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peuvent résulter non seulement du fonctionnement normal mais encore de fonctionnements anormaux ou d'incidents, ou accidents considérés comme plausibles. A cette fin, il est nécessaire d'étudier plus particulièrement les incidents et accidents les plus importants considérés comme plausibles. Des scénarios d'incidents ou d'accidents sont élaborés pour permettre d'estimer l'enveloppe des conséquences des incidents ou accidents considérés comme plausibles. Les éléments obtenus doivent permettre la mise en place de moyens appropriés pour faire face à ces incidents ou accidents. Ces accidents sont parfois appelés « accidents de dimensionnement » car ils permettent le plus souvent de définir les règles de conception et de construction à appliquer aux installations afin de limiter à des valeurs acceptables les nuisances qui pourront résulter du fonctionnement de l'installation examinée. La connaissance des conséquences des accidents étudiés est nécessaire pour que les décisions d'autorisation soient prises en connaissance de cause et pour que soient prévus des moyens de secours appropriés (y compris les moyens externes à l'installation). D'autre part leur connaissance par les responsables des différentes usines d'une zone industrielle permet d'augmenter la cohérence et l'efficacité des secours. 1.2. Le rapport de sûreté Le rapport de sûreté est un document qui évolue en fonction de l'état d'avancement du projet [4] et de l'exploitation de l'installation. 1.2.1. La démonstration du caractère acceptable du projet Le rapport préliminaire de sûreté doit contenir notamment : — les éléments de sûreté concernant le site ; — les principes de sûreté retenus : • pour la conception, • pour la réalisation, • pour l'exploitation de l'usine ; — l'étude d'accidents représentatifs des risques — et de façon générale tous les éléments nécessaires pour permettre aux autorités administratives compétentes de statuer en connaissance de cause. L'analyse du rapport préliminaire de sûreté permet, compte tenu des engagements complémentaires éventuellement pris par l'exploitant, de préciser les conditions de l'autorisation de l'installation. Le rapport préliminaire de sûreté nécessite une réflexion approfondie des concepteurs avant que l'installation ne soit figée et que des décisions irréversibles ne soient prises. L'étude de site doit donner les informations nécessaires pour permettre l'évaluation de l'impact de l'installation sur les populations
d'avancement du projet [4] et de l'exploitation de l'installation. 1.2.1. La démonstration du caractère acceptable du projet Le rapport préliminaire de sûreté doit contenir notamment : — les éléments de sûreté concernant le site ; — les principes de sûreté retenus : • pour la conception, • pour la réalisation, • pour l'exploitation de l'usine ; — l'étude d'accidents représentatifs des risques — et de façon générale tous les éléments nécessaires pour permettre aux autorités administratives compétentes de statuer en connaissance de cause. L'analyse du rapport préliminaire de sûreté permet, compte tenu des engagements complémentaires éventuellement pris par l'exploitant, de préciser les conditions de l'autorisation de l'installation. Le rapport préliminaire de sûreté nécessite une réflexion approfondie des concepteurs avant que l'installation ne soit figée et que des décisions irréversibles ne soient prises. L'étude de site doit donner les informations nécessaires pour permettre l'évaluation de l'impact de l'installation sur les populations environnantes et sur l'environnement non humain et ceci aussi bien en fonctionnement normal qu'en conditions accidentelles [5] [6] [7] [8] [9] [10]. Les « principes de sûreté » définis dans le rapport préliminaire de sûreté devront être ensuite correctement appliqués, pour obtenir un niveau de sûreté satisfaisant et maintenir ce niveau tout au long de la vie de l'usine malgré les modifications et les ajouts plus ou moins complexes qui pourront venir se greffer sur les installations. Les exploitants doivent de plus prévoir, dès l'étape de la conception de l'usine ou de l'unité, les problèmes posés par les déchets et les effluents et mettre en œuvre des dispositions appropriées pour en réduire les nuisances. 1.2.2. La démonstration de la sûreté de l'unité construite Afin de vérifier que l'installation construite a un niveau de sûreté satisfaisant, il peut être demandé à l'exploitant un rapport provisoire de sûreté. Le rapport provisoire de sûreté doit présenter une description précise de l'installation car, depuis le dépôt du rapport préliminaire de sûreté, les différents appareillages ont été précisés ainsi que leur mode d'exploitation. Il doit aussi tenir compte des difficultés rencontrées au cours de la réalisation de l'installation et présenter les dispositions prises pour assurer
niveau tout au long de la vie de l'usine malgré les modifications et les ajouts plus ou moins complexes qui pourront venir se greffer sur les installations. Les exploitants doivent de plus prévoir, dès l'étape de la conception de l'usine ou de l'unité, les problèmes posés par les déchets et les effluents et mettre en œuvre des dispositions appropriées pour en réduire les nuisances. 1.2.2. La démonstration de la sûreté de l'unité construite Afin de vérifier que l'installation construite a un niveau de sûreté satisfaisant, il peut être demandé à l'exploitant un rapport provisoire de sûreté. Le rapport provisoire de sûreté doit présenter une description précise de l'installation car, depuis le dépôt du rapport préliminaire de sûreté, les différents appareillages ont été précisés ainsi que leur mode d'exploitation. Il doit aussi tenir compte des difficultés rencontrées au cours de la réalisation de l'installation et présenter les dispositions prises pour assurer la sûreté de l'exploitation de l'usine. (En effet une usine peut être remarquablement conçue et parfaitement réalisée, cela ne suffit pas : il faut encore s'assurer qu'elle est exploitée de façon sûre). Les problèmes de fiabilité humaine abordés dans ce cadre sont souvent très complexes et incluent la formation professionnelle, les recyclages, l'assurance de la qualité en exploitation [11] [12] [13] [14] [15]. Le rapport provisoire de sûreté sera ultérieurement complété par les enseignements tirés des opérations de démarrage, (vérification ou infirmation des hypothèses retenues à la conception, modification ou confirmation des paramètres importants pour la sûreté) et de façon plus générale par tous les éléments susceptibles de permettre de mieux cerner le niveau de sûreté de l'installation : il devient alors le rapport de sûreté proprement dit. Toutefois, une usine est souvent évolutive dans le temps par adjonction d'unités nouvelles ou augmentation des capacités et des appareillages ou modifications d'appareillages ou de règles d'exploitation. En conséquence un dispositif adéquat d'autorisations et de surveillance doit être mis en place et le rapport de sûreté tenu à jour systématiquement. Pour certaines installations et dans des cas heureusement très rares dans l'industrie chimique la cessation d'activité peut s'accompagner d'une persistance de risques
les recyclages, l'assurance de la qualité en exploitation [11] [12] [13] [14] [15]. Le rapport provisoire de sûreté sera ultérieurement complété par les enseignements tirés des opérations de démarrage, (vérification ou infirmation des hypothèses retenues à la conception, modification ou confirmation des paramètres importants pour la sûreté) et de façon plus générale par tous les éléments susceptibles de permettre de mieux cerner le niveau de sûreté de l'installation : il devient alors le rapport de sûreté proprement dit. Toutefois, une usine est souvent évolutive dans le temps par adjonction d'unités nouvelles ou augmentation des capacités et des appareillages ou modifications d'appareillages ou de règles d'exploitation. En conséquence un dispositif adéquat d'autorisations et de surveillance doit être mis en place et le rapport de sûreté tenu à jour systématiquement. Pour certaines installations et dans des cas heureusement très rares dans l'industrie chimique la cessation d'activité peut s'accompagner d'une persistance de risques pour l'environnement et le public c'est-à-dire que les risques ne disparaissent pas ou peuvent évoluer avec l'arrêt définitif d'une installation. Dans ces cas-là, l'examen de la sûreté doit continuer au-delà de la période d'exploitation pour ne cesser qu'après disparition complète ou maîtrise totale de tous les risques de l'installation. II. UN EXEMPLE DE COLLABORATION EN MATIÈRE DE SÛRETÉ 11.1. Genèse Le Conseil supérieur des établissements classés, au cours de la séance tenue le 29 juin 1976 concernant l'extension de l'usine Rhône-Poulenc à Grand-Quevilly par la construction d'une unité de synthèse de 1 000 t d'ammoniac par jour et la mise en service d'un stockage cryogénique de 24 000 t d'ammoniac, demanda que « l'exploitant fournisse une étude de sûreté des installations envisagées, compte tenu notamment de l'impact possible sur l'urbanisation en cours de développement près du site ». Le 15 septembre 1976, la direction des Mines chargée de l'application de cette décision demanda à l'Institut de protection et de sûreté nucléaire (IPSN) du CEA son aide pour l'étude de sûreté de la plateforme sud de l'usine Rhône-Poulenc à Grand-Quevilly. Le 22 septembre 1976, l'IPSN présenta aux industriels et aux représentants de l'Administration un plan guide pour la rédaction des rapports
UN EXEMPLE DE COLLABORATION EN MATIÈRE DE SÛRETÉ 11.1. Genèse Le Conseil supérieur des établissements classés, au cours de la séance tenue le 29 juin 1976 concernant l'extension de l'usine Rhône-Poulenc à Grand-Quevilly par la construction d'une unité de synthèse de 1 000 t d'ammoniac par jour et la mise en service d'un stockage cryogénique de 24 000 t d'ammoniac, demanda que « l'exploitant fournisse une étude de sûreté des installations envisagées, compte tenu notamment de l'impact possible sur l'urbanisation en cours de développement près du site ». Le 15 septembre 1976, la direction des Mines chargée de l'application de cette décision demanda à l'Institut de protection et de sûreté nucléaire (IPSN) du CEA son aide pour l'étude de sûreté de la plateforme sud de l'usine Rhône-Poulenc à Grand-Quevilly. Le 22 septembre 1976, l'IPSN présenta aux industriels et aux représentants de l'Administration un plan guide pour la rédaction des rapports de sûreté dans l'industrie chimique inspiré de celui proposé pour les installations nucléaires du cycle du combustible, les chapitres concernant les risques purement radioactifs : criticité, irradiation, contamination et radiolyse étant bien entendu exclus. Les industriels acceptèrent alors de rédiger un rapport préliminaire de sûreté destiné à démontrer le caractère acceptable de leurs projets. Rédigé courant octobre 1976 par une équipe particulièrement efficace et compétente de la société Rhône-Poulenc, le rapport fut présenté au service de l'Industrie et des Mines de Rouen début novembre 1976. L'étude et la rédaction du rapport durèrent cinq semaines. Une réunion technique en date du 25 novembre 1976 eut pour suite la remise de compléments d'information aux représentants de l'Administration le 11 janvier 1977. La direction des Mines demanda à l'IPSN de procéder à l'analyse du rapport préliminaire de sûreté rédigé par la société Rhône-Poulenc ; les conclusions de cette analyse furent exposées à tous les partenaires le 15 mars 1977. Les conclusions de l'analyse acceptées par les industriels et les représentants de l'administration furent ensuite présentées au Conseil supérieur des établissements classés : « Compte tenu des solutions technologiques déjà utilisées en certains points du site les experts consultés ne voyaient pas comment une
acceptable de leurs projets. Rédigé courant octobre 1976 par une équipe particulièrement efficace et compétente de la société Rhône-Poulenc, le rapport fut présenté au service de l'Industrie et des Mines de Rouen début novembre 1976. L'étude et la rédaction du rapport durèrent cinq semaines. Une réunion technique en date du 25 novembre 1976 eut pour suite la remise de compléments d'information aux représentants de l'Administration le 11 janvier 1977. La direction des Mines demanda à l'IPSN de procéder à l'analyse du rapport préliminaire de sûreté rédigé par la société Rhône-Poulenc ; les conclusions de cette analyse furent exposées à tous les partenaires le 15 mars 1977. Les conclusions de l'analyse acceptées par les industriels et les représentants de l'administration furent ensuite présentées au Conseil supérieur des établissements classés : « Compte tenu des solutions technologiques déjà utilisées en certains points du site les experts consultés ne voyaient pas comment une solution raisonnable sur le plan industriel et acceptable au point de vue de la sûreté ne pouvait pas être imaginée et son efficacité démontrée », les industriels ayant la liberté entière de concevoir et de proposer les dispositions prévues qu'ils souhaitaient mettre en œuvre [16]. Ces dispositions furent exposées dans des compléments au rapport préliminaire de sûreté afin de constituer le rapport provisoire de sûreté. Après analyse, les autorisations nécessaires au fonctionnement des installations furent accordées. Cette formule très libérale eut l'effet escompté : l'industriel proposa des solutions satisfaisantes, efficaces et modernes et Rhône-Poulenc, comprenant l'intérêt de cette méthode, eut le mérite d'être la première société à en accepter les contraintes et apporta même des améliorations à la méthode. Cette méthode lui parut suffisamment opérationnelle puisqu'actuellement la société l'applique à la rédaction de rapports de sûreté concernant des installations de chimie fine (chimie organique) à Saint-Fons près de Lyon et à des unités de stockage d'ammoniac nécessaires à l'industrie des engrais à Chasse-sur-Rhône. La méthode préconisée par l'IPSN du CEA et le plan guide correspondant pour la rédation des rapports de sûreté des installations chimiques ont été présentés dans une communication qui fut faite au colloque sur la sûreté dans
des compléments au rapport préliminaire de sûreté afin de constituer le rapport provisoire de sûreté. Après analyse, les autorisations nécessaires au fonctionnement des installations furent accordées. Cette formule très libérale eut l'effet escompté : l'industriel proposa des solutions satisfaisantes, efficaces et modernes et Rhône-Poulenc, comprenant l'intérêt de cette méthode, eut le mérite d'être la première société à en accepter les contraintes et apporta même des améliorations à la méthode. Cette méthode lui parut suffisamment opérationnelle puisqu'actuellement la société l'applique à la rédaction de rapports de sûreté concernant des installations de chimie fine (chimie organique) à Saint-Fons près de Lyon et à des unités de stockage d'ammoniac nécessaires à l'industrie des engrais à Chasse-sur-Rhône. La méthode préconisée par l'IPSN du CEA et le plan guide correspondant pour la rédation des rapports de sûreté des installations chimiques ont été présentés dans une communication qui fut faite au colloque sur la sûreté dans les industries chimiques qui s'est déroulé à Mulhouse du 27 au 29 septembre 1978 [4]. II.2. Apport de la méthode dans le cas de la plateforme sud de l'usine Rhône-Poulenc à Grand-Quevilly L'étude du site et l'analyse de sûreté du stockage cryogénique de 26 000 m3 d'ammoniac liquéfié à −33 °C équipé d'une cuve de rétention annulaire calorifugée et d'une protection externe par un merlon de terre démontrèrent que la solution retenue était satisfaisante sur le plan des nuisances pour l'environnement (fig. 1). Fig. 1. — Stockage à la pression atmosphérique de 26000 m3 d'NH3 liquéfié. Ce réservoir est pourvu d'une « cuvette » annulaire de rétention, calorifugée dont le mur extérieur est protégé par un merlon de terre. La sûreté repose principalement sur le choix préventif d'un état thermodynamiquement stable. Pour ce qui concerne l'analyse de la sûreté du projet d'une nouvelle unité de synthèse d'ammoniac de capacité de 1 000 t/j (fig. 2) l'IPSN fonda son avis sur les résultats des lâchers volontaires d'ammoniac réalisés à grande échelle au camp de Mourmelon [17] et sur l'exploitation de l'étude des accidents survenus réellement : Fig. 2. Vue de l'unité de synthèse de 1 000 t d'NH3 qui fut la
°C équipé d'une cuve de rétention annulaire calorifugée et d'une protection externe par un merlon de terre démontrèrent que la solution retenue était satisfaisante sur le plan des nuisances pour l'environnement (fig. 1). Fig. 1. — Stockage à la pression atmosphérique de 26000 m3 d'NH3 liquéfié. Ce réservoir est pourvu d'une « cuvette » annulaire de rétention, calorifugée dont le mur extérieur est protégé par un merlon de terre. La sûreté repose principalement sur le choix préventif d'un état thermodynamiquement stable. Pour ce qui concerne l'analyse de la sûreté du projet d'une nouvelle unité de synthèse d'ammoniac de capacité de 1 000 t/j (fig. 2) l'IPSN fonda son avis sur les résultats des lâchers volontaires d'ammoniac réalisés à grande échelle au camp de Mourmelon [17] et sur l'exploitation de l'étude des accidents survenus réellement : Fig. 2. Vue de l'unité de synthèse de 1 000 t d'NH3 qui fut la première unité chimique à être soumise aux exigences d'un rapport de sûreté inspiré des rapports de sûreté en vigueur au DSN du CEA pour les installations chimiques. La limitation de la masse d'NH3 expulsable a été le principe de prévention retenu et la surveillance par caméra infrarouge a nettement accru la rapidité de l'intervention. — à l'usine chimique d'engrais azotés de la Grande-Paroisse à Liévin (Pas-de-Calais) le 21 août 1968 ; — aux Grandes Armoises (Ardennes) le 12 mai 1969 ; — au réservoir de stockage d'ammoniac de la Gulf à Blair (Nebraska, USA) le 16 novembre 1970 ; — à l'usine d'engrais de Potchefstroom en Afrique du Sud le 13 juillet 1973 dont une analyse particulièrement exhaustive et exemplaire a été faite [18] (fig. 3). En cas de rupture accidentelle des barrières de confinement, le fluide est brutalement expulsé à l'extérieur. Ramené instantanément à la pression atmosphérique, ce fluide est un liquide à l'état métastable en surchauffe par rapport à la vapeur. Il entre spontanément en ébullition qui débute toujours par une émulsion tumultueuse de vapeur en forme de flash avec production d'un aérosol constitué de gouttelettes d'ammoniac à −33 °C, qui, soumises aux lois atmosphériques, peuvent dans certains
la rapidité de l'intervention. — à l'usine chimique d'engrais azotés de la Grande-Paroisse à Liévin (Pas-de-Calais) le 21 août 1968 ; — aux Grandes Armoises (Ardennes) le 12 mai 1969 ; — au réservoir de stockage d'ammoniac de la Gulf à Blair (Nebraska, USA) le 16 novembre 1970 ; — à l'usine d'engrais de Potchefstroom en Afrique du Sud le 13 juillet 1973 dont une analyse particulièrement exhaustive et exemplaire a été faite [18] (fig. 3). En cas de rupture accidentelle des barrières de confinement, le fluide est brutalement expulsé à l'extérieur. Ramené instantanément à la pression atmosphérique, ce fluide est un liquide à l'état métastable en surchauffe par rapport à la vapeur. Il entre spontanément en ébullition qui débute toujours par une émulsion tumultueuse de vapeur en forme de flash avec production d'un aérosol constitué de gouttelettes d'ammoniac à −33 °C, qui, soumises aux lois atmosphériques, peuvent dans certains cas aller assez loin du point d'émission. Le principe retenu fut d'estimer la fuite maximale permettant à l'aérosol de se résorber avant d'atteindre les clôtures de l'usine. On considéra en effet que le personnel à l'intérieur de l'usine était averti des risques chimiques et équipé pour que les conséquences soient limitées, ce qui n'était pas le cas des personnes du public à l'extérieur de l'usine. L'application des programmes mathématiques de simulation de la dispersion atmosphérique mis au point par le département de sûreté nucléaire de l'IPSN montra la nécessité de sectionner les parties de l'installation et les canalisations contenant de l'ammoniac sous pression afin de limiter les masses susceptibles d'être libérées, compte tenu des volumes et des débits. Ces limitations de masses, outre les sectionnements déjà cités, impliquèrent un effort dans la transmission rapide et sûre des informations. Rhône-Poulenc augmenta le nombre des lignes téléphoniques directes et réétudia l'implantation des postes d'appel. Rhône-Poulenc testa et mit en place, en outre, une caméra infrarouge, — travaillant dans un domaine où la vapeur d'eau n'absorbe pas les rayonnements infrarouges, donc opérationnelle en temps de brouillard —, qui détecte instantanément la présence d'un aérosol de gouttelettes d'ammoniac à −33 °C et en cas
limitées, ce qui n'était pas le cas des personnes du public à l'extérieur de l'usine. L'application des programmes mathématiques de simulation de la dispersion atmosphérique mis au point par le département de sûreté nucléaire de l'IPSN montra la nécessité de sectionner les parties de l'installation et les canalisations contenant de l'ammoniac sous pression afin de limiter les masses susceptibles d'être libérées, compte tenu des volumes et des débits. Ces limitations de masses, outre les sectionnements déjà cités, impliquèrent un effort dans la transmission rapide et sûre des informations. Rhône-Poulenc augmenta le nombre des lignes téléphoniques directes et réétudia l'implantation des postes d'appel. Rhône-Poulenc testa et mit en place, en outre, une caméra infrarouge, — travaillant dans un domaine où la vapeur d'eau n'absorbe pas les rayonnements infrarouges, donc opérationnelle en temps de brouillard —, qui détecte instantanément la présence d'un aérosol de gouttelettes d'ammoniac à −33 °C et en cas de non acquittement par l'agent de conduite déclenche au bout d'une minute des mesures appropriées pour la sûreté (fermeture de vannes, alarmes, etc.). Ce type de caméra est utilisé couramment dans l'industrie des ciments pour la surveillance des fours afin de permettre un diagnostic permanent de l'état du briquetage interne et de diminuer le nombre des arrêts pour inspection visuelle. Il est également utilisé dans les industries du cuivre où la surveillance des électrolyseurs est continue : les électrodes en court-circuit, les points chauds, le manque d'électrolyte ou sa mauvaise circulation, d'une manière générale tout échauffement ou tout refroidissement anormal sont instantanément détectés (fig. 4). S'inspirant des résultats de l'étude de l'accident de Potchefstroom qui a montré l'importance des refuges relativement étanches où l'aérosol met un certain temps à pénétrer, Rhône-Poulenc mit en place un ensemble de refuges en fonction de la localisation des risques potentiels. L'analyse méthodique de sûreté de l'exploitation permit d'autre part de prendre des mesures allant dans le sens d'une meilleure qualité. L'analyse du rapport de sûreté fit ressortir enfin la nécessité d'amener des améliorations dans les unités anciennes afin que les nuisances, et notamment celles dues au bruit, ne soient pas augmentées par l'implantation des