Brevet FR2704640A1 — publié le 19941104

Procédé et installation de destruction de munitions contenant des agents toxiques La présente invention se situe dans le domaine des munitions contenant des agents toxiques chimiques ou bactériologiques. Elle a pour but de proposer un procédé et une installation de destruction de telles munitions qui soient satisfaisants pour la sécurité des personnels et de l'environnement. Parmi les munitions on en compte beaucoup de petites et moyennes dimensions. Ce sont par exemple, des têtes d'obus, de roquettes, de petits missiles. Ils comprennent dans différentes enveloppes, généralement métalliques: - une charge d'agent toxique, chimique ou bactério- logique, - une charge pyrotechnique de dispersion, - un système d'initiation qui initie l'explosion de la charge pyrotechnique de dispersion et provoque l'écla- tement de la munition et la dispersion de l'agent toxique. Le système d'initiation est par exemple du type fusée d'impact, ou de proximité. Pendant le stockage des muni- tions le système d'initiation n'est pas monté sur la munition. Ces munitions peuvent être aussi de plus grande taille: ce sont par exemple des bombes ou des têtes de missiles plus importants. Dans ce cas la charge pyro- technique de dispersion est de masse plus importante que pour les munitions précédemment citées. Nous utiliserons le terme général de munition pour la suite du texte sauf quand il faudra préciser des points particuliers. Les munitions peuvent être en bon état mais volon- tairement réformées ou, plus ou moins endommagées suivant leur "âge" et les conditions de stockage et être ainsi nécessairement réformées. Les agents toxiques chimiques sont parmi ceux connus sous le nom de "gaz de combat" et se carac- térisent par leur action suffocante, vésicante, hémo- toxique ou neurotoxique. Nous citerons parmi les gaz suffocants le chlore et le phosgène (COC12); parmi les agents vésicants l'ypérite (sulfure de dichloroéthyle S(CH2-CH2Cl)2, la léwisite. Nous citerons aussi d'autres produits organo- phosphorés tels que le sarin (agent GB, (CH3)2 CHO P (CH3) (O) F), le tabun (agent GA, (CH3)2 N P (OCH2CH3) (O) CN), le soman (agent GD, (CH3)3 C CH (CH3) O P (CH3) (O) F). Les agents toxiques bactériologiques sont beaucoup moins connus, mais des souches microbiennes ou virales sont utilisées. Par destruction des munitions nous entendrons la destruction des contenants et des contenus: c'est-à- dire la destruction de la charge pyrotechnique de dis- persion, la destruction (ou détoxication) de la charge d'agent toxique et enfin la destruction des enveloppes qui contiennent ces charges et de la "structure" de la munition de façon qu'elles puissent être mises à la ferraille ou recyclées après décontamination. Dans un domaine voisin, du traitement de déchets industriels dangereux stockés en fûts, on peut citer le procédé décrit dans le brevet EP 13 822 o les fûts sont détruits mécaniquement dans un milieu liquide de trai- tement qui neutralise ou modifie les dits déchets dont les résidus sont ensuite solidifiés et mis en décharge. Les procédés connus à ce jour pour détruire les munitions consistent à démonter la munition en ses éléments. A recueillir l'agent toxique dans des réci- pients appropriés pour ensuite détruire le dit agent toxique dans des installations spécifiques, par exemple par neutralisation ou incinération dans des fours spé- ciaux (voir par exemple le brevet US 4 666 696). La charge pyrotechnique de dispersion, séparée de la muni- tion, est détruite, par ailleurs, par brûlage ou pétar- dage. Enfin les différentes enveloppes et la structure de la munition sont décontaminées avant mise à la ferraille ou recyclage. Les inconvénients d'un tel ensemble de procédés sont nombreux: une multitude d'opérations délicates sur la munition qui se font, de plus, dans différentes ins- tallations spécifiques, avec des transferts d'un site sur un autre. Tout ceci multiplie les risques vis à vis des personnels et de l'environnement. Tous ces incon- vénients sont aggravés lorsque les munitions sont en mauvais état, ce qui est fréquent à la suite de long stockage dans de mauvaises conditions. Il faut aussi noter comme autre inconvénient qu'un tel ensemble de procédés ne se prête pas à la destruc- tion rapide d'un grand nombre de munitions dans un court intervalle de temps. Le problème est de disposer d'un procédé et d'une installation pour détruire les munitions contenant des agents toxiques en un nombre réduit d'opérations, sur un site unique et cela dans des conditions de sécurité satisfaisantes pour le personnel et l'environnement. Un autre problème est de disposer d'un procédé et d'une installation se prêtant à des cadences élevées de destruction. La présente invention concerne un procédé de destruction dans une piscine de munition contenant un agent toxique et équipée d'un dispositif pyrotechnique d'éclatement, la piscine étant remplie d'un liquide neutralisant l'agent toxique, étant résistante aux explosions et comportant une couverture, caractérisé en ce que le cycle suivant d'opérations est effectué: - la dite piscine est fermée de façon à être étanche aux émanations toxiques, - le dispositif pyrotechnique est mis à feu, l'écla- tement de la munition libérant l'agent toxique dans le liquide neutralisant, - après la durée de la neutralisation de l'agent toxique la piscine est réouverte pour un autre cycle de destruction. Les émanations toxiques sont l'agent toxique libéré, lors de l'éclatement de la munition, sous forme par exemple de gaz, de liquide ou d'aérosol... La piscine et sa couverture étanche aux émanations résistent aux effets de l'explosion. Préférentiellement le dispositif pyrotechnique d'éclatement de la munition utilise la charge pyro- technique de dispersion de la dite munition, complétée par un moins un détonateur pour initier le fonction- nement de cette charge pyrotechnique de dispersion. Dans les cas particuliers o la munition à détruire est dépourvue de charge pyrotechnique de dispersion, le dispositif pyrotechnique d'éclatement comprend au moins un détonateur d'initiation et un cordeau découpant dis- posés sur la munition pour créer au moins une ouverture dans la munition de façon à disperser l'agent toxique dans le liquide neutralisant de la piscine et permettre au dit liquide neutralisant de rentrer à l'intérieur de la munition. Ces cas particuliers sont ceux notamment de muni- tions comportant initialement une charge pyrotechnique de dispersion de masse importante, charge pyrotechnique qui a été démontée dans une opération préliminaire; cette précaution évite d'utiliser pour la mise en oeuvre du procédé des installations démesurées. Tout le dispositif pyrotechnique d'éclatement et la ligne de mise à feu à laquelle il se raccorde doit résister à l'immersion (étanchéité et corrosion) pendant un intervalle de temps supérieur à la réalisation d'un cycle de destruction. Dans ce procédé les éclats des munitions détruites sont récupérés après plusieurs cycles de destruction. Dans une réalisation particulière les éclats des munitions détruites sont recueillies dans un réceptacle placé au fond de la piscine. Ce réceptacle, avec des moyens de manutention associés sert à la récupération des dits éclats après plusieurs cycles de destruction. Avantageusement l'espace compris entre la couver- ture de la piscine et la surface libre du liquide neu- tralisant de la piscine est douché avec du liquide neu- tralisant l'agent toxique. Préférentiellement la dite douche se fait en circuit fermé avec le liquide neutra- lisant de la piscine. Cette opération de douche se fait pendant au moins toute la durée de la neutralisation de l'agent toxique. Le liquide neutralisant de la piscine est brassé, pendant au moins toute la durée de la neutralisation de l'agent toxique, pour assurer d'une part l'homogéné- isation du liquide et assurer d'autre part le rinçage et la décontamination des éclats des munitions détruites. Ce brassage évite ainsi la décantation de certains effluents et leur concentration en divers points de la piscine. Les effluents sont les produits résultants de la réaction de l'agent toxique avec le liquide neutra- lisant de la piscine; ces effluents sont en solution ou en suspension dans ledit liquide neutralisant. Préférentiellement le liquide neutralisant l'agent toxique est à base d'eau. Si nécessaire, on ajoute à l'eau des produits basiques ou alcalins tels que la soude, la potasse ou autres qui favorisent la réaction de neutralisation de l'agent toxique chimique ou bacté- riologique. L'excès de liquide neutralisant et son brassage, par des dispositifs appropriés et aussi par les effets de l'explosion, contribuent à l'augmentation de la ciné- tique de neutralisation de l'agent toxique. Le liquide neutralisant de la piscine est périodi- quement contrôlé, lorsqu'il est saturé en effluents, la piscine est vidangée et le liquide neutralisant est renouvelé, les effluents étant traités par des méthodes appropriées, notamment de concentration et d'inci- nération. La présente invention concerne également une ins- tallation pour la destruction de munitions contenant un agent toxique et équipées d'un dispositif pyrotechnique d'éclatement. L'installation comprend une piscine remplie d'un liquide neutralisant ledit agent toxique, résistante aux explosions et comportant une couverture caractérisée en ce que la dite couverture est munie d'au moins une trappe d'accès étanche aux émanations toxiques. La couverture étanche confine les émanations, plus particulièrement la fraction d'agent toxique entraînée, sous forme de gaz, d'aérosol ou de liquide, par la bulle gazeuse et la gerbe de surface créées par l'explosion. Préférentiellement la dite couverture comporte une ouverture que l'on ferme de façon étanche par un couvercle. Avantageusement la piscine comporte au moins un dispositif disperseur de liquide de neutralisation débouchant au dessus de la surface libre du liquide neutralisant. Ce dispositif disperseur douche le volume gazeux compris entre la couverture de la piscine et sa surface libre pour neutraliser l'agent toxique libéré par l'éclatement de la munition sous forme liquide, gazeuse ou d'aérosol. Ce dispositif disperseur douche aussi toutes les parois pour assurer leur décon- tamination. Préférentiellement le dispositif disperseur fonc- tionne en circuit fermé avec le liquide neutralisant de la piscine. Préférentiellement aussi la piscine comporte au moins un dispositif pour brasser le liquide neutralisant et le faire circuler à travers les éclats des munitions détruites. La piscine comporte, en partie basse, des déflec- teurs qui guident les éclats des munitions détruites vers un réceptacle placé au fond de la piscine. L'angle d'inclinaison des déflecteurs est tel que les éclats des munitions détruites glissent sur ces déflecteurs sous l'action de leur poids sans y rester bloqué par l'effet du frottement. Dans une réalisation particulière le fond de la piscine est tronconique et présente dans sa partie basse une dépression o se loge le dit réceptacle de récupé- ration des éclats des munitions détruites, la forme tronconique du fond de la piscine joue le rôle des déflecteurs. La piscine elle-même est placée dans un bâtiment étanche aux émanations et dimensionné pour résister à l'explosion accidentelle du dispositif pyrotechnique d'éclatement de la munition en cours de manipulation. Ce bâtiment communique avec au moins une ligne de prépa- rations comprenant un atelier de préparation o la muni- tion à détruire est équipée du dispositif pyrotechnique d'éclatement; à cet atelier sont associés des stockages de munitions à détruire et de dispositifs d'initiation nécessaires à la réalisation d'une série de cycles de destructions, que l'on désignera aussi par le terme de tir. Avantageusement la piscine est associée à deux lignes de préparations: pendant la réalisation d'un tir dans la piscine, la munition suivante est préparée dans l'atelier de préparation de l'autre ligne de prépa- ration. L'installation comporte aussi un poste de commande et de mise à feu: il est équipé de hublots ou d'un sys- tème vidéo permettant de surveiller le bâtiment de la piscine. Les déplacements du transporteur de munition, ainsi que ceux du couvercle de fermeture étanche de la piscine sont commandés à distance. Ainsi les seules interventions directes des opéra- teurs sur la munition sont l'installation de la munition sur le transporteur et la mise en place du dispositif d'initiation de l'éclatement (détonateurs et/ou cordeau découpant); les autres opérations se font à distance. Les avantages du procédé et de l'installation, qui allient la pyrotechnie et la neutralisation chimique ou bactériologique sont liées à la destruction qui se fait en un seul cycle d'opérations et sur un même site. Cette destruction est complète: la charge pyrotechnique de dispersion, la charge d'agent toxique, les enveloppes et la structure de la munition sont simultanément détruites. Cette destruction se fait dans des conditions de sécurité satisfaisantes pour les opérateurs puisque leurs interventions sur la munition elle-même, sont réduites à un nombre limité d'opérations. La sécurité vis à vis de l'environnement est aussi satisfaisante puisque les opérations se font dans des bâtiments et installations étanches vis à vis des effluents et dimen- sionnés pour résister aux explosions intentionnelles ou accidentelles. Ce procédé et cette installation se prêtent aussi à la réalisation de destruction de munitions avec des cadences élevées afin de traiter rapidement un nombre important de munitions. Ci dessous l'invention est exposée plus en détail à l'aide des figures représentant une réalisation particu- lière. La figure 1 représente une vue schématique en plan de l'installation de destruction comportant la piscine et les bâtiments annexes. La figure 2 représente une vue schématique en coupe de la piscine et des bâtiments. Avant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les munitions à détruire sont collectées et transportées vers le site de travail. Les munitions très défectueuses qui pourraient présenter des fuites sont mises dans des conteneurs étanches, les opérateurs portent des tenues de protection adaptées pendant cette phase. Sur le site de travail les munitions sont iden- tifiées et classées. Un ensemble de munitions repré- sentant l'activité d'une journée de travail ou la charge maximale admissible dans les bâtiments est placé dans le stockage 2 de munitions à détruire d'une ligne de prépa- ration de l'installation 1. L'opérateur prend dans le stockage 2 une munition à détruire et l'amène dans l'atelier de préparation 4: le transfert se fait manuellement ou à l'aide d'un chariot de manutention. Il fixe alors ladite munition sur un support 5 dont la forme en berceau est adaptée aux dimensions de la munition. Ce support est éventuellement consommable pour tenir compte des dommages que provoque l'éclatement de la munition et éviter ainsi des opéra- tions de contrôle, de décontamination et de réparation avant chaque réutilisation: le support est traité comme les éclats de la munition. Ce support 5 est accroché sous le couvercle 7 de fermeture de la piscine 12 par un bras télescopique 6. Ce couvercle 7 lui-même étant sus- pendu à un vérin 8 sous le chariot transporteur 9 d'un monorail 10. Ce vérin 8 sert à descendre ou à relever le couvercle 7. Comme le bras télescopique 6 il est commandé à distance. Un pyrotechnicien prend dans le stockage 3 un dis- positif d'initiation et le dispose sur la munition. Ce dispositif comprend au moins un détonateur lorsque la munition à détruire comprend une charge pyrotechnique de dispersion et au moins un détonateur associé à au moins un cordeau de découpage lorsque la munition ne comporte pas ladite charge de dispersion. Le pyrotechnicien raccorde le détonateur à une ligne de mise à feu bran- chée sur un passage étanche disposée sur le couvercle 7 et, de là, relié au poste de commande 18. Le trans- porteur 9 est alors transféré dans le bâtiment 11, o se trouve la piscine 12, au dessus du centre de la piscine 12, ces opérations sont commandées à distance. Le pyrotechnicien vérifie la continuité de la ligne de mise à feu puis commande la descente, par le vérin 8, de la munition dans la piscine et du couvercle 7, ainsi que la fermeture de ce dernier par des automates appropriés, l'étanchéité aux émanations toxiques étant assurée par des joints. Les dispositifs disperseur 16 et de brassage 14, , 16 du liquide neutralisant sont mis en route. Le pyrotechnicien après les contrôles de sécurité, depuis le poste de commande 18, procède à la mise à feu. L'éclatement de la charge pyrotechnique disperse l'agent toxique dans le liquide neutralisant, les éclats de la munition sont freinés par le liquide et tombent vers le fond de la piscine et sont dirigés par les déflecteurs, ici réalisés par la forme tronconique 12' du fond de la piscine 12, vers le réceptacle 17 prévu pour les rece- voir. La bulle gazeuse qui accompagne l'explosion éclate à la surface, libérant une partie des produits toxiques dans l'atmosphère comprise entre la surface libre de la piscine 12 et sa couverture 13. La douche et le bras- sage sont maintenus pendant un temps suffisant pour assurer la neutralisation de l'agent toxique libéré. Apres leur arrêt la piscine est réouverte et le vérin 8 relève le couvercle 7. La piscine est prête pour recom- mencer le cycle suivant de destruction avec les éléments venant de l'autre ligne de préparation (stockages 2', 3' et atelier 4'). Le dispositif disperseur ou de douche 16 est constitué, par exemple par un ensemble de tuyaux munis de perforations calibrées et orientées de façon à dou- cher tout le volume compris entre la couverture et la surface libre du liquide neutralisant et toutes les sur- faces et plus particulièrement la partie intérieure du couvercle. Ce dispositif est alimenté par des pompes 15 qui reprennent du liquide neutralisant en divers points 14 de la piscine 12, pour ne pas compliquer la figure un seul circuit y est représenté. Le dispositif de brassage 14, 15, 16 est ici réalisé par la recircu- lation du liquide neutralisant. Les pompes 15 reprennent le liquide neutralisant en divers points 14 du fond de la piscine et alimentent le dispositif disperseur 16 et éventuellement divers points d'injection sur les parois de la piscine, judicieusement placés pour assurer les courants de recirculation. Il est à noter que les effets de l'explosion: éclatement de la bulle de gaz, la gerbe en surface et les remous qui lui succèdent contribuent aussi à ce brassage. Les éclats, recueillis dans le réceptacle 17, sont retirés de la piscine au bout d'un certain nombre de cycles de destruction. Un dispositif de manutention auxiliaire sert à retirer le réceptacle 17, pour déchar- ger les éclats. Après contrôle les éclats sont consi- dérés comme des déchets ordinaires qui sont soit mis à la ferraille, soit recyclés. Lorsque le liquide neutralisant de la piscine 12 est saturé en effluents, on évacue par pompage le liquide vers un bassin de traitement dont les effluents et résidus sont traités par les moyens appropriés. L'installation 1 comprend deux stockages 2, 2' des munitions à détruire, deux stockages des dispositifs d'initiation 3, 3', deux ateliers de préparation 4, 4' communiquant avec un bâtiment 11 o se trouve la piscine 12. La dite piscine 12 comporte une couver- ture 13, réalisée par un platelage étanche et résistant aux explosions; une ouverture 7' aménagée dans cette couverture est fermée, de façon à être étanche aux éma- nations toxiques, par un couvercle 7; ce couvercle 7 s'accroche sous le chariot transporteur 9 d'un mono- rail 10, le transporteur 9 permet d'amener le dit couvercle dans les ateliers de préparations 4 ou 4'. Les deux lignes de préparation indépendantes et parallèles (locaux 2, 3, 4 et 2', 3', 4') permettent pendant la réalisation d'un tir en piscine de préparer le tir suivant sur l'autre ligne. Indépendamment du gain de temps cette disposition évite l'immobilisation de la piscine dans le cas d'indisponibilité d'une des lignes. La piscine 12 est creusée dans un terrain compact et stable. Son fond est bétonné et la paroi est réalisée en un matériau ductile qui a un bon comportement à l'onde de pression et qui associé au terrain extérieur compact assure une bonne stabilité de l'ensemble. L'étanchéité de la piscine, au niveau des parois et du sol est assurée par un revêtement souple et indéchirable et elle est régulièrement surveillée pour éviter les risques de pollution de l'environnement, c'est-à-dire du sol et de la nappe phréatique. La piscine et sa couverture sont dimensionnées pour contenir les effets dûs à l'explosion de la charge maxi- male des munitions à détruire, ce dimensionnement prend aussi en compte l'importance des sollicitations dues à la répétition des tirs. Par exemple pour l'explosion d'une charge maximale de 2 kg d'explosif tel que le TNT (trinitrotoluène) la piscine doit avoir environ 12 mètres de diamètre, contenir une hauteur de 6 mètres de liquide, la munition à détruire étant immergée à environ mi-profondeur. Pour des charges de dispersion de masse plus importante il faudrait bien sûr des ins- tallations de dimensions plus importantes, d'o l'intérêt dans le procédé de limiter la masse de la charge d'éclatement en démontant la charge de dispersion lorsqu'elle est de masse trop importante. Les dispositifs 16 de douche et de brassage 14, 15, 16 sont eux même con, çus, et éventuellement protégés, pour résister aux effets des explosions répétées. Enfin l'ensemble des bâtiments contenant la piscine 12 et les stockages (2, 3, 2' et 3'), les ate- liers de préparation sont conçus et dimensionnés pour contenir les effets mécaniques (souffle et éclats) et les effets toxiques (dispersion de l'agent toxique) dûs à un éclatement accidentel de la munition. Notamment l'atmosphère de ces locaux est contrôlée et partiel- lement traitée par barbotage dans le liquide neutra- lisant de la piscine; des sas (non représentés sur les figures) sont prévus pour les accès aux différents bâti- ments. Revendications 1. Procédé de destruction dans une piscine (12), de munition contenant un agent toxique et équipée d'un dis- positif pyrotechnique d'éclatement, la piscine étant remplie d'un liquide neutralisant l'agent toxique, étant résistante aux explosions et comportant une couverture, caractérisé en ce que le cycle suivant d'opérations est effectué: - la dite piscine est fermée de façon à être étanche aux émanations toxiques, - le dispositif pyrotechnique est mis à feu, l'écla- tement de la munition libérant l'agent toxique dans le liquide neutralisant, - après la durée de la neutralisation de l'agent toxique la piscine est réouverte pour un autre cycle de destruction. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif pyrotechnique d'éclatement de la munition utilise la charge pyrotechnique de dispersion de la dite munition complétée par au moins un détonateur d'initiation. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lorsque la munition est dépourvue de charge pyrotechnique de dispersion, le dispositif pyrotechnique d'éclatement comprend au moins un détonateur d'initi- ation et un cordeau découpant disposés sur la munition. 4. Procédé selon l'une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que les éclats des munitions détruites sont récupérés après plusieurs cycles de destruction. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que les éclats des munitions détruites sont re- cueillis dans un réceptacle placé au fond de la piscine. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'espace compris entre la couver- ture de la piscine et la surface libre du liquide neutralisant de la piscine est douché avec du liquide neutralisant l'agent toxique. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la dite douche se fait en circuit fermé avec le liquide neutralisant de la piscine. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le liquide neutralisant remplis- sant la piscine est brassé pendant au moins toute la durée de neutralisation de l'agent toxique. 9. Procédé selon la revendication 1, 6, 7 ou 8 caractérisé en ce que le liquide neutralisant est à base d'eau. 10. Installation (1), pour la destruction de muni- tions contenant un agent toxique et équipées d'un dispo- sitif pyrotechnique d'éclatement, comprenant une piscine (12) remplie d'un liquide neutralisant ledit agent toxique, résistante aux explosions et comportant une couverture (13) caractérisée en ce que la dite cou- verture est munie d'au moins une trappe d'accès (7) étanche aux émanations toxiques. 11. Installation (1) selon la revendication 10 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispo- sitif disperseur (16) de liquide de neutralisation débouchant au dessus de la surface libre du liquide neutralisant de la piscine. 12. Installation (1) selon la revendication 11 caractérisée en ce que le dispositif disperseur (16) fonctionne en circuit fermé avec le liquide neutralisant de la piscine. 13. Installation (1) selon l'une des revendications 10 à 12 caractérisée en ce que la piscine comporte au moins un dispositif de brassage (14, 15, 16) du liquide neutralisant. 14. Installation (1) selon l'une des revendi- cations 10 à 13 caractérisée en ce que la piscine comporte des déflecteurs (12') qui guident les éclats des munitions détruites vers un réceptacle (17). 15. Installation (1) selon la revendication 10 caractérisée en ce qu'elle comporte deux lignes de préparation (2, 3, 4 et 2', 3', 4') indépendantes et parallèles.