans l’eau. Dans un second temps, la déminéralisation consiste en l’élimination quasi-totale des sels minéraux contenus dans l’eau brute, cela comporte la mise en œuvre d’un échangeur de cation fortement acide et d’un échangeur d’anion fortement basique. Quant à la colonne mixte, elle permet l’élimination des traces de sels qui résultent des micro-fuites cationiques et anioniques pendant la déminéralisation. b. Chauffage d’eau Les deux chaudières auxiliaires de la Centrale à TAG de Tétouan, sont destinées à la production d’eau surchauffée pour le chauffage et le conditionnement du Fuel brulé par les turbines. Chaque chaudière est munie d'un ballon permettant d’avoir un débit d’eau constant à l’entrée, cette eau est chauffée à l’aide de six brûleurs à Fuel pulvérisé qui assurent le mélange intime du combustible et de l'air de combustion, les gaz de la combustion sont aspirés par deux ventilateurs de tirage.

c. Dépotage et transfert de combustible La centrale approvisionne Fuel lourd à son état brut et Gas-oil de la raffinerie SAMIR de Mohammedia. Ces combustibles sont livrés par camions citernes de 30 tonnes, et les opérations de dépotage et de transfert s’effectuent à partir d’une station pompage. Celle-ci comprend les pompes et filtres nécessaires ainsi que les dispositifs de chauffage et de régulation de pression d’alimentation.

d. Stockage combustible Le parc citerne présenté sur la figure 1.6 comprend deux réservoirs de Fuel lourd brut de 8 000 m3, un réservoir de Fuel traité de 4 000 m3 et deux réservoirs de Fuel certifié de 100 m3. Quant au Gas-oil, il est stocké dans un Management Industriel / Electromécanique ²

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Présentation de l’organisme d’accueil Gas-oil Traité 500 m3

Fuel Traité 4 000 m3

Fuel Certifié 100 m3 Gas-oil Brut 2 000 m3

Fuel Brut 8 000 m3

Fig 1. 6: Plan de parc de stockage de combustibles

réservoir de 2 000 m3 à l’état brut et dans un réservoir de traité.

500 m3 à l’état

e. Conditionnement de Fuel Les opérations de dépotage ou de transfert du Fuel lourd s’effectuent à une température de 30 °C. D’autre part, son conditionnement s’effectue à 140 °C. En effet le réchauffage du Fuel lourd s’effectue électriquement soit dans les réservoirs de stockage soit au travers de réchauffeurs placés sur le parcours de canalisations tracées électriquement. Enfin, une partie des calories est récupérée dans les échangeurs.

f. Traitement de Fuel lourd Le Fuel brut contient une quantité considérable des sels minéraux et de vanadium, ces éléments sont corrosifs à haute température, ce qui peut entraîner la détérioration prématurée de la turbine et ses auxiliaires, d’où la nécessité de passer par une phase de traitement. En effet, le traitement de Fuel lourd consiste d’abord à le réchauffer puis l’émulsionner avec l’eau déminéralisée et un désémulsifiant permettant de casser les liaisons chimiques qui relient le Fuel avec le Sodium et le Potassium. Ensuite, le Fuel est mélangé avec l’eau à l’aide d’un mélangeur, les sels minéraux réagissent avec l’eau et le mélange est canalisé vers un séparateur tournant à une vitesse de rotation donnée. Et vu que l’eau et le Fuel ont des densités différentes, le Fuel est récupéré d’un côté et l’eau de l’autre côté du séparateur, cette opération se fait deux fois pour décharger d’avantage le Fuel des sels minéraux. Reste maintenant à augmenter le point de fusion du vanadium, pour enfin obtenir un Fuel traité qui est acheminé vers le réservoir de Fuel traité de 4 000 m3.

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Présentation de l’organisme d’accueil De la sorte, pour le bon fonctionnement du traitement, il est nécessaire d’effectuer des analyses de Fuel, notamment à la livraison du combustible, en cours de traitement et dans le bac de certification. Toutes les analyses, y compris celles à la livraison des combustibles, sont effectuées à partir d’échantillons traités sur place dans l’analyseur.

g. Groupes turbo-alternateurs i.

Généralités

La centrale à TAG de Tétouan produit l’énergie électrique principalement à base de Fuel. Ce dernier ne peut être utilisé qu’après traitement. Par ailleurs, il est nécessaire de respecter des séquences de démarrage des groupes, pour enfin récupérer une puissance à la sortie des alternateurs. Le groupe à turbine à gaz illustré sur la figure 1.7 est constitué de deux ensembles « package » et d’un compartiment de contrôle. Le package alternateur comprend trois compartiments, le premier est réservé à l’alternateur, le second à son réducteur et le troisième à son système d’excitation.

Fig 1. 7: Coupe descriptive d'un groupe à TAG

Le package turbine comprend deux compartiments, l’un réservé à la turbine, à son compresseur et à son système de combustion. Le second compartiment comprend les accessoires de la turbine et notamment son diesel de démarrage, les circuits d’huile et de refroidissement à eau, la vanne de transfert Fuel / Gas-oil ainsi que le réducteur. Quant au compartiment de contrôle, situé juste après le compartiment du package turbine, il comprend tous les appareillages nécessaires à l’information, la commande et l’automaticité de fonctionnement du groupe turbo-alternateur. Management Industriel / Electromécanique ²

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Présentation de l’organisme d’accueil ii.

Séquences de démarrage des groupes turboalternateurs

Le groupe est démarré à l’aide d’un moteur diesel de lancement, à 850 tr/min. La combustion de Gas-oil est lancée pour amorcer le système. Arrivant à 3 200 tr/min, le moteur est débrayé du groupe. A ce stade, seule la combustion du Gas-oil prend la relève pour entraîner la turbine jusqu’à atteindre une vitesse de 5 120 tr/min. La turbine est accouplée à l’alternateur à l’aide d’un réducteur de vitesse, pour fournir une tension réseaux à 50 Hz. A la sortie de l’alternateur, une tension de 11 kV est élevée à 60 kV moyennant un transformateur principal. Vérifiant les conditions de combustion de Fuel, le groupe continue à fonctionner en régime permanant. Néanmoins, en cas d’incident sur le système d’alimentation en Fuel lourd, la turbine passe automatiquement au Gas-oil. Les auxiliaires de la turbine sont alimentés par un transformateur de soutirage 11 kV/380 V placé en parallèle du transformateur principal.

iii.

Arrêt du groupe turbo-alternateur

Quand le Fuel se refroidit, il se transforme en solide, cet état de matière bouche les canalisations. C’est pour cette raison que le groupe est arrêté en brûlant le Gas-oil jusqu’à rinçage de l’ensemble des conduites.

h. Evacuation d’énergie L’énergie produite par l’alternateur en 11 kV est transformée en 60 kV et évacuée à cette tension vers le poste 60/22 kV associé à l’usine. Ce poste est lui-même raccordé, par une ligne 225/60 kV de Tanger.

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2

Chapitre

RESUME

DU DEUXIEME CHAPITRE

Ce présent chapitre est consacré à la présentation de la problématique et les principales étapes de la démarche suivie au cours d’une analyse des risques incendies, ainsi que la méthodologie de calcul et redimensionnement de circuit à eau anti-incendie.

Problématique et méthodologie de travail

2.1.

Problématique

Pour assurer une protection maximale de tous ses agents et ses installations, la centrale TAG se préoccupe de plus en plus de la sécurité contre l’incendie. Surtout que ces installations présentent un risque incendie important, vu que les produits mis en œuvre sont inflammables (Fuel, Gas-oil, huile). Par conséquent, la moindre erreur ou dysfonctionnement, peut mettre en danger la centrale et même toute la région de Tétouan. De ce fait, disposer d’un système anti-incendie destiné à la protection de la centrale de Tétouan est indispensable. Ce système se charge de plusieurs fonctions, particulièrement détecter et signaler le début d’incendies. Ces incendies peuvent se déclencher à l’intérieur des édifices à protéger ou en proximité des endroits spécialement exposés aux risques d’incendie. Ce système se charge également d’éliminer les petits ou moyens incendies avec des extincteurs mobiles et armoires muraux à hydrant. S’ajoute à cela, une autre fonction liée à l’élimination des incendies à l’extérieur des édifices à l’aide d’armoires d’incendie et des appareillages fixes. Ces équipements d’extinction d’incendies sont détaillés en annexe (1). Au fur et à mesure que la centrale se développe, le système anti-incendie devient progressivement inadapté à la nouvelle structure. Du moment que, des anomalies sont constatées au niveau du réseau hydraulique de lutte contre l’incendie. Un suivi permanent et une adaptation des équipements de protection et du réseau enterré s’avèrent nécessaires mais difficiles. Une rénovation du système anti-incendie alors s’impose. Dans cette perspective, le présent PFE a pour objectif en premier lieu la gestion du risque relatif à l’incendie. En second lieu, le redimensionnement d’un nouveau circuit hydraulique apparent, en conformité avec les normes actuelles en matière de lutte contre l’incendie (règles APSAD).

2.2.

Méthodologie de travail

2.2.1.

Diagramme de Gant

Dans le but de réaliser un travail méthodique et dans les meilleurs délais, les principales tâches liées à ce projet sont planifiées de façon optimale. D’où l’utilité de représenter graphiquement son avancement moyennant le diagramme de Gant illustré sur la figure 2.1.

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Problématique et méthodologie de travail

Fig 2.1: Diagramme de Gant du projet

2.2.2.

Diagnostic et analyse de l’existant

L’objet de cette étape est de mettre en lumière le périmètre de l’étude. Il s’agit ici d’étaler le principe de fonctionnement de chaque sous-système du système anti-incendie existant pour révéler ses points faibles. Au-delà de la source d’eau et la station de pompage, le système anti-incendie est scindé en deux sous-systèmes principaux, l’un réservé à la détection et l’autre destiné à l’extinction. A partir d’un état des lieux mené sur site, plusieurs défaillances ont été observées au niveau du réseau hydraulique de lutte contre l’incendie, à savoir les fuites d’eau suite à une dégradation des conduites, la fissuration des tuyauteries due à la corrosion, etc. Le diagramme Ishikawa (causes-effets) présenté sur la figure 2.2 résume l’ensemble des causes de dégradation du système anti-incendie liées aux 5M (Main d’œuvre, Matière, Machine, Méthode et Milieu).

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Problématique et méthodologie de travail

Fig 2. 2: Diagramme Ishikawa pour les origines de dégradation du système anti-incendie

2.2.3.

Dessin du plan de la centrale sur AutoCAD

Le découpage de la centrale TAG en zones permet de réaliser une analyse des risques incendie. Ainsi, le redimensionnement du réseau hydraulique se base la connaissance de cheminement et longueurs des canalisations. Ceci nécessite d’effectuer des mesures sur site. Or, ce travail est difficile et peut s’étendre sur une longue période. Par conséquent, il s’avère indispensable de travailler sur un plan de masse visualisant toute la centrale. Sur la base d’un plan de masse existant sur papier, et après des vérifications effectuées sur terrain, un plan de la centrale TAG est élaboré moyennant AutoCAD, logiciel de dessin assisté par ordinateur. Ce plan muni d’une légende, est illustré sur la figure 2.3.

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Problématique et méthodologie de travail

Fig 2. 3: Plan de la centrale TAG de Tétouan

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Problématique et méthodologie de travail 2.2.4.

Préparation à l’analyse des risques

a. Généralités Le présent projet s’articule autour d’analyse des risques permettant d’établir des scénarios d’incendie résultant d’un évènement dangereux à partir des informations disponibles. En plus, cette analyse consiste à déterminer la fréquence et la gravité de ses conséquences sur les individus, les matériels et l'environnement. La figure 2.4 présente les différentes étapes d’analyse des risques qui repose généralement sur la définition du périmètre traité, l’identification de dangers et de scénarios de défaillance, l’estimation de fréquences d'occurrence des scénarios et de degrés de gravité de leurs conséquences [2]. Définition du périmètre traité

Identification des scénarios de défaillance Estimation de fréquence d'occurence des scénarios Estimation de la gravité de leurs conséquences Evaluation et maîtrise des risques

Fig 2. 4: Schéma simplifié des étapes d'analyse des risques

b. Constitution d’une équipe d’analyse La mise en œuvre d’une analyse des risques, comme tout projet impliquant des changements au sein de la centrale, nécessite le plus souvent la contribution d'une équipe dédiée, responsable de la conduite de cette analyse. Dans ce sens, la sélection des acteurs de l’équipe s’est basée sur l’ancienneté, l’expertise, la disponibilité et la nature du travail exercé par l’agent. Cette équipe d’analyse comprend deux responsables de service maintenance, un responsable d’exploitation, un responsable de service sécurité. Bien évidemment l’intégration de ce comité ne peut être parvenue qu’avec l’implication du chef de la centrale, car toute modification aux éléments de fonctionnement de la centrale ne peut aboutir sans l’accord, l’engagement et la participation des dirigeants.

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Problématique et méthodologie de travail

c. Choix de la démarche adoptée Vu que le présent projet repose principalement de rénover le système antiincendie, il est fondamental de faire l'hypothèse de scénarios d'incendies et d’en étudier les conséquences. Puis, selon la gravité de celles-ci, d’éliminer le risque, de prévoir des systèmes de protection ou de concevoir des plans de protection adaptés. Les scénarios sont établis sur la base d'APR, puisque ce type de démarche s'intègre souvent à la phase de conception et de redimensionnement d’un système complexe existant.

2.2.5.

Processus d’application d’APR

a. Principe de la méthode L'APR a pour objectif d'identifier les risques des équipements dangereux tels que les équipements de stockage de carburant, les zones de réceptionexpédition, les réacteurs, les fournitures d’utilités etc. Elle consiste également à définir des règles de conception et des procédures afin de maîtriser les situations dangereuses. Elle intervient au stade de la conception et doit être remise à jour dès qu'un nouveau matériel est ajouté ou dès la mise en place d'un nouveau projet mais aussi lors du développement et de l'exploitation [2]. En collaboration avec l’équipe de pilotage, des mesures préventives ont été choisies soigneusement afin d'éliminer ou de maîtriser les situations dangereuses et les accidents générant des incendies potentiels.

b. Identification des risques L'identification du risque d’incendie est une étape incontournable et constitue un préalable à l’évaluation de niveau du risque et la mise en place des dispositions opérationnelles et techniques nécessaires au contrôle. Le but de cette partie est de présenter les risques internes et externes aux installations de la centrale à TAG de Tétouan afin d'identifier les potentiels de dangers détaillés dans le tableau 2.1.

Sous Partie Evénement Situation Système dangereuse causant Dangereuse une S.D. (S.D.)

Evénement causant accident ou incident potentiel

Accident Effets ou ou conséquences incident potentiel

Tab 2. 1: Exemple de tableau de type APR [2]

L'inventaire de ces potentiels de dangers permet de préparer les analyses de risques. Cette identification ne peut être rentable sans le découpage de la centrale en des zones les plus assujetties aux risques d’incendie. En premier Management Industriel / Electromécanique

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Problématique et méthodologie de travail lieu, il s’agit de sélectionner les sous-systèmes ou les installations de chaque zone représentant une source de danger. En second lieu, il faut identifier les parties dangereuses liées à chaque installation pour en relever l’évènement causant une situation de danger. Pour cette situation de danger, toutes les causes et les conséquences possibles, liées à l’incendie ou à un incident potentiel, sont envisagées.

c. Estimation des risques Cette étape consiste à quantifier les dangers identifiés dans l’étape précédente. Deux paramètres sont utilisés pour estimer les risques d’incendies qui sont la fréquence d’occurrence de l’incendie et la gravité d’un sinistre. Cette dernière peut être appréciée à partir des effets qu’il produit, elle traduit le coût des pertes matérielles, humaines et environnementales. La mesure de la fréquence permet d'établir la possibilité d'occurrence d'un dysfonctionnement qui déclenche l’incendie. Ainsi, il faut définir des niveaux de fréquence et de gravité des risques et classer les risques selon les deux niveaux. La combinaison de la fréquence et gravité donne la criticité d’un risque. Chaque paramètre doit être analysé à l’aide de toutes les informations disponibles; d’où la nécessité d’élaborer un questionnaire destiné à l’équipe d’analyse des risques. Ce questionnaire détaillé en annexe (2), comprend tous les scénarios d’incendie relevés dans la partie précédente.

d. Hiérarchisation des risques La hiérarchisation des risques d’incendie nécessite la construction de la matrice de criticité, devisée en zones déterminant l'acceptabilité du risque. Elle définit les niveaux de priorités des risques qui nécessitent une action rapide et un renforcement des moyens de détection et d’extinction des incendies.

e. Acceptabilité des risques L'acceptation du risque est une notion subjective. Elle dépend non seulement des critères retenus pour l'évaluation des risques mais aussi du vécu des personnes qui la définissent.

f. Maitrise des risques (protection, prévention) La maîtrise de risque consiste à mettre en place un ensemble de barrières techniques et opératoires qui empêche l'évolution d'un événement causant l'incendie, ou bien d’empêcher sa propagation afin d'atténuer ses conséquences. Ainsi on peut deviser les actions à mener en action de prévention et en action de protection. La première consiste à réduire le risque en limitant la possibilité de réalisation d'un événement; elle regroupe donc essentiellement les actions visant à diminuer la probabilité d'occurrence des causes de cet événement (ou au mieux à exclure des causes). Cependant la deuxième, consiste à réduire le risque en limitant les conséquences d'un Management Industriel / Electromécanique

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Problématique et méthodologie de travail événement une fois que celui-ci est initié; elle regroupe donc essentiellement les actions visant à diminuer les effets (au mieux à les annuler) en limitant la propagation du flux de dangers.

2.2.6. Etapes principales de redimensionnement du réseau hydraulique a. Choix de logiciel La résolution à la main des problèmes hydrauliques est généralement compliquée lorsque le réseau est maillé. Or, ce maillage est nécessaire pour assurer la disponibilité d’eau en cas d’isolation d’une partie défaillante du réseau. Actuellement, il existe des outils informatiques permettant de résoudre ce type de problème par des algorithmes itératifs, tels que Pipe Flow Expert, EPANET, etc. L’utilisation de ces logiciels nécessite la saisie des données de tous les appareillages hydrauliques. A savoir l’altitude, la pression et le débit demandé par chaque nœud, les courbes caractéristiques des pompes, ainsi que la rugosité et les diamètres de canalisations. Malgré plusieurs essais effectués sur Pipe Flow Expert, la simulation n’est pas réussie. Car ce logiciel demande au moins trois points pour générer la caractéristique de pompe. Malheureusement, ces caractéristiques ne sont pas disponibles à la centrale TAG de Tétouan. Tandis que, un seul point est suffisant pour générer la courbe de pompe sur EPANET. Ce dernier permet aussi de simuler des scénarios réels programmés au préalable. Chose qui justifie le choix du logiciel EPANET pour le dimensionnement du réseau d’extinction d’incendie à eau. Ce dimensionnement se base sur la détermination des scénarios critiques.

b. Implantation d’appareillages hydrauliques A la suite des vérifications effectuées sur terrain, la position d’appareillages hydrauliques et le cheminement des canalisations sont déterminés sur la base du plan de masse mis à l’échelle en arrière-plan du logiciel EPANET.

c. Méthodologie de dimensionnement Après avoir implanté tous les équipements hydrauliques, il est nécessaire de saisir les données citées précédemment dans le paragraphe (a). Or, le dimensionnement du réseau hydraulique consiste à connaître le diamètre de canalisations. Par conséquent, ce diamètre est estimé au début de la simulation, et corrigé au fur et à mesure selon la vitesse d’écoulement d’eau. La figure 2.5 illustre la démarche à suivre pour résoudre ce type de problème.

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Problématique et méthodologie de travail Implantation d’appareillages hydrauliques

Détermination de cheminement du réseau

Estimation de diamètre des canalisations

Non

Vitesse modérée

Oui

Choix de diamètre normalisé

Fig 2. 5: Diagramme de méthodologie de dimensionnement du réseau hydraulique

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3

Chapitre

RESUME

DU TROISIEME CHAPITRE :

Ce chapitre est dédié à la description détaillée du système anti-incendie de la centrale à TAG de Tétouan, en mettant le point sur le fonctionnement du système d’extinction hydraulique ainsi que le système de détection et de signalisation.

Analyse de l’existant

3.1.

Source d’eau de la centrale TAG

L’eau est pompée dans deux puits situés à 2 km de la centrale, et stockée dans un réservoir de 3500 m3, sauf en cas de sècheresse, ou quand la demande en énergie augmente, cette source devient insuffisante. Ainsi l’eau est exportée par des citernes, ou parfois même, en accord avec les responsables de l’ONEP, des installations sont mises en service pour soutirer l’eau du réseau de l’eau potable. Par ailleurs, une quantité Vs de 1520 m3 reste toujours au secours en cas d’incendie. Par convention, elle est résultat de mise en marche de deux pompes en parallèle pendant deux heures dans les conditions normales. Le calcul de Vs est démontré par la formule (3.1). ⁄

3.2. 3.2.1.

(3.1)

Système de pompage Généralités

En cas d’incendie, l’eau est véhiculée par l’intermédiaire d’un système de pompage depuis le réservoir d’eau brut vers la zone présentant le danger, ce système est constitué de deux pompes de pressurisation en cas de fuite, une pompe électrique principale, et deux pompes diesel pouvant travailler en cas d’absence d’énergie électrique, ce dernier cas est appelé Black Start (démarrage sans couplage au réseau), et il est rarement rencontré dans la centrale.

3.2.2.

Principe de fonctionnement

L’alimentation en eau est effectuée par l’électropompe et la première motopompe qui sont mises en marche automatiquement à cause de la diminution de pression dans le réseau principal. En outre, si l’une de ces deux pompes ne démarre pas, la deuxième motopompe est lancée pour assurer le débit demandé à la bonne pression. Par ailleurs, la mise en marche automatique des pompes est commandée par des pressostats qui sont montés sur le réseau principal. La figure 3.1 illustre le grafcet niveau 1 montrant les pressions de commande du système anti-incendie. Quant à la mise en marche manuelle du système, elle est assurée au moyen des boutons poussoirs de commande placés dans le même bâtiment où le système de pompage est installé, dans le poste transfert Fuel, dans les chaudières, et par le tableau principal situé dans le local de commande.

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Analyse de l’existant

Fig 3. 1: Grafcet simplifié de commande du système de pompage

3.3.

Distribution d’eau

L’alimentation des installations de surpression d’incendie par eau est réalisée au moyen d’un cercle principal de distribution, qui s’étend à l’extérieur des édifices. Cette conception de boucle d’alimentation, permet d’assurer la quantité d’eau nécessaire pour éteindre le feu, même en cas de tranche défectueuse le long du cercle. Ladite tranche peut être isolée au moyen de vannes manuelles, et l’eau est canalisée par des raccords aux appareillages de lutte contre l’incendie installés sur site.

3.4. 3.4.1.

Lutte contre l’incendie Fonctionnement du système anti-incendie

En cas d’incendie, les détecteurs envoient un signal vers des équipements de control et de signalisation, ces derniers permettent de localiser la zone qui présente le danger et donnent l’information au responsable pour intervenir. L’extinction du feu se fait à l’aide des extincteurs à poudre, des bouteilles de CO2, et en ouvrant les vannes permettant de fournir la partie à arroser ou à refroidir en quantité d’eau demandée, ce qui crée des dépressions dans le circuit anti-incendie. Les pressostats détectent ces dépressions et mettent en marche le système de pompage décrit ci-avant. Par ailleurs, si le danger semble important, le responsable doit informer les sapeurs-pompiers, qui à leur tour, arrivent au site après environ 15 min. Management Industriel / Electromécanique

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Analyse de l’existant 3.4.2.

Détection et signalisation [4]

La détection d’incendie se fait à l’aide des détecteurs placés dans les locaux (détecteurs optiques de fumée, brise-glaces), aux endroits chauds (détecteurs thermiques), à la circonférence des citernes (câbles thermo-fusible), et autour des transformateurs (Sprinklers).

a. Détecteurs optiques de fumée Les détecteurs optiques de fumée se déclenchent au moment où le faisceau de lumière existant dans le local s’atténue à cause de la dispersion de fumée au long de la surface à surveiller.

b. Déclencheurs manuels d’alarme Les déclencheurs manuels d’alarme sont appelés aussi « brise-glaces », se déclenchent quand une personne casse la petite vitre du détecteur. Ils sont installés à proximité de l’opérateur, et ils sont remplacés par des nouveaux après une seule utilisation.

c. Détecteurs thermiques Les détecteurs thermiques se déclenchent lorsque la température dépasse un seuil préréglé par le constructeur. Ils sont généralement placés dans les endroits où la température peut augmenter excessivement à cause du feu.

d. Câbles thermo-fusibles Les câbles thermo-fusibles fondent lorsque la température dépasse un seuil préréglé par le constructeur et envoient un signal d’alarme vers les Equipements de Contrôle et de Signalisation (ECS). Ils sont implantés le long de toutes les circonférences des citernes combustibles.

e. Sprinklers Les sprinklers s’explosent quand la température dépasse un seuil préréglé par le constructeur, et créent une dépression dans un circuit d’air comprimé sur lequel ces détecteurs sont uniformément répartis, cette dépression est détectée par des pressostats placés dans le circuit. D’autre part, les détecteurs de pression envoient un signal de commande vers une électrovanne laissant passer l’eau vers les buses d’arrosage. Ce type de détecteur est installé près des transformateurs principaux et des transformateurs de soutirage.

f. Pressostat Les détecteurs de pression se déclenchent quand la pression chute dans le circuit d’eau ou d’air comprimé. Ces détecteurs sont placés prêt du système de

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Analyse de l’existant pompage pour assurer la mise en marche automatique, et prêt des électrovannes.

g. Equipement de contrôle et de signalisation Afin de superviser l’ensemble des actions des équipements de lutte contre l’incendie, il est nécessaire d’instaurer des équipements de contrôle et de signalisation. Ces ESC permettent de s’assurer du bon fonctionnement des équipements de refroidissement et d’extinction du feu, que ce soit par injection de mousse à l’intérieur des citernes, par arrosage avec l’eau, ou par CO2. D’autre part, tous les signaux sont récupérés des détecteurs et acheminés vers ces centrales. Deux types de ces équipements sont à distinguer:

i.

Centrale adressable

Ce sont des centrales où tous les détecteurs sont mis en série, et en cas d’incendie, une combinaison binaire est transmise vers la centrale, tout en sachant exactement l’endroit présentant le danger. En générale ce type d’ECS non encombrant, précis, mais il coute cher.

ii.

Centrale conventionnelle

Ce sont des centrales qui récupèrent le signal d’une boucle pouvant contenir plusieurs détecteurs. Si le nombre de détecteur est supérieur à un, l’opérateur ne peut pas savoir exactement où se trouve l’incident, par conséquent il doit aller sur terrain pour identifier l’endroit exacte. En générale ce type d’ECS est très encombrant, moins précis, mais son prix reste raisonnable.

3.4.3.

Réseau anti-incendie

a. Généralités L’extinction du feu par eau est effectuée à l’aide d’un réseau de canalisation enterré satisfaisant les besoins en débit et en pression. Cette eau est canalisée à travers des conduites en béton vers l’utilisation. Le contrôle de débit est effectué par des vannes manuelles de régulation de débit. Tandis que, le contrôle de la pression est assuré par des manomètres. Ces appareils donnent une idée à l’opérateur sur l’état d’écoulement du fluide dans les conduites.

b. Appareillages hydrauliques i.

Buses

Les buses d’arrosage ou de refroidissement sont des appareils de demande de débit à une pression précise. Leur structure géométrique leur permet d’émettre l’eau pulvérisée sur une large surface.

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Analyse de l’existant ii.

Bouches d’incendie

Les bouches d’incendie sont des appareils de demande de débit régulé au moyen d’une petite vanne intrinsèque à chaque bouche. Ce type d’appareil nécessite l’existence des accessoires (flexibles, raccords,…) placées à côté dans d’armoires. Ces armoires sont fermées et munies d’une clé suspendue sous plexiglas, et qui est accessible à l’opérateur. La distance entre deux bouches successives ne doit pas dépasser 40 m (distance recommandée par les sapeurs-pompiers).

iii.

Robinets d’Incendies Armés (RIA)

Les RIA sont des équipements de demande de débit régulé à l’aide d’une vanne. Ils sont enroulés et placés dans des armoires accessibles à l’opérateur, moyennant une clé suspendue sous plexiglas. Leur composition leur permet de supporter une pression élevée.

iv.

Equipements de contrôle et de régulation hydrauliques

Ces équipements permettent de limiter le débit à une valeur souhaitée au moyen des vannes de régulation de débit, ainsi que de mesurer la pression dans des endroits où c’est nécessaire par des manomètres. Ces instruments sont indispensables dans le circuit anti-incendie vu le risque potentiel de non réponse du système lors d’incident.

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4

Chapitre

RESUME

DU QUATRIEME CHAPITRE :

Ce chapitre est consacré à l’application de l’APR pour proposer les mesures d’atténuation des risques d’incendie et déterminer la zone la plus critique, prise en compte dans le dimensionnement du circuit.

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques

4.1.

Objet d’Analyse du risque incendie

Dans le cadre de lutte contre l’incendie, une analyse de son risque est incontournable. Cette analyse permet de repérer les zones les plus critiques de la centrale qui vont être prises en compte durant le redimensionnement du circuit hydraulique anti-incendie. Le but est d’identifier les causes et les conséquences d’incendie dans chaque zone, afin de mettre en place des moyens de prévention et des mesures d’atténuation de ses effets. Ceci contribue, par l’intermédiaire d’une cotation, à recenser les événements pouvant conduire à des scénarios d’incendie majeur. Par conséquent, cette approche permet à l'exploitant d'avoir une vision globale du risque incendie au sein de son aménagement et de disposer de recommandations ciblées et hiérarchisées afin d'améliorer la maîtrise du risque incendie.

4.2. 4.2.1.

Analyse des risques Identification des scénarios d’incendie

Cette approche consiste à identifier les causes et la localisation des départs de feu et donc pouvoir identifier complètement ce risque. La détermination des scénarios d’incendie catastrophes se fait selon les étapes suivantes. En premier lieu, il convient de découper la centrale en différentes zones selon les recommandations de l’équipe d’analyse. Chaque zone comprend des systèmes susceptibles d’être une source de danger. En deuxième lieu, et pour chaque système sont définis les évènements causant une situation de danger. Pour chaque événement, la situation dangereuse, les évènements déclencheurs d’incendies ou explosions et enfin leurs conséquences sont détaillés. La figure 4.1 illustre les six zones de la centrale TAG, à savoir zone 1, de dépotage combustible, zone 2, stockage combustible, zone 3, chaudières et ses auxiliaires, zone 4, traitement Fuel, zone 5, groupes turbo-alternateurs ainsi que zone 6, des ateliers et locaux annexes.

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Application de l’Analyse Préliminaire des Risques

Fig 4. 1: Les six zones de la centrale à TAG de Tétouan

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Application de l’Analyse Préliminaire des Risques a. Identification des risques incendies liés à la zone 1, dépotage combustibles La zone de dépotage est scindée à une station de pompage de combustibles acheminés vers les réservoirs de stockage et à une station de déchargement de Fuel et Gas-oil par camion-citerne. D’après un état des lieux effectué lors du présent projet, les équipements tels que les pompes, les filtres, les flexibles de dépotage et les conduites de transfert combustible sont considérés entités dangereuses de la zone. Les résultats d’un inventaire de risques incendie associés à ces entités sont affichés sur le tableau 4.1.

b. Identification des risques incendies liés à la zone 2, stockage combustibles La zone de stockage combustible est constituée des réservoirs de stockage de Fuel brut, traité et certifié ainsi que des réservoirs de Gas-oil traité. S’ajoute à cette zone un autre réservoir de Gas-oil situé dans l’ancien parc citerne. Durant une visite sur site, il est constaté que de tels réservoirs contenant un liquide inflammable sont porteurs du danger, lié à l'inflammabilité du produit contenu. D’où la nécessité de définir les risques incendie liés à cette zone afin d’identifier les scénarios d’incendies majeurs illustrés sur le tableau 4.2.

c. Identification des risques incendies liés à la zone 3, chaudières et ses auxiliaires Dans cette zone, les deux chaudières et leurs armoires de contrôle et de commande sont les éléments les plus dangereux. Une mauvaise manœuvre ou une dégradation au niveau des matériels peuvent engendrer des incendies, dont les scenarios sont illustrés sur le tableau 4.3. d. Identification des risques incendies liés à la zone

4, traitement de Fuel Pour réduire le poids des dépenses de combustibles, la centrale à TAG de Tétouan a mis au point une station de traitement, permettant d’utiliser également le Fuel lourd résiduel comme combustible de base. Quoique cette zone présente un atout pour la centrale, elle peut être aussi une source de danger. D’où la nécessité d’identifier les dangers potentiels notamment les dangers d’incendies, vu la présence de grand volume de produits inflammables. Les résultats obtenus sont regroupés sur le tableau 4.4.

e. Identification des risques incendies liés à la zone 5, groupes turbo-alternateurs La zone groupes turbo-alternateurs contient des turbines, des transformateurs, des salles de commande, etc. Il s’agit de gigantesques installations qui Management Industriel / Electromécanique

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Application de l’Analyse Préliminaire des Risques peuvent contribuer à des accidents majeurs, spécialement en cas d’incendie ou explosion. Ces derniers peuvent résulter de développements incontrôlés du feu de l'exploitation. Ce qui entraîne un danger grave et immédiat pour la santé humaine ou pour l'environnement, à l'intérieur ou à l'extérieur de la centrale. Les scénarios majeurs d’incendie au niveau de cette zone sont détaillés sur le tableau 4.5. f. Identification des risques incendies liés à la zone

6, des ateliers et locaux annexes Les ateliers de maintenance et les locaux annexes, tels que les magasins, parc de stockage des fûts ou parc à ferraille ont tous un point commun. Ils possèdent des éléments dangereux, produits chimiques ou matières inflammables, qui peuvent déclencher un incendie. Donc, il est essentiel d’examiner cette zone afin de relever les différents scénarios d’incendie illustrés sur le tableau 4.6.

Management Industriel / Electromécanique

Page 35

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Tab 4. 1: Scénarios d'incendies liés à la zone 1, dépotage Combustibles

Système

Partie dangereuse

Dépotage Flexible de Combustibles dépotage par camion Pompes Dépotage Filtres Combustibles par pompes Conduites et vannes de Fuel et Gasoil

Evénement causant une Situation Dangereuse

Situation Dangereuse (SD)

Dégradation de flexible Fuite de Fuel ou Eclatement de flexible Gasoil Dégradation et vieillissement des installations Encrassement. Détérioration des joints d’étanchéité

Mauvais contact

Dégradation et vieillissement

Fuite et évaporation de Fuel ou Gasoil

Echauffement Fuite de Fuel ou Gasoil

Evénement causant accident ou incident potentiel

Accident ou incident potentiel

Effets ou conséquences

Présence d’énergie d’activation

Incendie Atteinte à l’environnement

Dégâts humains et matériels Pollution de l’environnement

Court-circuit

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Présence d’énergie d’activation Présence d’énergie d’activation

Incendie

Dégâts humains et matériels

Tab 4. 2: Scénarios d'incendies liés à la zone 2, stockage Combustibles

Système

Partie dangereuse

Réservoirs, Stockage de Tuyauterie, Combustibles robinetteries et instrumentations

Evénement causant une Situation Dangereuse Dégradation de tuyauteries, robinetteries et instrumentations Percement des réservoirs suite à la corrosion

Management Industriel / Electromécanique

Situation Dangereuse (SD)

Evénement causant accident ou incident potentiel

Fuite de Fuel ou Gasoil au niveau des soudures ; joints ; Présence clapets ; vannes… d’énergie d’activation Fissuration de réservoirs de stockage

Accident ou incident potentiel

Incendie Explosion Atteinte à l’environnement

Effets ou conséquences

Dégâts humains et matériels Pollution de l’environnement

Page 36

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Tab 4. 3: Scénarios d'incendies liés à la zone 3, Chaudières et ses auxiliaires

Système

Chaudières

Partie dangereuse

Evénement causant une Situation Dangereuse

Situation Dangereuse (SD)

Evénement causant accident ou incident potentiel

Accident ou incident potentiel

Chaudière

Mauvaise étanchéité des brûleurs

Fuite de combustible Energie d’activation Incendie

Armoires contrôle commande

Mauvais contact

Présence des points chauds

court-circuit

Incendie

Effets ou conséquences

Dégâts humains et matériels Dégâts humains et matériels

Tab 4. 4: Scénarios d'incendies liés à la zone 4, traitement Fuel

Système

Partie dangereuse

Evénement causant une Situation Dangereuse.

Tuyauteries, Dégradation de Pompes robinetteries, tuyauteries, d’alimentation instrumentations et Fuite par robinetteries en Fuel moteurs Défaillance Moteurs électriques électriques Séparateur, Séparateurs mélangeurs, et mélangeurs tuyauteries, Fuel robinetteries et instrumentations

Dégradation des étanchéités des séparateurs, mélangeurs, tuyauterie, robinetterie Défaillance moteurs électriques

Management Industriel / Electromécanique

Situation Situation Dangereuse (SD) Fuite de Fuel

Fuite de Fuel

Evénement causant accident ou incident potentiel

Accident ou incident potentiel

Effets ou conséquences

Présence d’énergie d’activation

Incendie

Court -circuit

Atteinte à l’environnement

Présence d’énergie d’activation

Incendie

Dégâts humains et matériels

Atteinte à l’environnement

Pollution de l’environnement

Dégâts humains et matériels Pollution de l’environnement

Page 37

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Réchauffeur Fuel

Réchauffeur Fuel, tuyauteries, robinetteries et instrumentations

Dégradation du réchauffeur Fuel, de tuyauteries, vannes et soupapes

Fuite de Fuel

Présence d’énergie d’activation avec le combustible

Incendie Atteinte à l’environnement

Tab 4. 5: Scénarios d'incendies liés à la zone 5, Groupes Turbo-Alternateurs

Système Alimentation et réchauffage en combustibles Module de filtration combustible Compartiment du Contrôle Commande

Compartiment des auxiliaires Compartiment Turbine, compresseur et échappement Compartiment du réducteur de puissance

Partie dangereuse

Evénement causant une Situation Dangereuse

Motopompes

Dégradation des garnitures

Skids Filtration

Dégradation de l’étanchéité

Armoires électriques

Dysfonctionnement de la climatisation Mauvais contact

Situation Dangereuse (S.D.)

Evénement causant accident ou incident potentiel

Fuite de Combustibles

Présence d’énergie d’activation

Fuite de combustibles Présence des points chauds

Présence d’énergie d’activation court-circuit

Conduites et flexibles Gas-oil et Fuel Conduite alimentation injecteurs

Vibrations Percement et Défaillance des raccords éclatement des de serrage conduites

Fuite pulvérisée de combustibles à 128 °C et 43 bar

Trappe d’échappement

Dégradation des étanchéités des coussins

Prise de contact avec les gaz Energie d’activation

Management Industriel / Electromécanique

Fuites de gaz et des imbrulés

Incendie Incendie Brûlure

Infiltration d’eau Mauvaise étanchéité des au niveau des portes de visites armoires Fissure et Vibration et Cisaillement des vieillissement des conduites conduites

Portes de visite

Accident ou incident potentiel

court-circuit Fuites importantes de combustibles Contact avec corps échappement diesel

Incendie

Dégâts humains et matériels Pollution de l’environnement Effets ou conséquences Dégâts humains et matériels

Dégâts humains et matériels Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Page 38

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Compartiment alternateur

Excitateur de l’alternateur

Dégradation des coussinets

Fuite d’huile

Détérioration de la tôle de la cellule

infiltration d’eau

Amorçage

Perte caractéristique de l’huile

Echauffement d’huile

Amorçage

Moteur ventilateur

Dégradation des paliers moteurs

Echauffement

Energie d’activation

motopompes

Dégradation des garnitures

Echauffement

Energie d’activation

Caniveaux câbles électriques

Infiltration d’eaux

Dégradation câbles

Court-circuit

Caniveaux conduite des fluides

Dégradation conduite et Fuite de fluides joints

Local disjoncteur Cellule disjoncteur coupleur Local transformateur de puissance Transformateur (TP) et de soustitrage (TS)

Présence d’énergie d’activation

Incendie l’alternateur Détérioration de l’alternateur

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Incendie

Dégâts humains et matériels

Aéroréfrigérants

Caniveaux autour de la TG

Système de détection et Bouteilles CO2 protection incendie du GTA Armoires Salle de électriques commande

Présence de flamme Incendie ou étincelle de Atteinte à soudure à côté du l’environnement bassin

Dysfonctionnement soupape sécurité

Augmentation de la température en service

Augmentation de la pression

Dysfonctionnement de la climatisation Mauvais contact

Présence des points chauds

Amorçage et court-circuit

Management Industriel / Electromécanique

Jaillissement d’arc front

Déflagration Incendie Incendie

Dégâts humains et matériels Dégâts humains et matériels Pollution de l’environnement

Dégâts humains et matériels Dégâts humains et matériels

Page 39

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques

Salle des relais Groupe électrogène de secours Compresseur d’air comprimé

Câbles sous dalles

Défaut d’isolement

Armoires électriques

Mauvais contact

groupe

Fuite de Gas-oil

Réservoirs d’air service et régulation

Dégradation du réservoir

Echauffement Présence des points chauds Contact avec résistante chauffante Pression d’air

Amorçage et court-circuit Amorçage et court-circuit

Incendie Incendie

Dégâts humains et matériels Dégâts humains et matériels

Prise de feu

Incendie

Dégâts humains et matériels

fissuration

ExplosionIncendie

Dégâts humains et matériels

Tab 4. 6: Scénarios d'incendies liés à la zone 6, ateliers et locaux annexes

Système Atelier mécanique

Magasin Pièces légères Parc Stockage Des fûts

Partie dangereuse

Evénement causant une Situation Dangereuse.

Dangereuse (SD)

Evénement causant accident ou incident potentiel

Accident ou incident potentiel

Effets ou conséquences

Matières inflammables (chiffons caoutchouc)

Meulage

Etincèle

Présence d’énergie d’activation

Matières inflammables (tissu, caoutchouc, papier, bois…)

Présence de rongeurs

Mauvais contact

Court-circuit Déflagration d’une lampe

Incendie

Dégâts humains, matériels et sur l’environnement

Matières inflammables (huiles)

Présence de rongeurs Détérioration des câbles

Mauvais contact

Court-circuit Déflagration d’une lampe

Incendie

Dégâts humains, matériels et sur l’environnement

Echauffement des matières organiques

Énergie d’activation Chute d’une ligne électrique

Incendie

Dégâts humains et matériels

Parc à ferrailles

Situation

Bois, Filtres, Fûts

Chaleurs excessives (Période d’été)

Management Industriel / Electromécanique

Incendie

Dégâts humains et matériels

Page 40

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques 4.2.2.

Evaluation de risque incendie

A la suite d’inventaire des situations dangereuses liées à chaque unité de travail, on procède une évaluation des risques. Cette étape est incontournable dans le processus global d’analyse des risques.

a. Estimation du risque i.

Elaboration du questionnaire d’évaluation

Pour que l’estimation du risque acquière une crédibilité et prenne bien en compte la réalité du travail, il est judicieux de concerter l’avis des personnels les plus expérimentés et ayant le même niveau hiérarchique dans la centrale, car ils sont mieux placés pour connaître les situations dangereuses, même s’ils n’en n’ont pas toujours conscience. Il est donc indispensable de les associer à la démarche, par le biais d’un questionnaire. Ce questionnaire est élaboré à la base des résultats d’analyse de risque comportant les scénarios majeurs d’incendie classifiés par zone. Il a pour fin de collecter les données par les personnels en termes d’estimation de la fréquence et la gravité de chaque scénario. Ledit questionnaire détaillé en annexe (2) comporte une grille de cotation qui permet d’estimer le niveau de risque.

ii.

Grille de cotation de la fréquence et de la gravité d’incendie

Le tableau 4.7 présente un modèle d’une échelle de cotation de fréquence d’occurrence des scénarios d’incendie. Ce dernier est validé par l’équipe d’analyse des risques. Tab 4. 7: Echelle de cotation de la fréquence

Niveau de fréquence

Echelle

1

Rare

Une fois par an ou peu vraisemblable ou jamais rencontré

2

Peu fréquent

Pouvant survenir plusieurs fois par an sur le lieu du travail

3

Fréquent

Pouvant se produire une fois par mois sur le lieu du travail

4

Très fréquent

Pouvant se produire plusieurs fois par mois sur le lieu du travail

Commentaires

Pour déterminer la gravité, les questionnaires remplis par les personnels de la centrale sont considérés. Ceci est réalisé en tenant compte de l’échelle de gravité d’incendie illustrée dans le tableau (4.8). Management Industriel / Electromécanique

Page 41

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Tab 4. 8: Echelle de cotation de gravité d'incendie

Niveau de gravité

Echelle

Commentaires

1

Bénin

Pas ou peu de dommages sans arrêt de travail

2

Sérieux

Dommages faibles, avec arrêt du travail

3

Grave

Dommages réversibles, entraînant une incapacité partielle

4

Très grave

Dommages irréversibles : incapacité totale ou décès

iii.

Calcul de la criticité

Généralement, la criticité d’un scénario d’incendie est le produit de sa fréquence d’occurrence et la gravité de ses conséquences. Sur la base de cette règle et des données relevées d’un questionnaire présenté en annexe (2), le calcul de criticité des scénarios d’incendie est effectué. En effet, la fréquence est commune entre tous les questionnaires puisqu’il s’agit d’un même historique. Mais la gravité se diffère d’un questionnaire à un autre car la notion de gravité est relative. Vu que les agents chargés de remplir les questionnaires ont le même niveau hiérarchique ainsi que le même niveau d’expérience. La moyenne de gravités relevées de chaque questionnaire est envisagée dans le calcul. Ainsi, le produit de la fréquence d’un scénario d’incendie par la moyenne des gravités correspondante donne la criticité de ce scénario. Par ailleurs, la criticité d’une zone est égale à la valeur maximale des criticités des scénarios liés à cette zone. Les résultats de cette évaluation effectuée à la centrale TAG de Tétouan, montre que la zone la plus critique est la zone 4, traitement Fuel avec une criticité de 7,5. Le tableau 4.9 montre le calcul détaillé de criticité de chaque scénario d’incendie par zone.

Management Industriel / Electromécanique

Page 42

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Tab 4. 9: Evaluation des risques d'incendie

Système

Scénarios d'accident

Incendie due à des fuites de combustibles au niveau de Dépotage par camion flexible de dépotage avec présence d'une énergie d'activation Zone 1

Incendie causé par un court-circuit lors d'un échauffement de pompe de dépotage Incendie lié à des fuites de combustibles au niveau de Dépotage par pompes filtres (en état dégradée) avec présence d'une énergie d'activation Incendie à cause de fuite de combustible au niveau des conduites ou vannes avec présence d'une énergie d'activation

Zone 2

Réservoirs, Tuyauteries, robinetteries et instrumentations

Chaudière Zone 3 Armoires contrôle commande

Fréquence

Criticité

Q N° 1 Q N° 2 Q N°3 Q N° 4

système Zone

2 1

1 2 1

2

Explosion de réservoirs de stockage due à des fissurations par corrosion avec présence d'une énergie d'activation

1

2

2

Incendie causé par court-circuit avec présence des points chauds au niveau des armoires

1

1

2 1,75

3

2

3

2,5 1

2

2

3

3

3

2

3

2 3

3

3 3

4

3

4

4 3

5,5 3

4

2

2

3,5 3

2,5

5,5

2,75

2

Incendie due à des fuites de combustibles suite à une mauvaise étanchéité avec présence d'une énergie d'activation

2 1,75

3

Incendie suite à des fuites de combustibles au niveau de Tuyauteries, robinetteries ou instrumentations avec présence d'une énergie d'activation.

Management Industriel / Electromécanique

Gravité

3,5

4,5

2,25

4,5 4

3

3

4

3,5

3,5 Page 43

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques

Pompes d’alimentation en Fuel Zone 4

Séparateurs et mélangeurs Fuel

Réchauffeur Fuel

Alimentation et réchauffage en combustibles Module de filtration combustible

Zone 5

Compartiment du Contrôle Commande

Incendie due à fuites de Fuel au niveau de pompes soit en présence d'une énergie d'activation ou lors d'un court-circuit Incendie causé par des fuites de Fuel au niveau de séparateurs ou mélangeurs Fuel avec présence d'une énergie d'activation Incendie lié à des fuites de Fuel au niveau de Réchauffeur Fuel, tuyauteries, robinetteries et instrumentations avec présence d'une énergie d'activation Incendie due à la fuite de combustibles au niveau de pompes en état dégradée avec présence d'une énergie d'activation Incendie causé par la présence d'une énergie d'activation avec fuite de combustibles au niveau de skids de filtration Incendie lié à un court-circuit au niveau des armoires électriques et l'infiltration d'eau à cause de mauvaise étanchéité des portes de visite

3 2

3

3

3 2

3

1

1

Compartiment Turbine, compresseur et échappement

Incendie causé par fuite pulvérisée de combustibles à 128 °C et 43 bar au niveau des conduites d'alimentation

1

Compartiment du réducteur de puissance

Incendie due à la prise de contact d'un corps avec les gaz chauds ou en présence d'une énergie d'activation au niveau de trappe d'échappement

2

2

2

3

3

3

3 4

3,5 2

2

4

4

3

3

4 3

2

5

4 5,5 3,25

3,25 2

2

2 2

2 3 2

3 2,75

7,5

4

2,5 4

7,5

2,5

3,5

4

Incendie due à la fuite de combustibles au niveau des conduites et flexibles ou à cause de Contact d'échappement diesel avec un corps

6

2,5 4

1

4

2,5

1

2

3 3

3

Compartiment des auxiliaires

Management Industriel / Electromécanique

2

3

2 5,5

Page 44

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques 4

Compartiment alternateur

Incendie suite à la fuite d'huile en présence d'une énergie d'activation au niveau d'excitateur d'alternateur

1

Local disjoncteur coupleur Local transformateur (TP) et de sous-titrage (TS)

Incendie due à un amorçage avec infiltration d'eau dans la cellule disjoncteur

1

Incendie due à un amorçage avec échauffement d'huile au niveau de transformateur

1

Incendie résultant de l’échauffement de moteur Aéroréfrigérants ventilateur ou motopompe en état dégradée avec la présence d'une énergie d'activation Jaillissement d’arc front résultant du court-circuit au niveau des caniveaux des câbles électriques en état Caniveaux autour de la dégradé TG Incendie lié à la présence de flamme avec Fuel au niveau des caniveaux de conduites de fluides

Zone Système de détection 5 Incendie due à la déflagration des bouteilles CO2 à et protection incendie cause de dysfonctionnement des soupapes de sécurité du GTA Incendie résultant d’un amorçage ou court-circuit suite Salle de commande à un échauffement au niveau des armoires électriques et les câbles sous dalles Salle des relais

Incendie résultant d’un amorçage ou court-circuit suite à l’existence des points chauds au niveau des armoires électriques

Groupe électrogène de secours

Incendie résultant d’une prise de feu lors d’un contact avec une résistance chauffante et d’une fuite du gasoil au niveau du groupe

Compresseur d’air comprimé

Incendie due à l'explosion de réservoirs d'air à cause des fissurations et la surpression d'air

Management Industriel / Electromécanique

3

3

3

4

3

3

4

3

3

2

2

3,5 2

2

2

2

2

1

2

3

4

2 2

1 1,5

1

4

4

3

4

4

1

4

3

1

3 3,5

3

3 3

3 4

4

3 3,5

1,5

3,75

3,5 3

2

4

3,75 3

3,5

3,75

3,75

1

3

2

2

4

1

3,5

3

1

1

3

3,5

2

1

4

3

3,5

Page 45

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques 3 Atelier mécanique

Magasin Pièces légères

Incendie résultant de la présence d’une étincelle suite à des opérations de meulage avec présence des matières inflammables

1

Incendie lié à un court-circuit au niveau des câbles en mauvaise état ou déflagration d’une lampe en présence des matières inflammables comme l'huile)

Parc à ferrailles

Incendie due à présence d'une énergie d'activation et des matières inflammables avec chaleurs excessives

Management Industriel / Electromécanique

2,5

2

2

1

4 6

3

1

2,5

1 1

6

3

2,5

1 1

2

3 2

Parc Stockage Des fûts

3

2

Zone 6

3 2,5

3 Incendie lié à un court-circuit ou déflagration d’une lampe en présences des matières inflammables (tissu, caoutchouc, papier, bois)

2

1 1

Page 46

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques b. Hiérarchisation des risques L’étape d’hiérarchisation des risques consiste à répartir tous les scénarios d’incendie dans une matrice dite matrice de criticité. Ceci est effectué en combinant les deux échelles, la fréquence d'occurrence de ces scénarios et la gravité de leurs conséquences. Un modèle de cette matrice est adopté afin de définir le niveau de risque de chaque scénario d’incendie. Ce modèle réparti en quatre zones est illustré sur le tableau (4.10). Tab 4. 10: Matrice de criticité [3]

Bénin (1) Fréquence

Gravité Sérieux (2) Grave (3)

Très grave(4)

Rare (1) Peu fréquent (2) Fréquent (3) Très fréquent (4) Le risque est réduit au niveau le plus bas Le risque doit être réduit : pas d’urgence dans les travaux Le risque doit être réduit ou supprimé : action urgente L’activité engendrant de tels risques doit être interrompue

En effet, dans les deux premières zones le niveau de risque est acceptable, mais il doit être réduit. Quant à la troisième zone, le niveau de risque est à maîtriser et exige une action urgente pour le réduire ou plutôt le supprimer. En ce qui concerne la quatrième zone, le niveau de risque est inacceptable et les évènements causant le scénario associé doivent être éliminés.

c. Acceptabilité des risques En projetant ce modèle sur la matrice de criticité illustré sur le tableau (4.11), chaque scénario est affecté à son niveau d’acceptabilité de risque selon sa localisation dans la matrice. A titre d’exemple, le niveau de risque inacceptable ne contient qu’un seul scénario. Il s’agit d’incendie causé par des fuites de Fuel au niveau de séparateurs ou mélangeurs Fuel. Ce scénario est lié à la zone la plus critique, c’est la zone de traitement Fuel. Par conséquent, il est indispensable d’éliminer les fuites de combustible causant l’incendie dans cette zone. En remplaçant les conduites dégradées par celles nouvelles.

Management Industriel / Electromécanique

Page 47

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques d. Maitrise des risques : Les moyens de prévention consistent à réduire le risque en limitant la possibilité de réalisation d'un événement; ils regroupent essentiellement les actions visant la diminution de la probabilité d'occurrence des causes de cet événement. Dans ce projet, les résultats d’analyse des risques conduisent à l’identification de quatre niveaux de risques. Les deux niveaux de risque acceptable sont représentés par la zone blanche et verte. Il s’agit des scénarios d’incendie causés par des fuites de Fuel au niveau des caniveaux de conduites autour des turbines, par jaillissement d’arc front ou par un courtcircuit. Ces évènements sont à réduire en utilisant les moyens de prévention suivants : o La sensibilisation des exploitants par des plaques de signalisation de défense de fumer, des séances de formation en gestion des risques dans la centrale ; o Contrôle visuel des équipements fonctionnant à base de combustible ; o Application des consignes et règles élaborées d’exploitation ; Quant à la zone orange et rouge, le risque exige une action urgente afin de le réduire ou le supprimer. On en trouve des incendies soient liés à des fuites de combustibles, au niveau de skids de filtration ou de pompes d’alimentation du GTA par combustibles, soient associés à un court-circuit ou explosion d’un réservoir. Dans ce cas il est recommandé d’éliminer le risque par: o Changer les conduites dégradées par d’autres nouvelles ; o Arrêter les fuites de combustibles soit par le changement des conduites dégradées ou par la maintenance préventive de tous les équipements défectueux.

Management Industriel / Electromécanique

Page 48

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques Tab 4. 11: Matrice de criticité

Gravité Sérieux (2) Bénin (1) Incendie Incendie Incendie Incendie due lié à la résultant résultant de à des fuites fuite de des l’échauffemen de Fuel au opération t de moteur combustibles niveau s de ventilateur au niveau de des meulage ou flexible de caniveaux au motopompe dépotage en de voisinage au niveau présence conduites des d'Aéroréfrigér d'une de fluides ateliers ants énergie mécaniq d'activation ue Incendie Incendie lié à Fréquen Rare lié à un des fuites de ce (1) Incendie courtFuel au due à des circuit au Jaillissement niveau de matières niveau d’arc front Réchauffeur inflammab des au niveau Fuel, les avec câbles ou des caniveaux tuyauteries, chaleurs déflagrati des câbles robinetteries excessives on d’une électriques et dans le lampe entourant la instrumentati parc à dans le turbine ons de poste ferrailles parc traitement stockage Fuel des fûts

Management Industriel / Electromécanique

Grave (3) Incendie Incendie due à un causé par amorçage un courtavec circuit lors infiltration d'un d'eau échauffeme dans la nt de cellule pompe de disjoncteur dépotage Incendie résultant d’une prise de feu lors d’un contact avec une résistance chauffante et d’une fuite du gasoil au niveau du groupe TurboAlternateur

Très grave (4) Explosion de réservoirs de stockage due à des fissuration s par corrosion

Incendie Incendie suite à la due à la fuite d'huile déflagrati on des au niveau d'excitateur bouteilles d'alternateu CO2 r dans

Système de Incendie détection résultant Incendie et Incendie à d’un causé par cause de Incendie protectio amorçag courtfuite de due à un e nou circuit avec combustible amorçage incendie courtprésence au niveau avec du GTA circuit des points des échauffeme chauds au dans des conduites nt d'huile niveau des ou vannes au niveau armoires armoires électriqu de transfert de de Fuel à partir transformat es ou les commande câbles de station eur des sous dépotage chaudières dalles de GTA Page 49

Application de l’Analyse Préliminaire des Risques

Peu fréque nt (2)

Fréque nt (3)

Très fréque nt (4) Management Industriel / Electromécanique

Incendie Incendie Incendie Incendie Incendie causé par due à due au due à la Incendie lié résultant fuite l'explosion Contact fuite de à un courtIncendie d’un de d'échappem combustibl circuit avec amorçag résultant des pulvérisée de es au opérations de combustibles réservoirs ent diesel infiltration e ou niveau de d'eau dans meulage dans à 128 °C et d'air suite à avec un court43 bar au des corps dans pompes les ateliers les niveau de fissurations le d'alimentat armoires de circuit au mécaniques niveau Compartimen de compartime ion du GTA Turbines des t Turbine, compresseu nt des par armoires compresseur r d'air auxiliaires Incendie combustibl Incendie lié à Incendie électriqu et es des fuites de comprimé due à fuites niveau de de Fuel au échappement es des combustibles trappe niveau de turbines par de filtres d'échappem pompes lors des pompes ent d'un courtde dépotage circuit Incendie due Incendie à des fuites causé par de fuite de combustibles combustible suite à une s au niveau mauvaise de skids de étanchéité filtration Incendie causé par des fuites de Fuel au niveau de séparateurs ou mélangeurs Fuel

Page 50

Chapitre

5

RESUME

DU CINQUIEME CHAPITRE :

Après avoir déterminé la zone la plus critique, ce chapitre détaille le redimensionnement du circuit hydraulique de lutte contre l’incendie en conformité avec les normes et les contraintes de l’étude.

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique

5.1. Etude théorique du système de pompage 5.1.1.

Pertes de charge

Ce sont les pertes d’énergie mécanique du fluide par frottement à la paroi de la conduite. Elles dépendent non seulement des paramètres de l’écoulement mais de l’état de surface de parois (lisses ou rugueuses). Deux types de pertes de charge sont à distinguer, à savoir, les pertes de charge linéaires et les pertes de charge singulières.

a. Pertes de charge linéaires Ce sont les frottements des particules fluides entre elles et avec les parois solides, qu’elles soient fixes ou mobiles, elles engendrent des déperditions d’énergie qu’il est coutume de désigner par pertes de charge linéaires.

b. Pertes de charge singulières Ce sont les pertes de charge ayant lieu dans les endroits singuliers des conduites comme les rétrécissements, les élargissements, les coudes, les nœuds, les joints, les vannes, etc. sont appelées pertes de charge singulières.

5.1.2.

Calcul de pertes de charge

c. Calcul des pertes de charge linéaires La formule de calcul des pertes de charge adoptée est celle de DarcyWeisbach, puisque cette dernière est théoriquement la plus correcte [5], elle est exprimée par la formule (5.1): (5.1) Avec : L : Longueur de la conduite en m D : Diamètre en m Q : Débit en m3/s f : Coefficient de frottement

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Page 52

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique Le coefficient de frottement est donné par la formule de Swamee et Jain (5.2):

( (

)

(5.2)

)

Avec : Ɛ : Coefficient de rugosité en m D : Diamètre en m R : Nombre de Reynolds donné par la formule (5.3) : (5.3) Avec : V : Vitesse moyenne de l’écoulement en m/s ѵ : Viscosité cinématique en m2/s Plage de validité :

10-6 ≤

≤ 10-2

et

5000 ≤ R ≤ 108

d. Calcul des pertes de charge singulières La formule (5.4) permet de calculer les pertes de charge singulières : (5.4)

5.1.3.

Etude de cavitation des pompes haute pression

Pour assurer un bon fonctionnement des pompes, il faut veiller qu’à l’entrée de la roue, la pression absolue résiduelle soit suffisante, pour que la mise en vitesse de l’eau dans la roue n’entraine pas des zones de dépression, créant des poches d’air et causant la cavitation des pompes. Par conséquent, il faut respecter la condition suivante : NPSHdisponible > NPSHrequis Avec : NPSHrequis : l’énergie massique requise à l’aspiration, c’est caractéristique intrinsèque d’une pompe donnée, tournante à vitesse de rotation donnée, elle ne dépend en effet que du débit.

une une

NPSHdisponible : l’énergie massique disponible à l’aspiration, faisant ainsi référence à la terminologie anglaise (Net Positive Suction Energy), qui est caractéristique du circuit d’aspiration. Il est calculé par la formule (5.5): Management Industriel / Electromécanique

Page 53

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique –

–

–

–

(5.5)

Avec : Pasp : Pression d’aspiration, Pasp = Patm + ρgh Pv : Pression de vapeur saturante à 20°C est Pv =0,0234 bar Zs : La hauteur qui sépare l’axe d’aspiration et celui de refoulement ΔHa : Pertes de charge à l’aspiration

5.1.4.

Dimensionnement des pompes

a. Généralités Une pompe doit être choisie selon les caractéristiques réelles de l’installation dans laquelle elle doit être installée. En l’occurrence, Le débit et la hauteur manométrique totale qui sont les données nécessaires pour un dimensionnement correct du système de pompage.

b. Débit Q C’est la quantité de liquide débitée par la pompe par unité de temps, exprimé en m3/h.

c. Hauteur manométrique totale Hmt C’est la somme de la hauteur géométrique dans les niveaux du liquide, et les pertes de charge dépendant des singularités du réseau, ainsi qu’aux frottements des particules fluides entre elles et avec les parois. La formule suivante permet de calculer cette hauteur : (5.6) Avec : Hg : Hauteur géométrique à l’aspiration (Hga) + Hauteur géométrique au refoulement (Hgr). ΔH : Somme des pertes de charge dans l’installation.

d. Remarques 

Il faut faire attention à la hauteur manométrique à l’aspiration (Hga + ΔHasp), qui doit être comparée avec la capacité d’aspiration de la pompe.



Cette capacité d’aspiration ou NPSHrequis est définie comme hauteur de charge nette absolue demandée à l’aspiration, laquelle valeur est fournie par une courbe en fonction du débit.

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Page 54

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique 

Puisque le réseau doit s’adapter au système de pompage existant qui peut fournir en nominale un débit de 1200 m3/h à une hauteur de 100 m. L’énergie qui en résulte est largement suffisante pour couvrir tous les besoins en débit / pression. De ce fait, le calcul des pertes de charge ne sert qu’à l’évaluation du rendement de l’installation.

5.2.

Etude de Canalisations

5.2.1.

Généralités sur les canalisations

Afin d’assurer une fiabilité maximale du fonctionnement des installations hydrauliques, et pour améliorer le bilan économique au niveau des investissements, un choix judicieux du diamètre des conduites est nécessaire, tout en respectant les normes en la matière. Pour faire ce choix, il nécessaire de choisir le matériau des tubes. Ainsi, il faut définir les conditions d’exploitation du réseau, à savoir le fluide véhiculé (eau, acide, boues,…), ses caractéristiques (corrosif, agressif, colmatant,…), son débit, et sa pression. Les différentes normes définissent le diamètre extérieur et l’épaisseur des tubes et les classent en fonction de leur diamètre nominal (DN) qui se rapproche de leur diamètre intérieur. En revanche, la vitesse d’écoulement dans une conduite se calcule non pas à l’aide du diamètre nominal mais à l’aide du diamètre intérieur réel.

5.2.2. Paramètres intervenants dans le calcul hydraulique a. Choix du matériau Dans les réseaux hydrauliques à eau, les principaux matériaux utilisés sont: la fonte revêtue, le béton, le fer galvanisé, les matériaux plastiques, l’acier, et la céramique. Les circuits anti-incendie apparents à eau, sont généralement conçus en acier afin de résister aux variations de contraintes climatiques (température, pression, etc.). Le tableau 5.1 montre les principaux matériaux utilisés dans les réseaux hydrauliques en général, ainsi que leurs coefficients de rugosité correspondants aux différentes formules de calcul des pertes de charges:

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Page 55

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique Tab 5. 1: Coefficients de Rugosité pour des Tuyaux Neufs [5]

Matériel

C HazenWilliams (universel)

ɛ DarcyWeisbach (mm)

n Manning (universel)

Fonte revêtue

130 - 140

0,25

0,012 - 0,015

Béton ou Revêt. de Béton

120 - 140

0,3 - 3,0

0,012 - 0,017

Fer Galvanisé

120

0,15

0,015 - 0,017

Plastic Acier Céramique

140 - 150 140 - 150 110

0,0015 0,03 0,3

0,011 - 0,015 0,015 - 0,017 0,013 - 0,015

b. Calcul de diamètre Le calcul du diamètre dépend essentiellement de la vitesse d’écoulement, car si la vitesse augmente, elle peut causer des dédommagements du matériel. Si le diamètre est important, alors, le prix de canalisations est élevé, par contre les pertes de charge sont faibles. Par conséquent, nous économisons sur le prix d’énergie nécessaire au pompage. Par ailleurs, si le diamètre est faible, le prix de canalisations est réduit, mais les frais d’exploitation sont élevés puisque les pertes de charge sont grandes. Ainsi la durée de vie de matériels diminue à cause des sollicitations hydrodynamiques excessives.

c. Limites de vitesse Le dimensionnement du réseau hydraulique nécessite le calcul de vitesse pour chaque conduite. Cette vitesse doit être modérée pour éviter les vibrations et les coups de bélier pour les grandes vitesses, ainsi que le colmatage de canalisations pour les faibles vitesses. Donc, il est nécessaire de respecter le maximum les limites de vitesses suivantes [6] : 0,3 m/s < V < 3 m/s

5.3.

Simulation du réseau anti-incendie

5.3.1.

Modélisation des émetteurs

La demande de débit à une pression donnée peut être modélisée sur EPANET selon la formule (5.7): (5.7)

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Page 56

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique

Avec : Q : Débit demandé en l/s. C : Coefficient d’émetteur en s-1m-5/2. P : Pression au nœud en m. Γ : Exposant adimensionnel de pression, il est égal à 0,5 pour l’eau. Or, la pression et le débit sont connus au niveau des équipements émetteurs d’eau, tels les buses d’arrosage et de refroidissement, les bouches d’incendie, et les RIA. Par conséquent, le seul paramètre qui reste à calculer est C. Le tableau 5.2 donne le coefficient émetteur pour chaque type d’appareillage émetteur d’eau. Tab 5. 2: Coefficient émetteur pour chaque type d'appareillage émetteur d'eau

Q (m3/h) Buse 1,7 Bouche 60 RIA. 9

P (m) 35 45 90

C 0,08 2,48 0,26

5.3.2. Contraintes de redimensionnement des canalisations enterrées Comme il est schématisé sur la figure 5.1, le circuit hydraulique est implanté en deux boucles sur le plan de masse. Actuellement, les équipements qui demandent un débit / pression (pour refroidir les édifices de stockage de carburant ou éteindre le feu) en cas d’incident sont déjà sur site. De ce fait, il est nécessaire de simuler les différents scénarios de lutte contre l’incendie pour évaluer la vitesse maximale d’écoulement au niveau des boucles. Cette évaluation de vitesse permet également de dimensionner le diamètre des conduites. Après simulation, les diamètres nominaux retenus sont respectivement de 12’’ et 5’’. Ces diamètres sont vérifiés par la suite dans les scénarios critiques de lutte contre l’incendie.

5.3.3.

Scénario critique de lutte contre l’incendie

a. Refroidissement de parc citerne i.

Description

Quand la température d’un réservoir de carburant augmente, il faut refroidir l’ensemble de citernes pour éviter le risque de génération et propagation du Management Industriel / Electromécanique

Page 57

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique feu, qui peut causer à son tour des dégâts colossales. La figure 5.2 montre le cas où seul le refroidissement est actionné. Bouche Buses

Boucle 2

RIA Boucle 1

Fig 5. 1: Plan d'implantation de réseau hydraulique

Fig 5. 2: Refroidissement de parc citerne

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Page 58

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 0,93 m/s, tandis que celle retenue au niveau de la boucle 2 est de 0,13 m/s. La marge de débit demandé par buses est entre 2,17 m3/h et 2,2 m3/h, et le débit total demandé est de 394,43 m3/h. Par conséquent, la pompe électrique principale est la seule qui est mise en marche. La marge de pression au niveau des buses retenue de la simulation est entre 34,84 m et 38,81 m.

b. Refroidissement et extinction du feu de parc citerne i.

Description

Après refroidissement, si l’incendie est détecté, il faut refroidir l’ensemble de citernes et arroser surtout la zone présentant le danger moyennant les bouches d’incendie. Ces bouches sont placées sur toute la circonférence du parc. La figure 5.3 montre le cas où le refroidissement et l’extinction par bouches d’incendie sont actionnés.

Fig 5. 3: Refroidissement et extinction d'incendie au parc citerne

ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 1,75 m/s. cette vitesse est le critère de choix de diamètre de la première boucle qui est égal à 12’’. Par ailleurs, la vitesse retenue au niveau de la boucle 2 est de 0,29 m/s. La marge de débit demandé par buses est Management Industriel / Electromécanique

Page 59

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique entre 2,17 m3/h et 2,2 m3/h, et le débit total demandé est de 854,27 m3/h. Par conséquent, la pompe électrique principale et la première motopompe sont mises en marche. La marge de pression au niveau des buses retenue de la simulation est entre 34,84 m et 38,81 m.

c. Refroidissement de nouveau réservoir Gas-oil i.

Description :

Quand la température de réservoir Gas-oil augmente, il faut refroidir la citerne pour éviter le risque de génération et propagation de feu. La figure 5.4 montre le cas où seul le refroidissement est actionné.

Fig 5. 4: Refroidissement de nouveau réservoir Gas-oil

ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques :

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 0,24 m/s, tandis que celle retenue au niveau de la boucle 2 est de 0,02 m/s. La marge de débit demandé par buse est entre 2,18 m3/h et 2,19 m3/h, et le débit total demandé est de 87,52 m3/h. Par conséquent, les deux pompes de pressurisation sont mises en marche. La marge de pression au niveau des buses retenue de la simulation est entre 35,85 m et 38,17 m.

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Page 60

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique d. Refroidissement et extinction du feu de nouveau réservoir Gas-oil i.

Description

Après refroidissement, si l’incendie est détecté, il faut refroidir la citerne et arroser la zone présentant le danger moyennant les deux bouches d’incendie placées à côté. La figure 5.5 montre le cas où le refroidissement et l’extinction par bouches d’incendie sont actionnés.

Fig 5. 5: Refroidissement et extinction du nouveau réservoir

ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 0,48 m/s, tandis que celle retenue au niveau de la boucle 2 est de 0,03 m/s. La marge de débit demandé par buses est entre 2,18 m3/h et 2,19 m3/h, et le débit total demandé est de 240,8 m3/h. Par conséquent, la pompe électrique principale est mise en marche. La marge de pression au niveau des buses retenue de la simulation est entre 35,85 m et 38,17 m, et la pression à la sortie de bouches est égale à 45,02 m.

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Page 61

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique e. Extinction de feu au niveau du groupe turboalternateur i.

Description

Si le système d’extinction de feu par CO2 ne répond pas, ou n’arrive pas à étouffer la flamme, il est obligatoire d’intervenir moyennant le circuit eau. Pour cela, il faut utiliser les deux bouches à côté de groupe. Si la température monte excessivement, les buses d’arrosage des transformateurs principal et soutirage sont actionnées. La figure 5.6 illustre ce présent scénario.

Fig 5. 6: Extinction de feu au niveau de groupe turbo-alternateur

ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 0,56 m/s, tandis que celle retenue au niveau de la boucle 2 est de 1,81 m/s. cette vitesse est le critère de choix de diamètre de la deuxième boucle qui est égal à 5’’. La marge de débit demandé par buses est entre 2,17 m3/h et 2,19 m3/h, et le débit demandé par bouches est égal à 76,64 m3/h, Ainsi, le débit total demandé est de 258,04 m3/h. Par conséquent, la pompe électrique principale est mise en marche. La marge de pression au niveau des buses retenue de la simulation est entre 35,04 m et 37,82 m, et la pression à la sortie de bouches est égale à 45,02 m.

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Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique f. Extinction de feu au niveau de zone critique i.

Description

Après une analyse préliminaire des risques, il se trouve que le poste traitement Fuel est la zone la plus critique dans la centrale TAG. En cas d’incendie, il est nécessaire d’avoir les moyens d’extinction efficace, telle la source d’eau. Cette zone s’étend sur une petite surface, en revanche, il est nécessaire de la munir de plusieurs sources d’eau par rapport aux autres locaux qui ont presque la même surface. Les locaux sont généralement munis d’une bouche et d’un RIA, tandis que le poste traitement Fuel est munie de deux bouches placées au voisinage et un RIA, placées à l’intérieur, mis à part les autres moyens de lutte contre l’incendie, tel les extincteurs à poudre. La figure 5.7 illustre ce présent scénario.

Fig 5. 7: Extinction de feu au niveau de poste traitement Fuel

ii.

Evaluation de paramètres hydrauliques

Dans ce cas de figure, la vitesse maximale retenue au niveau de la boucle 1 est de 0,34 m/s, tandis que celle retenue au niveau de la boucle 2 est de 0,08 m/s. Le débit demandé par bouches est égal à 76,64 m3/h, et celui demandé par RIA est de 11,47 m3/h, Ainsi, le débit total demandé est de 164,77 m3/h. Par conséquent, la pompe électrique principale est mise en marche. La pression à la sortie de bouches est égale à 45,02 m et à la sortie des RIA est égale à 90,03 m.

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Page 63

Redimensionnement et simulation du réseau hydraulique 5.3.4.

Résultats de la simulation

a. Caractéristiques des conduites Le tableau 5.3 montre les différentes caractéristiques des tubes, ainsi que la vitesse maximale d’écoulement prévue dans chaque tube. Tab 5. 3: Tableau de caractéristiques des conduites

Site

Longueur (m)

Vitesse maximal Diamètre (m/s) Nominale (pouces)

21,17

1,15

6

3,46

1,68

3

40,84

1,64

2,50

18,85

1,75

2

Boucle 1

714,43

1,75

12

Boucle 2

242,91

1,81

5

Nouveau réservoir

b. Pressions consignes des vannes pour refroidissement des citernes de combustible Le tableau 5.4 montre les différentes pressions de consigne que doit respecter l’opérateur lors de l’ouverture des vannes de refroidissement. Ces valeurs sont indiquées par des manomètres placés en aval des vannes. Tab 5. 4: Tableau de pression consigne vannes

Réservoirs Réservoirs Fuel brut Réservoir Gas-oil brut Réservoir Gas-oil traité Nouveau Réservoir

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Pression de consigne en bar 4,7 4,6 4,9 4,5

Page 64

6

Chapitre

RESUME

DU SIXIEME CHAPITRE:

Après avoir abordé ce projet par plusieurs dimensions, reste la dimension économique mise en lumière dans ce présent chapitre. Ce dernier donne une idée estimative sur le coût total d’investissement dans la rénovation du réseau hydraulique anti-incendie.

Etude technico-économique du projet

6.1.

Objet de l’étude

A la suite d’une gestion des risques et redimensionnement du circuit d’eau de lutte contre l’incendie. Il est aussi important, d’avoir une idée estimative sur le coût de ce projet. Cette étude économique est conduite de façon à utiliser des matériels garantissant le fonctionnement du système anti-incendie, et en même temps à moindre coût possible. Chose qui justifie le choix des conduites en acier sans soudure laminé à chaud et certifié EN 10216-1 (Voir Annexe 3).

6.2. Estimation économique des prix de matériels Les prix des conduites présentés sur le tableau (6.1), sont relevés à partir des documents internes de l’ONEP. Ces prix incluent les frais de transport, de fourniture et de mise en place sur site. Tab 6. 1: Estimation de prix des conduites du circuit hydraulique anti-incendie

Diamètre nominal Longueur (m) (pouces) 2 19 2 - 1/2 41 3 4 5 243 6 22 12 715 Total Hors Taxe (HT) TVA Total TTC 10 % des imprévus Coût total

PU- HT (DH) 1 1 1 1 2 4

615 650 700 950 015 500

Prix Hors Taxe 30 443 67 386 5 882 473 675 42 658 3 214 935 3 834 978 766 996 4 601 974 460 198 5 062 171

Les conduites utilisées pour la rénovation du réseau hydraulique anti-incendie ont des diamètres variant de 2’’ à 12’’. En plus du coût des conduites, s’ajoutent des coûts de vannes de régulation et d’autres matériels faisant partie des imprévus avec un pourcentage de 10 %. Ainsi le coût total d’investissement dans ce projet dépasse les 5 millions de Dirham. Cet investissement ne présente que 5 % d’investissement en l’installation de trois turbines 33 MW.

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Conclusion générale

Conclusion générale Une sécurité efficace contre l’incendie est parmi les préoccupations majeures de toute industrie. Ceci n’est atteint qu’en disposant d’un système antiincendie performant. Ainsi, pour assurer une protection maximale de ses agents et ses installations, la centrale à TAG de Tétouan a remis en étude son système de lutte contre l’incendie afin de l’adapter à sa nouvelle structure, en tenant compte d’une suite des extensions et de plusieurs projets de transformation prévus à fin 2011. Dans cette perspective, l’objectif de ce projet a été de mieux gérer les risques d’incendies et de redimensionner un nouveau réseau apparent d’extinction à eau. Tout d’abord, une visite sur site a permis de se focaliser sur les problèmes majeurs du système anti-incendie à savoir : l’absence des plans d’action en cas d’incendie et la dégradation du circuit hydraulique de lutte contre l’incendie. En effet, l’analyse préliminaire des risques effectuée a permis de définir les scénarios majeurs d’incendies et suggérer des plans d’action afin de réduire la criticité de ces scénarios. Cette analyse a conduit également à identifier la zone la plus critique, en l’occurrence, le poste de traitement Fuel. Quant à la deuxième partie de l’étude, le redimensionnement fait sur EPANET a consisté à simuler les scénarios critiques, ainsi à déterminer les diamètres de canalisations. Et afin d’évaluer le projet économiquement une étude technicoéconomique a été élaborée. Les résultats obtenus ont permis d’obtenir un système performant et faisable avec un investissement négligeable devant l’ampleur des investissements dans l’ensemble de la centrale. Cependant, comme perspective du projet, il est recommandé de remplacer la centrale de détection d’incendies par une autre plus moderne et dont les pièces de rechange sont disponibles sur le marché.

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Page 67

Références

Références www.one.org.ma Document interne de l’ONE. [1] www.oujda-portail.net/ma/ [2] M. OUAZZANI, Cours de management de risques, version 2010. [3] www.CGL-Consulting.com [4] APSAD R7, Edition 07.2006.0 (Juillet 2006). [5] Aide EPANET, Version Française, date de publication 01/09/2003. [6] M. ELAZEHARI, livre de Réseaux hydrauliques.

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Annexes

Annexe 1

Annexe 1 : Equipements d’extinction d’incendies à la centrale TAG Fonction

Type de détecteur

Installation de suppression incendie prévue

Détection incendies et mise en marche automatique et manuelle de l'installation fixe à eau

Détecteurs thermiques à bulbe fondant(Sprinkler)

Installation à eau de type déluge

Installation de détection incendie prévue Aires et/ou appareillages protégés

Transformateur principal 1, 2, 3 Transformateur soutirage 1, 2, 3

Réservoir Fuel brut 1,2 (8000 m3) et Réservoir Gasoil brut (2000 m3) et

Détection incendies

Réservoir Gasoil traité (500 m3)

Réservoir Fuel Traité (4000 m3) et Réservoir Gasoil brut (2000 m3) et Réservoir de certification 1,2 (100 m3)

Détecteurs à câble thermofusible

Détection incendies

Détecteurs à câble thermofusible

Détection incendies

Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels

Local analyseur

Détection incendies

Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels

Local de commande

Détection incendies

Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels

Incinérateur Chaudière, auxiliaires

Poste traitement de fuel

Détection incendies

Local analyseur Station de dépotage combustible Brut

Détection incendies

Stockage de fûts Station de dépotage combustible Station de pompage et de transfert combustible

Détection incendies Détection incendies

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Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels Détecteurs thermiques, Boutons d'alarme manuels

Installation à mousse à mise en marche manuelle Installation de refroidissement à eau à mise en marche manuelle Installation à mousse à mise en marche manuelle

Extincteurs à poussière, Armoire murale à "hydrant"

Page ii

Annexe 2

Annexe 2 : Questionnaire pour estimation de la fréquence et gravité des incendies à la centrale TAG de Tétouan Fréquence des évènements initiateurs conduisant à l’incendie Veuillez cocher l’un des quatre niveaux de fréquence retenus dans l’échelle de cotation suivante afin d’estimer le niveau de risque d’incendie dans toute la centrale:

Niveau de fréquence 1 2 3 4

Echelle Rare Peu fréquent Fréquent Très fréquent

Commentaires 1 fois par an ou peu vraisemblable ou jamais rencontré Pouvant survenir plusieurs fois par an sur le lieu du travail Pouvant se produire une fois par mois sur le lieu du travail Pouvant se produire plusieurs fois par mois sur le lieu du travail

1. Zone de dépotage de combustibles : 

Dépotage par camion

Très fréquent

Fréquent

Peu fréquent

Incendie due à des fuites de combustibles au niveau de flexible de dépotage.……………..



Dépotage par Pompes

Incendie causé par un court-circuit lors d'un échauffement de pompe de dépotage... Incendie lié à des fuites de combustibles au niveau de filtres (en état dégradée)…….. Incendie à cause de fuite de combustible au niveau des conduites ou vannes………….

2. Zone de stockage de combustibles : Incendie suite à des fuites de combustibles au niveau de Tuyauteries, robinetteries Ou instrumentations……………………………………………………………………………………………….. Explosion de réservoirs de stockage due à des fissurations par corrosion………………..

3. Zone de chaudière et ses auxiliaires 

Chaudière à eau

Incendie due à des fuites de combustibles suite à une mauvaise étanchéité………………



Armoires contrôle et commande

Incendie causé par court-circuit et des points chauds au niveau des armoires………….

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Page iii

Rare

Annexe 2 4. Zone de traitement de Fuel 

Très fréquent

Fréquent Peu fréquent Rare

Pompes d’alimentation en Fuel

Incendie due à fuites de fuel au niveau de pompes lors d'un court-circuit…………………



Séparateur et mélangeur de Fuel

Incendie causé par des fuites de Fuel au niveau de séparateurs ou mélangeurs Fuel



Réchauffeur de Fuel

Incendie lié à des fuites de Fuel au niveau de Réchauffeur Fuel, tuyauteries, Robinetteries et instrumentations………………………………………………………………………………

5. Zone de Groupes Turbo-alternateur 33 MW : 

Alimentation et réchauffage en combustible

Incendie due à la fuite de combustibles au niveau de pompes en état dégradée...……..



Module de filtration de combustibles (Skids inhibiteur et lavage TG)

Incendie causé par la présence d'une énergie d'activation avec fuite de combustibles Au niveau de skids de filtration…………………………………………………………….



Compartiment du contrôle commande

Incendie lié à un court-circuit au niveau des armoires électriques et l'infiltration d'eau À cause de mauvaise étanchéité des portes de visite………………………………………



Compartiment des auxiliaires

Incendie due à la fuite de combustibles au niveau des conduites et flexibles Ou à cause de Contact d'échappement diesel avec un corps………………………………



Compartiment turbine, compresseur et échappement

Incendie causé par fuite pulvérisée de combustibles à 128 °C et 43 bar au niveau Des conduites d'alimentation………………………………………………………………



Compartiment de réducteur de puissance

Incendie due à la prise de contact d'un corps avec les gaz chauds ou en présence d'une Énergie d'activation au niveau de trappe d'échappement Compartiment alternateur…

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Page iv

Annexe 2 

Compartiment alternateur Très fréquent

Fréquent Peu fréquent Rare

Incendie suite à la fuite d'huile en présence d'une énergie d'activation au niveau D’excitateur d'alternateur……………………………………………………………………



Local disjoncteur coupleur

Incendie due à un amorçage avec infiltration d'eau dans la cellule disjoncteur…………



Local transformateur de puissance(TP) et de soutirage(TS)

Incendie due à un amorçage et échauffement d'huile au niveau de transformateur…..



Aéroréfrigérants

Incendie résultant de l’échauffement de moteur ventilateur ou motopompe en état dégradée avec la présence d'une énergie d'activation…………………………………..



Caniveaux autour de la TG

Jaillissement d’arc front résultant du court-circuit au niveau des caniveaux des câbles électriques en état dégradée……………………………………………………………

Incendie lié à la présence de flamme avec Fuel au niveau des caniveaux de conduites de fluides………………………………………………………………………………………



Système de détection et protection incendie du GTA

Incendie due à la déflagration des bouteilles CO2 à cause de dysfonctionnement des soupapes de sécurité de la salle de commande…………………………………………………



Salle de relais

Incendie résultant d’un amorçage ou court-circuit suite à l’existence des points chauds au niveau des armoires électriques……………………………………………………………



Groupe électrogène de secours

Incendie résultant d’une prise de feu lors d’un contact avec une résistance chauffante et d’une fuite du gasoil au niveau du groupe……………………………………………………



Compresseur d’air comprimé

Incendie due à l'explosion de réservoirs d'air à cause des fissurations et la surpression d'air……………………………………………………………………………

6. Ateliers, Magasins et locaux annexes: 

Atelier mécanique

Incendie résultant de la présence d’une étincelle suite à des opérations de meulage avec Présence des matières inflammables…………………………………………………………



Magasin des pièces légères

Incendie lié à un court-circuit ou déflagration d’une lampe en présences des matières inflammables (tissu, caoutchouc, papier, bois)…………………………………………………

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Page v

Annexe 2 

Parc stockage des fûts

Incendie lié à un court-circuit au niveau des câbles en mauvaise état ou déflagration d’une lampe en présence des matières inflammables…………………………………………

Gravité des évènements initiateurs conduisant à l’incendie Cocher l’un des quatre niveaux de gravité retenus dans l’échelle de cotation suivante afin d’estimer le niveau de risque d’incendie dans toute la centrale:

Niveau de gravité 1 2 3 4

Echelle Bénin Sérieux Grave Très grave

Commentaires Pas ou peu de dommages sans arrêt de travail Dommages faibles, avec arrêt du travail Dommages réversibles, entraînant une incapacité partielle Dommages irréversibles : incapacité totale ou décès

1. Zone de dépotage de combustibles : 

Dépotage par camion

Très grave

Grave

Sérieux

Incendie due à des fuites de combustibles au niveau de flexible de dépotage.……………..



Dépotage par Pompes

Incendie causé par un court-circuit lors d'un échauffement de pompe de dépotage... Incendie lié à des fuites de combustibles au niveau de filtres (en état dégradée)…….. Incendie à cause de fuite de combustible au niveau des conduites ou vannes………….

2. Zone de stockage de combustibles : Incendie suite à des fuites de combustibles au niveau de Tuyauteries, robinetteries Ou instrumentations……………………………………………………………………………………………….. Explosion de réservoirs de stockage due à des fissurations par corrosion………………..



3. Zone de chaudière et ses auxiliaires Chaudière à eau

Incendie due à des fuites de combustibles suite à une mauvaise étanchéité………………



Armoires contrôle et commande

Incendie causé par court-circuit et des points chauds au niveau des armoires…………

.

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Bénin

Annexe 2 

4. Zone de traitement de Fuel

Très grave

Grave

Sérieux

Pompes d’alimentation en Fuel

Incendie due à fuites de Fuel au niveau de pompes lors d'un court-circuit…………………



Séparateur et mélangeur de Fuel

Incendie causé par des fuites de Fuel au niveau de séparateurs ou mélangeurs Fuel



Réchauffeur de Fuel

Incendie lié à des fuites de Fuel au niveau de Réchauffeur Fuel, tuyauteries, Robinetteries et instrumentations……………………………………………………………………………..

5. Zone de Groupes Turbo-alternateur 33 MW : 

Alimentation et réchauffage en combustible

Incendie due à la fuite de combustibles au niveau de pompes en état dégradée...……..



Module de filtration de combustibles (Skids inhibiteur et lavage TG)

Incendie causé par la présence d'une énergie d'activation avec fuite de combustibles Au niveau de skids de filtration……………………………………………………………



Compartiment du contrôle commande

Incendie lié à un court-circuit au niveau des armoires électriques et l'infiltration d'eau À cause de mauvaise étanchéité des portes de visite…………………………………………



Compartiment des auxiliaires

Incendie due à la fuite de combustibles au niveau des conduites et flexibles Ou à cause de Contact d'échappement diesel avec un corps…………………………………



Compartiment turbine, compresseur et échappement

Incendie causé par fuite pulvérisée de combustibles à 128 °C et 43 bar au niveau Des conduites d'alimentation…………………………………………………………………



Compartiment de réducteur de puissance

Incendie due à la prise de contact d'un corps avec les gaz chauds ou en présence d'une Énergie d'activation au niveau de trappe d'échappement Compartiment alternateur…

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Bénin

Annexe 2 

Compartiment alternateur

Très grave

Grave

Sérieux

Incendie suite à la fuite d'huile en présence d'une énergie d'activation au niveau D’excitateur d'alternateur……………………………………………………………………



Local disjoncteur coupleur

Incendie due à un amorçage avec infiltration d'eau dans la cellule disjoncteur…………..



Local transformateur de puissance(TP) et de soutirage(TS)

Incendie due à un amorçage et échauffement d'huile au niveau de transformateur…..



Aéroréfrigérants

Incendie résultant de l’échauffement de moteur ventilateur ou motopompe en état dégradée avec la présence d'une énergie d'activation………………………………………



Caniveaux autour de la TG

Jaillissement d’arc front résultant du court-circuit au niveau des caniveaux des câbles électriques en état dégradée…………………………………………………………

Incendie lié à la présence de flamme avec Fuel au niveau des caniveaux de conduites de fluides………………………………………………………………………………………



Système de détection et protection incendie du GTA

Incendie due à la déflagration des bouteilles CO2 à cause de dysfonctionnement des soupapes de sécurité de la salle de commande………………………………………………



Salle de relais

Incendie résultant d’un amorçage ou court-circuit suite à l’existence des points chauds au niveau des armoires électriques……………………………………………………………



Groupe électrogène de secours

Incendie résultant d’une prise de feu lors d’un contact avec une résistance chauffante et d’une fuite du gasoil au niveau du groupe…………………………………………………



Compresseur d’air comprimé

Incendie due à l'explosion de réservoirs d'air à cause des fissurations et la surpression d'air……………………………………………………………………………



6. Ateliers, Magasins et locaux annexes: Atelier mécanique

Incendie résultant de la présence d’une étincelle suite à des opérations de meulage avec Présence des matières inflammables…………………………………………………………………………….



Magasin des pièces légères Management Industriel / Electromécanique

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Bénin

Annexe 2 Incendie lié à un court-circuit ou déflagration d’une lampe en présences des matières inflammables (tissu, caoutchouc, papier, bois)…………………………………………………………………



Parc stockage des fûts

Incendie lié à un court-circuit au niveau des câbles en mauvaise état ou déflagration d’une lampe en présence des matières inflammables………………………………………………………



Parc à ferrailles

Incendie due à présence d'une énergie d'activation et des matières inflammables avec chaleurs excessives…………………………………………………………………………………………………..

Veuillez écrire ci-dessous vos remarques sur le système de sécurité actuel ainsi que vos propositions d’amélioration des mesures d’atténuation des risques d’incendie au sein de la centrale Remarques :…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………. Propositions :………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ..….………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ..….……………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ..….………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

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Annexe 3

Annexe 3 : Diamètres Nominaux des conduites

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