Rapport Relatif A L'acetylene

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de L'Enseignement Supérieur et De la recherche scientifique

Ecole National Polytechniques
Département : Maîtrise des Risques Industriels et Environnementaux

Filiére : QHSE-GRI
Mémoire de
Post-Graduation Spécialisée
en
QHSE-GRI
Evaluation et maitrise des risques du procédé de

production et de conditionnement de gaz d’acétylène
Cas : Linde Gas Algérie Oued El Bardi Bouira
Présenté par : Mr. Krimo TABTI
Sous la direction de Mr. Aboubakr. KERTOUS Maître assistant
Présenté et soutenu publiquement le 29/04/2018
Composition du Jury:
President Mr. Bouzid.BENKOUSSAS Professeur ENP
r
Promoteurs M . Aboubakr. KERTOUS Maître assistant ENP
Examinateurs Mr. M’hamed. BOUSBAI Maître de conférances ENP
Invité Mr .Sid Ali.GHERBI Sous directeur de formation DGPC
Mr.Tayeb.BERRACHED Chef bureau d’etude DGPC
ENP 2018
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de L'Enseignement Supérieur et De la recherche scientifique
Ecole National Polytechniques
Département : Maîtrise des Risques Industriels et Environnementaux

Filiére : QHSE-GRI
Mémoire de
Post-Graduation Spécialisée
en
QHSE-GRI
Evaluation et maitrise des risques du procédé de

production et de conditionnement de gaz d’acétylène
Cas : Linde Gas Algérie Oued El Bardi Bouira
Présenté par : Mr. Krimo TABTI
Sous la direction de Mr. Aboubakr. KERTOUS Maître assistant
Présenté et soutenu publiquement le 29/04/2018
Composition du Jury:
President Mr. Bouzid.BENKOUSSAS Professeur ENP
r
Promoteurs M . Aboubakr. KERTOUS Maître assistant ENP
Examinateurs Mr. M’hamed. BOUSBAI Maître de conférances ENP
Invité Mr .Sid Ali.GHERBI Sous directeur de formation DGPC
Mr.Tayeb.BERRACHED Chef bureau d’etude DGPC
ENP 2018
Remerciements
J’exprime ma profonde gratitude a mon encadreur Mr.
Kartous Aboubakr, pour son aide précieuse, ses conseils ,sa
disponibilité, ses connaissances et son soutien m’ont permis
d’avancer rapidement et efficacement tout au long de mon mémoire.
Je suis très reconnaissant envers tout les enseignants de
l’ecole Nationale polytechnique Département maîtrise des risques
industriels et environnementaux spécialité : QHSE-GRI, qui nous
ont toujours guidé et incité à travailler plus, malgré la courte durée
de ce cursus, ansi que le personelle administrative de departement
en particulier Redha pour son effort et sa disponibilité durant cette
formation.
Je remercie également :
Les responsables de la direction générale de la protection
civile qui nous ont donnés l’occasion de suivre cette formation
importante.
Je tiens aussi à remercier les cadres de LIND GAZ ALGERIE
(unite de Bouira) notamment ceux des départements HSE de
m’avoir consacré une partie de leur temps à répondre à mes très
nombreuses questions.
Mes remerciements chaleureux à mes chers camarades de la
PGS.
A tous ceux qui ont participé de près ou de loin à l’élaboration
de ce travail.
Enfin j’aimerais remercier mes proches de m’avoir soutenu
durant cette période, et particulièrement ma femme et mes enfants.
Krimo
‫ﻣﻠﺨﺺ‬
‫ اﻟﻤﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻟﻐﺎز‬،‫ ﺧﺎﺻﺔ اﻻﻧﻔﺠﺎر‬،‫اﻟﮭﺪف اﻟﺮﺋﯿﺴﻲ ﻣﻦ ھﺬا اﻟﻌﻤﻞ ھﻮ اﻗﺘﺮاح ﺗﺪاﺑﯿﺮ ﺗﻘﻨﯿﺔ ﻟﻠﺴﯿﻄﺮة ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺨﺎطﺮ اﻟﺮﺋﯿﺴﯿﺔ‬
.‫اﻻﺳﺘﯿﻼن اﻟﻘﺎﺑﻞ ﻟﻼﺣﺘﺮاق ﻋﻠﻰ ﻣﺴﺘﻮى ﻣﺤﻄﺔ ﺗﺼﻨﻌﮫ وﺗﻨﻘﯿﺘﮫ ﻓﻲ ﻣﻨﺸﺎة واد اﻟﺒﺮدي‬
‫ ﻟﺒﯿﺎن اﻻﺷﻜﺎﻟﯿﺔ ﻣﺘﺒﻮﻋﺎ ﺑﻤﻨﮭﺠﯿﺔ ﺣﻠﮭﺎ‬،‫اﻟﺠﺰء اﻻول ﻣﻜﺮس ﻟﺴﯿﺎق اﻟﻤﺸﺮوع‬. ‫ﺗﺘﺄﻟﻒ ھﺬه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﻣﻦ ﺛﻼﺛﺔ أﺟﺰاء رﺋﯿﺴﯿﺔ‬
‫ ﻟﻌﺮض‬،‫ ﻛﻤﺎ ﯾﺨﺼﺺ ھﺬا اﻟﺠﺰء ﻟﺘﻔﺴﯿﺮ اﻟﻤﻨﮭﺠﯿﺔ اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻹدارة اﻟﻤﺨﺎطﺮ وظﺎھﺮة اﻻﻧﻔﺠﺎر‬.‫وﻟﻠﺘﻌﺮﯾﻒ ﺑﺸﺮﻛﺔ ﻟﻨﺪ ﻏﺎز‬
.‫طﺮق ﺗﺤﻠﯿﻞ اﻟﻤﺨﺎطﺮ اﻟﺘﻲ طﺒﻘﻨﺎھﺎ و ﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻨﻈﺎم اﻟﺬي ﻋﻤﻠﻨﺎ ﻋﻠﯿﮫ‬
‫ﯾﺨﺼﺺ اﻟﺠﺰء اﻟﺜﺎﻧﻲ ﻣﻦ ھﺬا اﻟﻌﻤﻞ ﻟﺘﻄﺒﯿﻖ اﻟﻄﺮق اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﻟﺘﺤﻠﯿﻞ اﻟﻤﺨﺎطﺮ ﺑﮭﺪف اﺳﺘﺨﺮاج اﻷﺣﺪاث اﻟﻤﺮوﻋﺔ وﺗﺼﻮر‬
‫ﺳﯿﻨﺎرﯾﻮھﺎت اﻟﺤﻮادث وﻟﺘﻄﺒﯿﻖ اﻟﻄﺮق اﻟﻜﻤﯿﺔ ﻣﻦ أﺟﻞ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺗﺮددات ﺣﺪوﺛﮭﺎ؛ وھﺬا اﻟﺠﺰء ﻣﺨﺼﺺ اﯾﻀﺎ ﻟﺘﻘﺪﯾﺮ آﺛﺎر‬
‫ اﻟﺘﻲ‬,‫اﻟﻈﻮاھﺮ اﻟﺨﻄﺮة ﻣﻦ ﺧﻼل اﻟﻤﺤﺎﻛﺎة اﻟﻌﺪدﯾﺔ وﯾﺘﻢ ﺗﺨﺼﯿﺺ اﻟﺠﺰء اﻷﺧﯿﺮ ﻣﻦ اﻟﻤﺬﻛﺮة ﻟﻠﺤﻠﻮل اﻟﮭﻨﺪﺳﯿﺔ اﻟﺘﻲ ﻧﻘﺘﺮﺣﮭﺎ‬
‫ اﻻ وھﻮاﻟﺴﯿﻄﺮة ﻋﻠﻰ ھﺬه اﻟﻤﺨﺎطﺮ‬،‫ﺗﻘﻠﻞ ﻣﻦ أھﻤﯿﺔ اﻟﻤﺨﺎطﺮ اﻟﻤﺮﺗﺒﻄﺔ ﺑﺎﻟﻐﺎز اﻻﺳﺘﯿﻼن واﻟﺘﻲ ﺗﺴﻤﺢ ﻟﻨﺎ ﺑﺎﻟﻮﺻﻮل إﻟﻰ ھﺪﻓﻨﺎ‬
‫ اﻟﺤﺪ ﻣﻦ‬،‫ ﺗﻘﺪﯾﺮ اﻵﺛﺎر‬،‫ اﻻﻧﻔﺠﺎر‬،‫ ﻏﺎز اﻻﺳﺘﯿﻼن‬،‫ ﺗﻘﯿﯿﻢ اﻟﻤﺨﺎطﺮ‬،‫ ﺗﺤﻠﯿﻞ اﻟﻤﺨﺎطﺮ‬،‫ ﺗﺤﺪﯾﺪ اﻟﻤﺨﺎطﺮ‬:‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﯿﺔ‬
‫ﻣﺨﺎطﺮ‬
ABSTRACT
The main objective of this work is to propose technical measures in order to control the major
risks, especially the explosions, which are related to the acetylene gas produced and
conditioned in the acetylene installation at within the industrial gas production and
conditioning unit of oued el berdi.
This report consists of three main parts. The first is devoted to the contextualization of our
project, to the statement of the problem followed by the approach of its resolution and to the
presentation of the company Lind gas. This section is also devoted to the explanation of the
generic approach of risk management and the phenomenon of explosion, to the presentation
of the methods of risk analysis we have applied and to the study of the system we workedon.
The second part of the project is devoted to the application of qualitative risk analysis
methods to extract the dreaded events and to visualize scenarios of accidents and quantitative
methods to estimate the frequencies of occurrence; It is also devoted to the estimation of the
effects of hazardous phenomena through numerical simulation.
The last part will be devoted to the proposal of engineering solutions which reduce the
criticality of risks linked to acetylenegas and allow to reach our objective, mastery.
Keywords: Risk Identification, Risk Analysis, Risk Assessment, Combustible Gas,
Explosion, Estimation of Effects, RiskReduction.
RESUMÉ
L’objectif principale de ce travail est de proposer des mesures d’ordre technique dans le but
de maitriser les risques majeurs, notamment l’explosion, qui sont liés au gaz d’acétylène
fabrique et conditionné dans la l’installation d’acétylène au sein de la unite de production et
de conditionnement des gaz industrielle de oued el berdi.
Le présent mémoire est constitué de trois grandes parties. La première est consacrée à la mise
en contexte de notre projet, à l’énoncé de la problématique suivi de la démarche de sa
résolution et à la présentation de l’entreprise LINDE GAZ ALGERIE. Cette partie est dédiée
également à l’explication de la démarche générique du management des risques et du
phénomène d’explosion, à la présentation des méthodes d’analyse des risques appliquées ainsi
qu’à l’étude de l’existant.
La deuxième partie du projet porte sur l’application des méthodes d’analyse des risques
qualitatives pour extraire les évènements redoutés et visualiser les scénarios d’accidents et
quantitatives afin d’estimer les fréquences d’apparition ; elle porte également sur l’estimation
des effets des phénomènes dangereux à travers une simulation numérique.
Quant à la dernière partie, elle sera consacrée à la proposition des solutions d’ingénierie afin
de réduire la criticité des risques liés au gaz d’acétylène et atteindre notre objectif, la maitrise.
Mots clé : Identification des risques, Analyse des risques, Evaluation des risques, Gaz
acétyléne, Explosion, Estimation des effets, Réduction des risques.
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ABREVIATIONS
Introduction ............................................................................................................... 13
Chapitre 1 : Contexte, problématiqueet méthodologie........................................... 16
1.1 Contexte général..................................................................................... 16
1.1.1 Analyse des causes........................................................................... 17
1.1.2 Analyse des consquances ................................................................. 18
1.2 Présentation del’unité Lind Gaz Algerie................................................ 18
1.2.1 Localisation de l’entreprise.............................................................. 18
1.2.2 Rubriques concernees de la nomenclature des IC ........................... 19
1.2.3 Les activités de l’unité ..................................................................... 19
1.2.4 Les installations et les equipements auxiliaires de l’unité ............... 19
1.2.5 Les batiments magasins ................................................................... 20
1.2.6 Les reseaux....................................................................................... 20
1.3 Problématique......................................................................................... 21
1.4 Méthodologie.......................................................................................... 22
Chapitre 2 : Concepts du risque et outils d’analyse .............................................. 26
2.1 Généralités sur les risques ...................................................................... 26
2.1.1 Définitionet classification ................................................................ 26
2.1.2 Processus de managementdes risques.............................................. 27
2.1.3 Concepts de sécurité......................................................................... 29
2.2 Phénomène d’explosion ......................................................................... 30
2.2.1 Termes et définitions........................................................................ 30
2.2.2 Hexagone d’Explosion ..................................................................... 31
2.2.3 Caractérisation d’une explosion de nuages Gazeux ........................ 31
2.2.4 Simulation des effets d’explosion .................................................... 32
2.3 Analyse fonctionnelle (Diagramme SADT) ................................... 33
2.3.1 Origine de la méthode ...................................................................... 33
2.3.2 Représentation graphique................................................................. 33
2.3.3 Etapes de la creation d’un modéle ................................................... 33
2.3.4 Avantage de SADT .......................................................................... 34
2.4 Outils d’analyse des risques ................................................................... 34
2.5 Classification .......................................................................................... 34
2.5.1 Méthodes quantitatives vs qualitatives ............................................ 34
2.5.2 Méthodes déductives vs inductives.................................................. 34
2.6 Analyse préliminaire des risques (APR) ................................................ 35
2.6.1 Origine de la méthode ...................................................................... 35
2.6.2 domaine d’application...................................................................... 36
2.6.3 Principe de la méthode..................................................................... 36
2.6.4 Déroulement de la méthode ............................................................. 36
2.7 Hazard operability analysis (HAZOP) ................................................... 38
2.7.1 Principe ............................................................................................ 38
2.7.2 Déroulement..................................................................................... 38
2.8 Arbre de défaillances (AdD) .................................................................. 39
2.8.1 Principe ............................................................................................ 39
2.8.2 Construction de l’AdD ..................................................................... 39
2.9 Arbred’évènement (AdE) ....................................................................... 40
2.9.1 Présentation et Domaine d’Application ........................................... 40
2.9.2 Déroulement..................................................................................... 40
2.10 Méthode nœud papillon.......................................................................... 42
Chapitre 3: Etudedel’existant .................................................................................. 45
3.1 Generalites sur l’acétylene ..................................................................... 45
3.1.1 Proprietes physique de l’acétylène................................................... 45
3.1.2 Solubilite de l’acétylene................................................................... 45
3.1.3 Production de l’acétylene................................................................. 47
3.1.4 Procédé de fabrication de l’acetylène .............................................. 48
3.1.5 Utilisation de l’acetylène ................................................................. 48
3.2 Description du système étudié................................................................ 49
3.2.1 Chargement des futs de carbure de calcium dans le reacteur .......... 49
3.2.2 génerateur d’acétylène ..................................................................... 50
3.2.3 Dispostifs de purification et de sechage........................................... 52
3.2.4 compresseur...................................................................................... 52
3.2.5 Déshuileur ........................................................................................ 52
3.2.6 Secheur haute pression..................................................................... 53
3.2.7 Rampes de conditionnements........................................................... 53
3.2.8 Controle et conditionnement des bouteilles à l’acetone .................. 54
3.2.9 Stockage en bouteilles...................................................................... 55
3.2.10 Entretien des bouteilles .................................................................... 55
3.3 Analyse fonctionnelle............................................................................. 55
Chapitre 4 : Application des méthodes d’analyse des risques .............................. 58
4.1 Analyse de préliminaire des risques(APR) ............................................ 58
4.2 Détermination des évenement initiateur et des causes........................... 63
4.3 Détermination des évenement redoutes centraux................................... 64
4.4 Hazard operability analysis (HAZOP) ................................................... 64
4.5 Arbre de défaillances.............................................................................. 67
4.6 Arbred’évènements ................................................................................ 74
4.7 Méthode nœud papillon.......................................................................... 78
4.8 Simulation des effets d’incendie et d’explosion .................................... 83
4.8.1 Critéres retenus pour la détermination des zones de dangers ......... 83
4.8.2 VCE suite à la fuite d’acétylene sur unite de production ................ 84
4.8.3 VCE suite à la fuite sur bouteilles d’acétylene ............................... 86
4.8.4 Feu de torche .................................................................................... 88
4.8.5 Explosion gazomètre........................................................................ 90
Chapitre 5 : Moyens de réductiondes risques ........................................................ 93
5.1 Systèmes instrumentés desécurité (SIS)................................................. 93
5.2 Proposition d’un système d’arrête d’urgence accompagnier d’un
système de pulvérisation d’eau aservé ....................................................................... 94
5.2.1 Définition de circuit IGA manuel existant...................................... 94
5.2.2 Shématisation de SIS ...................................................................... 100
5.2.3 Impact de la mise en place de SIS .................................................. 102
Conclusion................................................................................................................. 104
Références bibliographiques ................................................................................... 106
ANNEXES ................................................................................................................. 107
Annexe 1 : Diagramme SADT… ............................................................................... 103
Annexe 2 : Tableau APR…........................................................................................ 111
Annexe 3 : Identification des nœuds choisis pour la HAZOP… ...............................116
Annexe 4 : Tableau HAZOP… .................................................................................. 118
Liste des figures
LISTE DES FIGURES
Figure 1-1 : Les Image satellitaire de l’entrprise ........................................... 19

Figure 1-2 : Rubrique de la nomonclateur de classement des installations classe
......................................................................................................................... 19
Figure 1-3 : Démarche de résolution.............................................................. 24
Figure 2-1 : Modèle Standard du risque......................................................... 27
Figure 2-2 : Processus de management des risques selon l’ISO 31000 ........ 28
Figure 2-3 : Exemple d’une grille de criticité ................................................ 29
Figure 2-4 : Méthode de construction de l’arbre............................................ 41
Figure 2-5 : Exemple d’arbre d’évènements pour le scénario évitement
d’obstacles sur l’autoroute. ............................................................................. 42
Figure 2-6 : Représentation de scénario d’accident selon le modèle du nœud
papillon ............................................................................................................ 42
Figure 3-1 : Solubilité de l’acétylène dans l’eau a pression normale et
temperateur croissante..................................................................................... 46
Figure 3-2 : Capacite d’adsorption de l’acetone et augmentation devolume de la
solution En fonction de la temprateur à 1 atm ................................................ 47
Figure 3-3 : Schéma de principe de l’unite de production de l’acétyléne ..... 49
Figure 3-4 : Benne de chargement de carbure de calcium............................. 49
Figure 3-5 : Genrateur d’acetyléne ................................................................ 50
Figure 3-6 : Genrateur d’acetyléne avec son dispostif de sécurité ................ 51
Figure 3-7 : Epurateur-compresseur-secheur-déshuileur d’acétyléne ........... 53
Figure 3-8 : Rampe de conditionnement d’acétyléne .................................... 54
Figure 3-9 : Modèle du diagramme SADT (boite mére) ............................... 55
Figure 3-10 : Diagramme SADT plus detaillé ............................................... 56
Figure 4-1 : Répartition des niveaux de risque selon le type......................... 60
Figure 4-2 : Répartition des niveaux de risque selon le type avec barriéres de
sécurité............................................................................................................. 62
Figure 4-3 : Proportions des différents niveaux de dérives ........................... 66
Figure 4-4 : Proportions des différents niveaux de dérives dans chaque nœud
étudié ............................................................................................................... 66
Figure 4-5 : Interface du logiciel arbre analyste ............................................ 67
Figure 4-6 : AdD1 .......................................................................................... 68
Figure 4-7 : Pourcentage de la contribution des événements de base a la
survennance d’ER1.......................................................................................... 68
Figure 4-8 : AdD 2 ......................................................................................... 69
Liste des figures

survennance d’ER2.......................................................................................... 69
Figure 4-10 : AdD 3 ....................................................................................... 70
survennance d’ER3.......................................................................................... 70
Figure 4-12 : AdD 4 ....................................................................................... 71
survennance d’ER4.......................................................................................... 71
Figure 4-14 : AdE de la fuite de C2H2 sur reseau HP sans calcul de probabilite
......................................................................................................................... 75
Figure 4-15 : AdE de la fuite de C2H2 sur reseau HP ................................... 76
Figure 4-16 : AdE de la fuite sur bouteille de C2H2....................................... 76
Figure 4-17 : Nœud papillon de l’ERC fuite de C2H2 sur reseau HP ............ 79
Figure 4-18 : Nœud papillon de l’ERC perte d’integrite physique de bouteille
d’acétylène au remplissage.............................................................................. 80
Figure 4-19 : Nœud papillon de l’ERC fuite sur bouteille de C2H2............... 81
Figure 4-20 : Nœud papillon de l’ERC perte d’integrite physique de gazometre
......................................................................................................................... 82
Figure 4-21 : La disperssion de nuage ........................................................... 84
Figure 4-22 : Distance des effets de la surpression........................................ 85
Figure 4-23 : Présentation des rayons de surpression critique sur la carte
géographique .................................................................................................. 85
géographique ................................................................................................... 87
Figure 4-26 : Distance des effets de flux thermiques .................................... 88
Figure 4-27 : Distance des effets thermiques................................................. 88
Figure 4-28 : Distance des effets thermique .................................................. 89
Figure 4-29 : Présentation des rayons thermiques sur la carte géographique. 89
géographique ................................................................................................... 90
Figure 5-1 : Exemple de graphe SIS .............................................................. 93
Figure 5-2 : Schéma sécurité incendie IGA ................................................... 95
Figure 5-3 : Exemple de graphe des risques .................................................. 97
Figure 5-4 : Niveau d’intégrité de sécurité (SIL) pour SIS ........................... 98
Figure 5-5 : Schéma de SIS proposé.............................................................. 98
Liste des figures
Figure 5-6 : Architecture de SIS proposé....................................................... 99

Figure 5-7 : Rapport de calcul de SIS ............................................................ 100
Figure 5-8 : Impact de la mise en place de SIS.............................................. 101
Liste des tableau
LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1-1 : Les accidents liés à la fabrication d’acétyléne ........................ 16
Tableau 1-2 : Fréquances des causses ayant conduit à un accident de
d’acétyléne....................................................................................................... 17
Tableau 1-3 : Classement des consquances de phénomenes dangereux ....... 18
Tableau 2-1 : Etendue des dommages pour la vie humaine en fonction des
valeurs de surpression ..................................................................................... 32
Tableau 2-2 : Etendue des dommages pour les structures en fonction des
valeurs de surpression ..................................................................................... 32
Tableau 2-3 : Finalité et Typologie de quelques méthodes d’analyse des risques
......................................................................................................................... 35
Tableau 2-4 : Tableau type du déploiement de l’APR .................................. 38
Tableau 2-5 : Exemple de tableau HAZOP ................................................... 39
Tableau 2-6 : Syntaxe de l’arbre de défaillance ............................................ 40
Tableau 2-7 : Exemple de tableau définissant les fonctions de sécurité ....... 41
Tableau 2-8 : Définition des abréviations...................................................... 43
Tableau 4-1 : Grille de criticité...................................................................... 59
Tableau 4-2 : Positionnement des sous systèmes dans la grille .................... 60
Tableau 4-3 : Nombre d’ER selon le type de risque...................................... 60
Tableau 4-4 : Positionnement des sous systèmes dans la grille avec barriére de
securité............................................................................................................. 61
Tableau 4-5: Nombre d’ER selon le type de risque avec barriére de securité
......................................................................................................................... 62
Tableau 4-6 : les causses et les evenements initiateur de l’evenement redoute
......................................................................................................................... 63
Tableau 4-7 : Classification des niveaux des dérives .................................... 65
Tableau 4-8 : Probabilités des évènements de base pour l’ERC1 ................. 72
Tableau 4-9 : Probabilités des évènements de base pour l’ERC2 ................. 72
Tableau 4-10 : Probabilités des évènements de base pour l’ERC3 ............... 73
Tableau 4-11: Probabilités des évènements de base pour L’ERC4............... 73
Tableau 4-12 : Fréquences de défaillance des équipements de sécurité........ 74
Tableau 4-13 : Probabilités ingnition instantaneé ......................................... 74
Tableau 4-14 : Probabilités ingnition retardée............................................... 75
Tableau 4-15 : Identification des barrierers de defensés ............................... 78
Tableau 4-16 : Seuil des effets thermiques ................................................... 83
Tableau 4-17 : Seuils des effets de surpression ............................................. 83
Liste des tableau
Tableau 4-18 : Valeurs de surpression en fonction des distances ................. 85

Tableau 4-19 : Caractristiques des scenarios ................................................ 86
Tableau 4-20 : Surpression en fonction de la distance .................................. 87
Tableau 4-21 : Le flux thermique en fonction de la distance ........................ 88
Tableau 4-22 : Le flux thermique en fonction de la distance ........................ 89
Tableau 4-23 : Surpression en fonction de la distance .................................. 90
Tableau 5-1 : SIL pour mode de fonctionnement à faible demande ............. 94
Tableau 5-2 : Niveau de facture..................................................................... 96
Liste des abréviations
LISTE DES ABRÉVIATIONS
- ARIA Analyse, Recherche et Information sur les Accidents

- EDD Etude de dangers
- SADT Structures Analysis Design Technique
- APR Analyse préliminaire des risques
- HAZOP Hazard Operability
- AdD Arbres dedéfaillances
- PHAST Process Hazard Analysis Software Tool
- ISO International Organization for Standardization
- REX Retourd’expérience
- SIS Système instrumenté de sécurité
- SIL Safety integrity level
- LII/E Limite inferieure d’inflammabilité/d’explosivité
- LSI/E Limite supérieure d’inflammabilité/d’explosivité
- TNT Tri Nitro Toluène
- AdE Arbre d’évènements
- VCE Vapor Cloud Explosion
- P&ID Piping and Instrumentation Diagram
- Ein Évènement Indésirable
- EC Évènement Courant
- EI Évènement Initiateur
- ERC Évènement Redouté Centrale
- ERS Évènement Redouté Secondaire
- PhD Phénomène Dangereux
- EM Effet Majeur
- SPA Société paractions
- ATEX Atmosphere Explosive
- OREDA Offshore and Onshore Reliability Data
- SIF Safety Instrumented Function
- PFDavg Probability of Failure on Demandaverage
- CEI Commission Electrotechnique Internationale
- PLC Programmable Logic controller
- INERIS Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques
- EHS Environnement Heath and Safety
- ER Evènement Redouté
Introduction
Introduction
L’activité de production des Gaz Industriels fut introduite en Algérie depuis la période
coloniale à travers Air Liquide, en 1972 l'État Algérien procède à la nationalisation de la
société et l’intègre à la Société Nationale de Sidérurgie. En 1983, la restructuration de la SNS
(Société nationale de sidérurgie), donna naissance à L’ENGI (Entreprise National de Gaz
Industriels) puis rachaté par Linde Gas en 2007.
Les installations de fabrication d’acétylène sont des installations à haut risque, l’acétylène de
formule brute C2H2, est le premier terme des alcynes ou hydrocarbures acétyléniques de
formule générale Cn H2n -2. Ces derniers sont caractérisés par la présence d'une triple
liaison(C-C) dans leur molécule. L'acétylène présente une très grande réactivité. À côté du
rôle important qu'il joue comme combustible dans le chalumeau oxyacétylénique, son
utilisation, en tant que matière première, dans un certain nombre de synthèses industrielles.
En Algérie, La loi n° 04-20 du 25 décembre 2004 relative à la prévention des risques

majeurs et à la gestion des catastrophes dans le cadre du développement durable a comme
objectif d'édicter les règles de prévention des risques majeurs et de gestion des catastrophes
dans le cadre du développement durable. Elle vient renforcer la notion de prévention des
accidents impliquant des substances dangereuses en imposant notamment à l’exploitant, la
mise en oeuvre d’un système de maîtrise, de gestion des risques et d’une organisation
proportionnées aux risques inhérents aux installations industrielles.
Donc sécuriser ce type d’installation est un enjeu majeur ; d’où l’indispensabilité d’une
maitrise et d’une bonne gestion des risques.
Pour mener une meilleure gestion des risques, plusieurs outils et méthodes systématiques
peuvent être appliquées et qui permettent d’identifier, d’analyser et d’évaluer ces derniers
présents sur les différents systèmes de l’installation en question. Cela en vue de mettre en
place des barrières de défense performantes tant que techniques qu’organisationnelles dans le
but de réduire la criticité de ces risques.
Linde gaz, une compagnie de dimension internationale et de renommé mondiale, est reconnue
par un engagement volontariste en sécurité qui se concrétise par une politique dont les lignes
directrices constituent le guide et une norme en la matière.
La finalité de ce projet est d’analyser la performance sur le plan sécurité de l’installation
d’acétylène au niveau de l’unité fabrication et de conditionnement de gaz industriels détenu
par (LIND GAZ ALGERIE). Ceci, par l’application des méthodes qui nous ont été
enseignées. Nous pourrons alors proposer des solutions techniques afin de maitriser le risque
majeur d’explosion du gaz d’acetyléne et donc contribuer étroitement à la mise à jour de la
lettre de recommandations techniques (Technical Information Letter) spécifique à ce système.
13
Introduction
Pour une bonne conduite du projet, notre travail est structuré de la manière suivante :
-Nous présentons dans un premier chapitre le contexte de notre projet, l’unite de linde gaz
algerie, la problématique ainsi que la méthode de sa résolution.
-Dans un deuxième chapitre intitulé « concepts du risque et outils d’analyses », nous traitons
la notion du risque, du danger et de la sécurité ainsi que leurs concepts de base. Nous traitons
également la démarche générique de gestion des risques ainsi qu’un aperçu sur le phénomène
de l’explosion. Dans le même chapitre, nous abordons en détail les méthodes et outils
d’analyse des risques. En effet, nous citons leurs critères de classification, leurs principes,
leurs domaines d’application ainsi que les démarches de leurs mises en œuvre.
-Nous entamons ensuite dans un troisième chapitre une description de l’installation de

fabrication et de conditionnement d’ acétylène d’oued el berdi ainsi qu’une étude complète du
système qui fait l’objet de notre travail.
-Le chapitre quatre sera consacré à la présentation des résultats du processus d’application des
méthodes d’analyse des risques. Il sera dédié également à la simulation des effets des
phénomènes dangereux.
-Dans le dernier chapitre (chapitre 5), nous allons proposer des mesures d’ordre technique
pour la réduction des risques dans le but d’éviter la concrétisation des phénomènes dangereux,
notamment l’explosion, et leurs effets au niveau de l’atelier conditionnement d’acétylène.
14
Chapitre1 : Contexte, Problématique et Méthodologie
Chapitre 1
CONTEXTE, PROBLÉMATIQUE ET
MÉTHODOLOGIE
15
Chapitre 1
CONTEXTE, PROBLÉMATIQUE ET
MÉTHODOLOGIE
Ce chapitre est consacré à la présentation du contexte général de notre étude, dans le but de
fixer la problématique et présenter la démarche de sa résolution.
1.1 Contexte général

A partir de la base de données ARIA une recherche a été menée concernant les accidents liés
au Fabrication d’acétylène sur une période de 40 ans, il est considéré qu’au-delà de cette
période, les évolutions techniques survenues en matière de conception et de maîtrise des
risques sont suffisamment importantes pour que les accidents recensés ne puissent être
transposables aux équipements actuels.
Voici le résultat de la recherche :
Tableau 1.1 : les accidents liés au Fabrication d’acétylène [15]
Parmi ces accidents sont comptabilisés des accidents tel que des accidents de la route
impliquant des véhicules transportant des bouteilles d’acétylène, accidents domestiques liés à
l'utilisation de petites bouteilles de gaz, déchargement de produits vrac, etc., ainsi que des
accidents pour lesquels l’acétylène n’interfère ni dans les causes ni dans les conséquences.
Ainsi, afin de mieux cerner l'accidentologie, les accidents n’ayant aucun lien avec
l’utilisation, la fabrication ou le stockage d’acétylène ont été écartés de l'inventaire. Cet
inventaire "épuré" est constitué de 51 références
16
1.1 .1 Analyse des causes

Les principales causes entraînant une fuite ou une déflagration de l’acétylène gazeux sont les
suivantes :
Une forte source de chaleur (incendie)
Une fuite au niveau du réservoir (bouteille) d’acétylène
La perte d'étanchéité au niveau d'une jonction (soudure, raccord flexible, bride, vanne,
manomètre, etc.…)
D’autres événements sont également cités fréquemment :
La réalisation de travaux par points chauds,
Le non-respect d’une procédure ou la mauvaise manipulation d’un opérateur,
La surchauffe du générateur d’acétylène,
Une défaillance d’un équipement,
Défaut de montage ou mauvais serrage du raccord.
Et dans une moindre mesure :
Dégazage du lait de chaux,
Infiltration pluie dans entrepôt de stockage de carbure.
Le tableau suivant synthétise les causes ayant conduit a un accident mettant en jeu de
l’acétylène.
Tableau 1.2 : fréquences des causes ayant conduit à un accident de l’acétylène [15].
17
1.1.2 Analyse des consequences

Le tableau ci-après classe par ordre de priorité les conséquences des phénomènes dangereux
recensés en fonction du type d’installation.
Tableau 1.3 : classement des conséquences des phénomènes dangereux [15].
Nous pouvons déduire alors que l’explosion d’acétylène est un accident d’une fréquence
importante. C’est considéré comme un risque majeur dont les conséquences sont graves et
dramatiques ; l’ampleur des pertes est extrêmement importante, qu’ils s’agissent de dégâts
matériels ou des pertes humaines, sans oublier les fortes répercussions sur l’économie de
l’entreprise. Il est crucial alors de mener des actions de maitrise de ce risque. C’est ce qui fera
l’objet de notre travail au sein de l’installation d’acétylène de oued el berdi (linde gaz).
1.2 Presentation de l’unité

Linde Gaz Algérie est leader de production des gaz industriels en Algérie, elle possède des
capacités de production et une expérience depuis plusieurs années dans la production et le
développement de différentes gaz industriels tels que l’oxygène, l’argon, l’azote, le CO2, le
protoxyde d’azote, le fréon et l’acétylène
Le complexe Linde Gaz Algérie de Bouira emploie 59 personnes,
1.2.1 Localisation de l’entreprise

L’Unité est située dans une zone industrielle mitoyenne à une zone à vocation agricole peu
urbanisée. Le chef lieu de la wilaya est à plus de 20 kilomètres. L’Unité est implantée en
bordure de la route de wilaya reliant les villes de Bouira et de Sour El Ghozlane en passant
par l’agglomération d’Oued El Berdi L'Unité est. Délimitée:
18
 au Nord par un terrain agricole

 à l'Est par les ex-unités SNS, SAPTA, SNTV, EPTVC et le détachement ANP
 au Sud par la tannerie privée
 à l'Ouest par des constructions abandonné
Figure 1.1 : Image satellitaire de l’entreprise.
1.2.2 Rubriques concernées de la nomenclature de classement des installations

classe
Figure 1.2 : Rubriques du nomenclateur de classements des installations.
1.2.3 Les activités de l’unité :

 La fabrication et le conditionnement du dioxyde de carbone ;
 La fabrication et le conditionnement de l’acétylène ;
 Le stockage et le conditionnement de l’oxygène ;
 Le stockage et le conditionnement de l’azote ;
 Le stockage et le conditionnement de l’argon.
1.2.4 Les installations et les équipements auxiliaires de l’unité :

Il s’agit essentiellement d’équipements destines au stockage
19
 01 réservoir de stockage de gaz propane liquéfié (capacité 50.000 litres).

 01 réservoir de stockage de C02 vrac (capacité 23 tonnes).
 02 réservoirs de stockage de C02 vrac (capacité 30 tonnes chacun).
 01 réservoir de stockage de C02 vrac (capacité 100 tonnes).
 01 réservoir de stockage d'oxygène liquide (capacité 50.000 litres).
 01 réservoir de stockage d'azote liquide (capacité 10.000 litres).
 01 réservoir de stockage d'argon (capacité 10.000 litres).
 01 réservoir de stockage de protoxyde d'azote (capacité 6.000 kg).
 01 citerne mobile de C02 vrac (capacité 16 tonnes).
 01 camion-citerne de C02 (capacité 16 tonnes).
 02 unités mobiles de conditionnement d’O2 gazeux (capacité de 6000 kg).
 01 camion-citerne d’O2 (capacité de 18 000 litres).
 01 camion-citerne d’O2 (capacité de 10 000 litres).
 une cuve d’une capacité de 5000 litres d’acétone.
Les réservoirs et /ou citernes sont étudiés pour le transport, ils font l’objet d’un suivi et sont
conformes à la réglementation en vigueur.
Le stockage de l’eau se fait dans une bâche d’une capacité de 250 m 3 pour l’eau incendie et
100 m3 pour l’eau industrielle.
1.2.5 Les bâtiments magasins :

Il s’agit des bâtiments, surfaces couvertes et de dépôts protégés :
 01 magasin de pièces de rechange et de matériel de revente, surface couverte 500 m2

 01 hangar de stockage de carbure de calcium, surface couverte 300 m2.
 01 annexe du magasin des matières première de l'atelier de fabrication de C02 en
vrac, surface couverte 100 m2.
 01 annexe du magasin pour le matériel de soudure destinée à la revente.
 02 containers pour le stockage des fûts de gas-oil et de lubrifiants.
 L’Administration et la facturation, l'atelier de maintenance.
 Le poste de transformation SONELGAZ.
 La sous-station Électriques.
 La station de pompage.
 Le poste de Contrôle.
1.2.6 Reseaux (Gaz Electricite, Air Comprime Et Reseau D’eau Incendie):
 L’unité de Bouira est alimentée en gaz naturel moyenne pression qui est utilisé pour la
ligne de production de CO2 et l’atelier de traitement de bouteilles L'utilisation du fuel
est utilisée pour le fonctionnement des groupes électrogènes.
 L'usine dispose d'un poste de transformation électrique de 800 KVA et d'un groupe
électrogène développant une puissance de 320 KVA. Elle est alimentée par une ligne
de 30 KV. Cette énergie permet le fonctionnement l’éclairage des locaux et de voierie,
Du fonctionnement des lignes de fabrication et la Marche des utilités Du
fonctionnement des pompes et compresseurs De la climatisation.
 Pour les besoins des équipements pneumatiques le complexe Linde Gas Bouira dispose
de compresseur fonctionnant par alternance automatique.
 Le complexe Linde Gas Algérie de Bouira dispose d’un réseau d’eau anti incendie
bouclé.
 composé d’une bâche d’une capacité de 250 m3 pour l’eau incendie et 100 m3 pour
l’eau industrielle.
20
1.3 Problématique
Après avoir examiné le document portant Étude de danger (EDD) d’Unité LIND GAS
ALGERIE BOUIRA, établit par le bureau d’étude CEGEP « centre d’étude et de gestion des
projets », nous avons pu localiser le système critique qui est l’unité de fabrication et de
conditionnement de l’acétylène sur lesquels notre projet de fin d’étude va se porter En raison
des critères suivants :
L’établissement est classe selon l’activité de production d’acétylène (capacité de production
de 100m3/heure)
La particularité de gaz d’acétylène classe hautement réactifs par rapport son Probabilités
d’inflammation
Les produits qui rentrent dans la fabrication et le conditionnement de l’acétylène (carbure de
calcium, acétone)
La complexité de systèmes de fabrication et de conditionnement d’acétylène Équipement sous
pression (rampe de conditionnement..).
Selon l’EDD deux grands risques sont présents dans l’installation (Incendie et Explosion) qui
trouvent leurs sources dans :
 Risque d’incendie
- Générateur d’acétylène
- Conduite gaz d’acétylène
- Cuve acétone
 Risque d’explosion
- Gazomètre
- Compresseur d’acétylène HP (25 bars)
- Conduite d’acétylène
- Les bouteilles
On exploité cette étude nous a avons soulève les insuffisante suivante par rapportaux besoins
EDD:
 Cette étude de danger, a été élaborée avant l’apparition de décret exécutif n°06-198 du
31 mai 2006 et l’arrêté Arrêté interministériel du 14 septembre 2014 fixant les modalités
d’examen et d’approbation des études de danger.
 L’analyse se limite à utilisation d’une méthode d’analyse des risques qualitative
seulement ;
 L’absence de références pour les grilles de criticité utilisées.
Chose que nous à motive à réalise ce projet et à refaire l’analyser des risques de l’installation
d’acétylène au niveau de l’unité de fabrication et de conditionnement des gaz industriels
détenu par (LIND GAZ ALGERIE). Ceci, par l’application des méthodes qui nous ont été
enseignées. Pour proposer des solutions techniques afin de maitriser le risque majeur
d’explosion d’acétylèneet donc contribuer étroitement à la mise à jour de la lettre de
recommandations techniques (Technical Information Letter) spécifique à ce système.
ou nous pouvons déduire que le premier événement redouté pris en considération lors de
l’élaboration des scenarios d’accidents majeurs est la perte de confinement d’une substance
inflammable, ce qui peut conduire à des événements tels des feux de torches ou des
explosions dans des milieux confinés. Le second événement redouté est l’ignition
accidentelle de vapeur ou de gaz dans un équipement.
21
Une évaluation quantitative faite dans l’étude a permis d’hiérarchiser les risques liés à divers
scénarios d’accidents et de les comparer à des niveaux d’acceptabilité à l’aide d’une grille de
criticité.
En tenant compte uniquement de la gravité, l’analyse a indiqué que les scénarios d’accidents
liés à l’acétylèneles plus graves sont :
 Explosion de gazomètre d'acétylène ;
 Fuite de gaz d’acétylène suivie d’un feu de torche, ou d’une explosion dans un milieu
partiellement confiné ou congestionné.
Il ressort également de l’analyse que les scénarios ayant les probabilités d’occurrence les plus
élevées sont :
 Fuite d’acétylène sur le réseau HP de l’atelier de conditionnement, suivie d’une
explosion ;
 Fuite d’acétylène sur les bouteilles dans l’atelier de conditionnement ou dans le stock,
suivie d’une explosion.
À partir de cela, nous déduisons que le risque d’explosion le plus critique est lié au gaz
d’acétylène à travers sa présence répartie sur l’ensemble de l’installation. C’est la raison pour
laquelle notre choix pour le projet s’est porté sur cette matière dangereuse.
Il est à préciser que pour la sécurité, le contrôle de pression et de température du gaz

combustible est d’une importance capitale. En effet, pendant le cheminement du gaz à travers
tous les éléments du système, la pression de ce dernier doit être limite en dessous de la
pression de liquéfaction de gaz en fonction de la température avant de l’envoyer à la rampe de
remplissage. Faute de quoi il y a risque de variation de ces paramètres dont la surpression et
l’augmentation de température peut engendrer une fuite pouvant aller jusqu’à la rupture des
pipes, cela peut être suivie d’une explosion avec effet domino sur les autres éléments vu leurs
proximités les uns et les autres, et les conséquences peuvent être désastreuses.
Les questions qui découlent alors de cette problématique sont :
 Par quels moyens la pression et la température du gaz d’acétylène sont-elles maintenue

sous le contrôle ?
 Quels sont les défaillances qui peuvent entrainer la fuite d’acétylène ?
 Est-ce que la fuite peut être considérée comme un évènement redouté central et quels
sont les scénarios possibles pour en aboutir ?
 Quels sont les dispositifs de sécurité mis en place ? Sont-ils suffisants?
 Quels sont les différents phénomènes dangereux et l’étendue de leurs effets que nous
pouvons avoir en cas de perte de confinement ?
 Quels sont alors les différentes méthodes d’analyse des risques qui seront capable de
répondre à toutes nos questions ?
1.4 Méthodologie
Dans le but de répondre à la problématique posée, nous avons choisi d’adopter la démarche de
résolution suivante :
-Étape 1 : Description de l’installation de production et de conditionnement d’acétylène.
22
Nous allons tout d’abord faire une étude complète du système afin de bien comprendre sa
composition et son fonctionnement ; cette étape comprend :
 Généralités sur l’acétylène ;

 Une description détaillée des composants de l’installation de production et de
conditionnement d’acétylène ;
 Une analyse fonctionnelle qui consiste en une décomposition de l‘installation en
différents systèmes et sous-systèmes avec tous leurs équipements, ainsi que les
éléments d’entrée et de sortie. Ensuite, pour une compréhension complète, nous
continuerons notre analyse par l’application d’une démarche hiérarchique appelée
méthode SADT « Structured analysis Design Technique ».
-Étape 2 : évaluation des risques.
Cette étape constitue le cœur de notre travail. Elle comprend l’application des différentes
méthodes d’analyse des risques dans le but d’extraire tous les scenarios possibles qui
conduisent aux accidents majeurs ainsi de calculer les probabilités d’occurrences .
L’utilisation de ces méthodes est conditionnée par une présence accrue sur le terrain et le sens
de l’observation des détails.
Pour atteindre cet objectif nous allons appliquer les méthodes suivantes :
 Analyse préliminaire des risques (APR) :L’APR est avant tout une démarche structurée
et organisée de façon à permettre d’apprécier à priori les risques présents sur un site.
Cette méthode est largement utilisée et connue pour sa capacité à s’adapter à tous types
d’installations ;
 Hazard Operability (HAZOP) : Extraction des événements (conséquences) engendrés
par les dérives des paramètres liés à l’exploitation de l’installation étudiée ;
 Arbre de défaillances (AdD) : Détermination des combinaisons des causes qui
provoquent la survenance d’un évènement redouté et calcul de la probabilité
d’occurrence ;
 Arbre des évènements (AdE) : visualisation de la succession d’événements redoutés
secondaires provoqués par un évènement redouté central et calculer ensuite leurs
probabilités d’occurrence ;
 Nœud Papillon : Schématisations des scenarios d’accidents depuis lesévènements
basiques jusqu’aux phénomènes dangereux et aux effets majeurs.
-Étape 3 : Simulation des effets des phénomènes dangereux.
Nous allons simuler les phénomènes dangereux dans le but d’estimer l’étendue de leurs effets
tant sur les équipements que sur la population, à l’aide du logiciel PHAST.
-Étape 4 : Réduction des risques : Proposition des mesures techniques.
23
Generalites sur l’acetyléne
Description de
l’installation Description detaillee de l’installation
d’acétylène
Decompostion
fonctionnelle
Analyse fonctionnelle
Méthode
SADT
Identification des sources du risque, Analyse

Les cibles, les causes et leurs conséquences préliminaire
Des risques
Evaluation Détermination des événements Méthode

des risques (consquances) engendrés par les dérives de HAZOP
paramétres
Arbre de
Calcul des probabilités d’occurrence Défaillances et
d’événements
Visualisation des scenarios Méthode nœud

d’accidents papillon
Simulation des
effets des Méthode numérique Logiciel
phénoménes PHAST
dangereux
Systémes
Reduction des Mesures de maitrise de risque instrumentés de
risques sécurite
Figure 1-3 : Démarche de résolution.
24
Chapitre 2: Concepts de risque et outils d’analyse
Chapitre 2
CONCEPTS DU RISQUE ET OUTILS
D’ANALYSE
25
Chapitre 2
CONCEPTS DU RISQUE ET OUTILS

D’ANALYSE
Toute activité humaine comporte une part de risque et d’incertitude. La sécurité est parmi les
problèmes épineux aux quels les pays industrialisés font face. Cela, en raison de la mise en
œuvre des systèmes de production complexes, des modes opératoires et des substances
toxiques, inflammables et explosives qui sont souvent une source de danger et un potentiel à
risques qui peuvent se traduire en catastrophes si leur gestion ne fait pas partie des
préoccupations des entreprises. Des catastrophes qui engendrent des pertes humaines,
matérielles et financières qui coûtent à l’entité sa réputation et sa confiance auprès de ses
clients et de ses riverains.
Le management des risques a pour objectif principal d’avoir de bons résultats en matière de
sécurité et de refléter la qualité de l’organisation de l’entreprise. Cela ne peut être que le fruit d’un
engagement volontaire qui vise à maîtriser l’ensemble des risques.
Pour une meilleure vulgarisation du contexte de management des risques, nous allons présenter
dans ce chapitre d’abord les concepts de base liés au risque et au danger, ensuite nous
expliquerons la démarche générique de la gestion des risques tout en étant encadrés par la norme
ISO 31000 : 2009 (Principes et lignes directrices du management des risques). Ensuite, nous
aborderons la notion et les concepts de la sécurité, nous finirons notre chapitre par une description
du phénomène d’explosion et une présentation des outils d’analyse des risques.
2.1 Généralités sur les risques
2.1.1 Définition et classification
Le risque peut prendre plusieurs définitions et sa notion peut être considérée différemment
selon les cas.
Selon le dictionnaire Larousse : « Possibilité, probabilité d'un fait, d'un événement considéré
comme un mal ou un dommage. Danger, inconvénient plus ou moins probable auquel on est
exposé ». Bernard BARTHÉLÉMY et Jacques QUIBEL définissent le risque comme suit :
« Un risque est un événement dont l’occurrence est incertaine et dont la réalisation affecte les
objectifs de l’entreprise qui le subit. Certains risques peuvent avoir des effets positifs, ce sont
ceux que l’entreprise recherche. D’autres risques ont certainement des effets négatifs, ce sont
ceux que l’entreprise craints » [16].
26
Cependant, il existe une autre définition plus pertinente. Le risque est la possibilité de
survenance d’un dommage résultant d’une exposition à un danger. C’est la composante de
deux paramètres : la « gravité » et la « probabilité ». Plus la gravité et la probabilité d’un
événement sont élevées, plus le risque n’est important. [17].
A partir de cela, Nous déduisons que le risque est la combinaison de deux paramètres, la
probabilité et la gravité, et pour qu’il y ait un risque il est impératif d’avoir un danger (une
propriété intrinsèque d’une substance, d’un équipement, d’une situation ou d’un système à
causer des dommages aux personnes, aux biens ou à l’environnement [18]) et une cible ou un
élément vulnérable exposé à ce danger. Une situation qui se caractérise par la présence
simultanée d’un danger et d’une cible est considérée comme une situation dangereuse et dans
laquelle un événement redouté menace de se produire et de causer des dommages
conséquents.
Figure 2-1 : Modèle Standard du Risque.
Les risques liés à l’activité humaine, plus précisément dans le domaine de l’industrie, peuvent
se diviser en deux principales catégories :
 Les Risques professionnels
Ils se définissent comme étant l’ensemble des risques auxquels des employés sont exposés
dans le cadre de l’exercice de leurs fonctions. Ces risques peuvent se transformer en accidents
de travail ou en maladies professionnelles, c’est la raison pour laquelle cette catégorie de
risque fait l’objet de préoccupations des différents acteurs de la santé et de la sécurité au
travail [2].
 Les risques majeurs
Dans le monde de l’industrie, il existe trois types de risques majeurs :
 L’explosion ;
 L’incendie ;
 Emanation importante d’une substance dangereuse dans l’environnementexterne.
Ils se caractérisent par une faible probabilité d’occurrence, mais leur gravité est extrêmement
27
importante. En effet, les conséquences d’une explosion par exemple sont considérables en
termes de nombre de victimes, de dégâts matériels et d’impacts sur l’environnement, sans
oublier les pertes financières [2].
2.1.2 Processus de management des risques
Comme précisé ci-dessus, concernant la définition du processus de management des risques,

nous nous referons à la norme ISO 31000 version 2009 qui fournit des principes, un cadre et
des lignes directrices pour gérer toutes formes derisques.
Selon la norme ISO 31000, le processus de management des risques comprend cinq activités
qui sont hiérarchisées dans la figure 2-2.
Figure 2-2 : Processus de management des risques selon l’ISO 31000 [1].
2.1.2.1 Etablissement du contexte
Cette étape consiste à déterminer l’environnement externe, afin de s'assurer que les objectifs
et les préoccupations des parties externes sont pris en considération lors de l'élaboration des
critères des risques.Elle consiste également à bien comprendre tout ce qui, au sein d'un
organisme, peut influencer la manière dont il gère les risques (la gouvernance, l’organisation,
lapolitique...).
- Définition des critères des risques
La définition des critères est obligatoire si l’organisme souhaite évaluer l’importance des
risques. Pour cela, la norme recommande de tenir compte des facteurs suivants :
 La méthode de définition de la vraisemblance (probabilité) ;

 L'échelle de la vraisemblance et/ou de la (des) conséquence(s) ;
 La méthode de détermination du niveau des risques ;
 Le niveau à partir du quel le risque devient acceptable ;
 La prise en compte ou non des combinaisons de plusieurs risques.
2.1.2.2 Appréciation des risques
Comme indiqué sur le schéma de la figure 2-2, l’étape d’appréciation est un processus qui
englobe l’identification, l’analyse et l’évaluation des risques. Ces actions est mises en
application d’une manière hiérarchique.
28
- Identification des risques
Il s’agit d’identifier les sources des risques, les cibles ou domaines d’impact, les événements,
ainsi que leurs causes et leurs conséquences potentielles.
Le recensement de ces risques peut se faire en utilisant des méthodes spécialisées (analyse
préliminaire des risques (APR) par exemple).
- Analyse des risques
Analyser les risques consiste à déterminer leurs attributs dont la combinaison constitue ce
qu’on appelle la criticité, il s’agit des conséquences et des vraisemblances (probabilité
d’occurrence). Il convient aussi de prendre en compte les moyens de maîtrise des risques
existants, leurs efficacités et leurs performances.
Pour une meilleure expression des deux attributs (conséquences et probabilités), il est
préférable d’établir des échelles de gravité et de probabilité qui sont présentés dans ce qu’on
appelle une grille de criticité.
Figure 2-3 : Exemple d’une grille de criticité.
- Evaluation des risques
Après avoir analysé les risques, on procède maintenant à leurs évaluations. Cette étape
consiste à comparer leurs niveaux aux critères établis lors de l’établissementdu contexte,
ensuite décider s’ils nécessitent un traitement et établir un ordre de priorité dans la mise en
œuvre des actions correctives.
2.1.2.3 Traitement des risques
Une fois l’évaluation est terminée, on procède au traitement des risques. Ce traitement
implique le choix et la mise en œuvre d'une ou de plusieurs options dans le but de réduire les
risques à un niveau acceptable. Ces options peuvent inclure l’élimination de la source du
risque, l’élimination de l’élément vulnérable, la réduction de la probabilité en mettant en
œuvre des actions de prévention ou la réduction de la gravité par des actions de protection.
2.1.3 Concepts de sécurité
La sécurité se définit comme étant la situation à laquelle tous les risques sont en dessous de la
limite d’acceptabilité. Donc elle se caractérise par l’absence totale des risques non tolérés. A
l’échelle de l’industrie, la sécurité est l’aptitude d’une entité à ne pas causer de dommages ou
à ne pas faire apparaitre, dans des conditions données, des événements critiques ou
catastrophiques [9].
29
- Sécurité fonctionnelle
Selon la norme CEI 61508, c’est le sous-ensemble de la sécurité globale, relatif aux
équipements et aux systèmes de contrôle-commande associés, qui dépend du fonctionnement
correct de systèmes électriques, électroniques, électroniques programmables (E/E/EP) liés à la
sécurité. Exemple : Système d’auto déclenchement ou bien un système de signalisation d’un
réseau électrique interconnecté [4].
- Fonction de sécurité
Fonction devant être implémentée dans un système E/E/EP concerné par la sécurité dont le
but est d'atteindre ou de maintenir un état sûr des équipements contrôlés, dans le cadre d'un
évènement dangereux particulier [4].
- Système Instrumenté de sécurité(SIS)
« C’est un système E/E/PE relatif aux applications de la sécurité, il comprend tous les
éléments du système nécessaires pour remplir la fonction de sécurité », [CEI 61508].
- Intégrité de sécurité
C’est la Probabilité qu'un système concerné par la sécurité exécute de manière satisfaisante les
fonctions de sécurité requises dans toutes les conditions spécifiées et dans une période de
temps donnée [4].
- Niveau d’intégrité de sécurité (SIL : Safety Integrity Level)
C’est un niveau discret parmi quatre niveaux possibles pour la spécification des exigences des
fonctions de sécurité à assigner aux systèmes concernés par la sécurité [4] :
 4 Le plusélevé.
 1 Le plusbas.
Le concept SIL s'applique donc au système concerné par la sécurité dans son intégralité et pas
uniquement à un sous-ensemble (par exemple un capteur).
2.2 Phénomène d’explosion

Les explosions dans les installations industrielles sont souvent spectaculaires et dramatiques.
Ces phénomènes peuvent conduire à des pertes en vies humaines et à des dégâts matériels
extrêmement importants. Dans cette partie du chapitre, nous présentons les notions
fondamentales ainsi que les caractéristiques de l’explosion et les méthodes de simulation de
seseffets.
2.2.1 Termes et définitions
 Explosion : Une explosion est définie comme un processus dans lequel la

combustion d'un nuage de gaz ou de vapeur inflammable pré-mélangé (combustible-air ou
combustible-comburant) provoque une augmentation rapide de la pression [10]. Les
explosions sont classifiées selon l'environnement dans lequel elles ont lieu:
 Explosion en milieu confiné : Réservoirs, pipes, canaux outunnels.
30
 Explosion en milieu semi-confiné : C’est une explosion dans les compartiments,

les bâtiments ou les modules offshore.
 Explosion en milieu non-confiné : C’est le cas des explosions dans les
installations à l’air libre.
 Onde de choc : Le terme onde de choc est utilisé pour décrire la surpression
créée lors d'une explosion à partir d'une expansion rapide des gaz produits. Elle se
propage à vitesse supersonique, elle est considérée comme la principale cause de
dommages.
 Feu de torche (Jet Fire) : C’est un feu de dispersion turbulente provenant de la
combustion d'un fluide ou d’un gaz inflammable libéré en continu avec une
impulsion considérable vers une direction spécifique.
 Limites d’inflammabilité/d’explosivité : Un mélange de carburant et d'air ne
peut s'allumer que lorsque la concentration du carburant se situe entre sa limite
inférieure et supérieure d'inflammabilité ou d’explosivité.
 Limite inferieure d’inflammabilité (LII)/d’explosivité (LIE) : C’est la

proportion minimale requise d’un combustible (vapeur ou gaz) dans l’air pour
s’enflammer ou exploser.
 Limite supérieure d’inflammabilité (LSI)/d’explosivité (LSE) : C’est la
proportion maximale d’un combustible (vapeur ou gaz) dans l’air en dessus de
laquelle l’explosion ou l’inflammation n’aura paslieu.
2.2.2 Hexagone d’Explosion

Pour qu’une explosion puisse avoir lieu, six conditions doivent être réunies simultanément :
-Le comburant (généralement l’air) ; - Le combustible ;

- La source d’inflammation ; -Le combustible sous forme gazeuse ;
- Domaine d’explosivité (LIE, LSE) ; -Un confinement ou un milieu congestionné.
2.2.3 Caractérisation d’une explosion de nuages Gazeux

Si un nuage de gaz inflammable est formé lors d’une fuite, son allumage direct peut parfois
conduire à un feu flash (Flash Fire). Si, toutefois, l’ignition est retardée pour une raison
quelconque (5-10 min), alors une explosion du nuage de vapeur (Vapor cloud Explosion,
VCE) en est le résultat probable.
L’explosion d’un nuage gazeux, constitue un des événements les plus redoutés dans les
installations industrielles qui manipulent les substances inflammables. Ce type de
phénomènes comprend généralement la succession de plusieurs étapes [12]:
 Rejet dans l’atmosphère d’un produit combustible (Gaz ou vapeur issue d’un
liquide inflammable volatil) ;
 Mélange avec l’oxygène de l’air pour former un volume inflammable ;
 Dispersion du nuage de gaz ;
 Inflammation d’une première partie du nuage ;
 Propagation du front de la flamme au travers des parties inflammables du nuage ; ce
front de flamme agit à la manière d’un piston sur les gaz environnants et peut être à
l’origine de la formation d’une onde de pression aérienne si sa vitesse de
propagation est suffisante ou si les gaz sont confinés ou le milieu est congestionné.
 Combustion des autres parties du nuage.
31
L’évolution et l'intensité d'une explosion peuvent être influencées par plusieurs paramètres, à
savoir :
 Le type et la quantité de la substance ;

 L'intervalle de temps entre le début de la fuite et l'allumage ;
 La configuration de l'espace où l’explosion a eu lieu ainsi que la position et le
nombre de sources d'inflammation par rapport au lieu de fuite.
Les effets néfastes d'une explosion de nuage gazeux sont principalement dus à la surpression
(onde de choc) qui est créée à partir de l'expansion rapide des produits de combustion et au
flux de chaleur. L’onde de choc est la cause la plus importante de dommages aux personnes,
au matériel et aux installations.
Pour une illustration, nous présentons dans les tableaux 2-1 et 2-2 l’étendue des dommages en
fonction de la surpression (onde de choc) sur l’homme, et sur quelques structures.
Tableau 2-1 : Etendue des dommages pour la vie humaine en fonction des valeurs de
surpression [18].
Etendue Onde de choc (mbar)

Seuil des effets indirects par bris de vitres 20
Seuil des effets irréversibles
50
Zone des dangers significatifs pour la vie humaine
Seuil des effets létaux
140
Zone de dangers graves pour la vie humaine
Seuil des effets létaux significatifs
200
Zone des dangers très graves pour la vie humaine
Tableau 2-2 : Etendue des dommages pour les structures en fonction des valeurs de
surpression [18].
Etendue Onde de choc (mbar)

Seuil de destruction significatif des vitres 20
Seuil des dégâts légers 50
Seuil des dégâts graves 140
Seuil des effets domino 200
Seuil des dégâts très graves 300
2.2.4 Simulation des effets d’explosion
Pour simuler et prédire les effets des explosions de nuage de vapeur, on emploi souvent des
modèles analytiques empiriques qui sont généralement basés sur une courbe de surpression en
fonction de la distance, avec des paramètres tels que :
 L’énergie qui est libérée sous forme d'onde de choc (méthode TNT) ;
 La force de l'explosion (méthode Multi-Energy) ;
 La vitesse d'expansion de la flamme (méthode Baker-Strehlow).
32
Cependant, il existe des logiciels de simulation des explosions qui permettent d’obtenir des
résultats plus fiables et qui sont programmés pour employer les modèles cités ci-dessus telque
le logiciel PHAST (Process Hazard Analysis Software Tool). C’est un logiciel qui offre un
avantage particulier, en effet il permet de simuler les phénomènes dangereux sur l’installation
réelle en apportant une cartographie et localiser le site.
2.3 Analyse fonctionnelle « diagramme SADT »
La méthode SADT (Structured Analysis and Design Technic) est une méthode graphique qui
démarre du général pour arriver au particulier. On va l’appliquer pour décrire le système et le
décomposer et définir ses principales fonctions ainsi que les interactions entre elles [27]
2.3.1 Origine de la méthode
La SADT est une méthode développée pour Softech par Doug Ross en 1977, d'origine
américaine, puis introduite en France à l’année 1982 par Michel Galinier. Elle se répandit vers
la fin des années 1980 comme l'un des outils standards de description graphique d'un système
complexe par analyse fonctionnelle descendante [27].
2.3.2 Représentation graphique
Une fonction est modélisée par une boite (ou un module) qui est située dans son contexte avec
d’autres boîtes et reliée par des flèches de relation. Ces flèches représentent les contraintes de
liaisons entre boîtes (Figure3-9) [27].
 Fonction : est caractérisée par une action sur des matières d'œuvres en entrées,
la fonction globale définie par le niveau a-0.
 Dispositif de la fonction : est l’élément physique qui réalise la fonction.
 Matière d'oeuvre en entrée : est la matière d’oeuvre modifiée par la fonction
considérée.
 Matière d'oeuvre sortante : est la matière d'oeuvre munie de sa valeur ajoutée.
S'ajouteaux matières d’œuvres sortantes
 Données de contrôle : elles sont les paramètres qui déclenchent ou modifient la
réalisation de la fonction. Elles s’agissent de quatre catégories
- R : Paramètre de réglage.
- C : Paramètre de configuration.
- E : Données d'exploitation/consigne de fonctionnement.
- W : Mise en énergie ou présence de matière d'oeuvre.
2.3.3 Étapes de la création d’un modèle
 Choisir le but et les objectifs d’analyse : Le principe but de l’analyse

fonctionnelle SADT est de donner une description du système, le décomposer et
identifier ses fonctions ainsi que les principales interactions entre elles.
 Créer le contexte général et le premier actigramme de la décomposition des
activités.
 Crée un diagramme A-0 qui représente le contexte général et la finalité du
système Ce niveau A-0 se décompose en n modules A1, A2,...,An, qui construit le
niveau A0, etc...,
33
 Partir des données frontières du diagramme A-0 continuer la décomposition des

activités du modèle sur quelques niveaux
 Le processus de décomposition se poursuit de sorte que chaque diagramme de
niveau inférieur représente et définisse les sous-fonctions du système ainsi que les
relations entre eux.
2.3.4 Avantages de SADT

- SADT permet de donner une clarification et une décomposition analytique de la
complexité d'un système [27].
- Gain du temps.
- Diagramme intemporel
2.4 Outils d’analyse des risques

Comme nous l’avons vu dans figure 2-2, le management des risques comprend plusieurs
étapes qui sont structurées d’une manière hiérarchique, la phase d’appréciation constitue le
cœur de ce processus.Cette phase est fondée sur trois étapes qui sont l’identification, l’analyse
et l’évaluation des risques. Pour se faire, il existe plusieurs méthodes qui constituent un
ensemble d’outils qui fournissent un meilleur encadrement, ce qui rend la tâche plus facile à
exécuter avec une identification exhaustive des éléments dangereux et les risques y afférant.
Cela permettra d’atteindre en finalité une bonne maitrise des risques.
Dans cette partie, nous allons présenter en premier lieu les critères de classification, ensuite
nous décrirons les méthodes d’analyse des risques et leurs domaines d’application ainsi que le
processus de leurs mises en œuvre, ce qui permettra de faire un choix optimum quant à la
méthode qui semble être la plus appropriée.
2.5 Classification
La classification des méthodes d’analyse des risques est basée sur deux principaux critères :
2.5.1 Méthodes quantitatives vs qualitatives

Une analyse quantitative consiste à caractériser numériquement le système à étudier, cela en
calculant par exemple le taux de défaillance ou bien la probabilité d’occurrence d’une
défaillance, dans le but d’évaluer sa sureté de fonctionnement et entre autres la sécurité.
Contrairement à une analyse quantitative, une analyse qualitative ne consiste pas à quantifier
mais à donner une appréciation. On cherchera à déterminer quelles occurrences sont
possibles ; par exemple : une défaillance pourrait avoir une probabilité d’occurrence très
faible, faible, moyenne ou forte.
Le raisonnement qualitatif permet parfois de combler certaines insuffisances des méthodes
quantitatives dans des domaines ou les connaissances sont peu formalisées ou difficilement
quantifiables [6].
2.5.2 Méthodes déductives vs inductives

Les méthodes inductives correspondent à une approche « cause à effet » ou l’on identifie
toutes les combinaisons d’événements élémentaires possibles qui peuvent entrainer la
réalisation d’un événement indésirable. Tandis que pour les méthodes déductives la démarche
est inversée, en effet on part de l’événement indésirable, une défaillance par exemple, et l’on
recherche ensuite par une approche descendante toutes les causes possibles [6].
34
Tableau 2-3 : Finalité et Typologie de quelques méthodes d’analyse des risques.
Nom de la Méthode Objectif Principal Typologie
Identifier les causes et les effets des modes

AMDEC (Analyse de
de défaillances des composants sur le Quantitative Inductive
modes de défaillances, leurs
fonctionnement Statique
effets et leurs criticités)
du système
Identification des scenarios d’accidents en
APR (analyse préliminaire Quantitative Inductive
présence de sources
des risques) Statique
de danger et estimer la criticité
Représenter de façon synthétique l’ensemble Qualitative\Quantitative
AdD (Arbre de
des combinaisons d’évènements qui peuvent Déductive
défaillances)
engendrer un évènement redouté Statique
Représenter sous forme de scenarios les
Quantitative Inductive
AdE (Arbre d’évènements) conséquences d’un évènement initiateur ou
Statique
d’une défaillance
HAZOP (Hazard Identifier les risques créés par une dérive des Qualitative Inductive
Opérabilité) paramètres d’un procédé Statique
Visualiser concrètement les scenarios

d’accidents en partant des causes initiales Quantitative Inductive
Méthode nœud papillon
jusqu’aux et déductive Statique
conséquences finales
 Remarque:
Toutes les méthodes ci-dessus classifiées, se valent, il n’y a pas de meilleure méthode, la
méthode est retenue selon son domaine d’application, ses caractéristiques, la complexité du
système à étudier et les objectifs des analystes. Nous tenons à rappeler d’ailleurs que certaines
méthodes ont une relation de complémentarité.
2.6 Analyse préliminaire des risques (APR)

L’APR est avant tout une démarche structurée et organisée de façon à permettre d’apprécier
àpriori les risques présents sur un site. Cette méthode est largement utilisée et connue pour sa
capacité à s’adapter à tous types d’installations.
2.6.1 Origine de la méthode

L’analyse préliminaire des risques a vu le jour aux débuts des années 1960. Elle a été
utiliséeau début dans les domaines aéronautiques et militaires et s’est développée en
démarche généralisée qui a fait ses preuves dans différents domaines.
35
2.6.2 Domaine d’application

L’APR est applicable à toutes les installations et comme son nom le précise est utile pour
appréciation préliminaire des risques, à condition qu’elle soit conduite dans des contextes
temporels précis dans le cycle de vie de l’installation et qu’elle soit en concordance avec des
objectifs d’étude bien définis. Autrement dit l’application de cette méthode s’avère pertinente
lors de :
- La phase de conception (projet) d’une installation pour instaurer la première analyse

enmatière de sécurité et qui permet d’éviter les anomalies sécuritaires majeures dans le
procédé et aussi déboucher sur les premières consignes d’exploitation.
- La phase d’exploitation d’une installation complexe et cela comme outil de départ d’une
démarche d’analyse des risques, qui va permettre de sélectionner les risques qui peuvent
ultérieurement faire l’objet d’études plus approfondies à l’aide d’autres méthodes plus en
profondeur.
- Une analyse des risques effectuée sur une installation simple avec des objectifs pas très
exigeants en matière de sécurité (Bernuchon & Salvi, 2003).
2.6.3 Principe de la méthode :
L’analyse préliminaire des risques débute par un découpage fonctionnel des installations puis,
pour chaque bloc fonctionnel ou sous-système, l’analyse des risques consiste à :
 Définir toutes les situations dangereuses susceptibles de survenir et d'avoir des
effets sur l’environnement,
 Déterminer les causes (d’origine interne ou externe au système) et les
conséquences,
 Evaluer,a priori,le niveau de risque potentiel (gravité potentielle G,fréquence
potentielle F),
 lister les mesures de prévention et de protection existantes.
Ce type d’analyse systématique permet aussi de donner une réponse adaptée aux différents
risques identifiés, pour diminuer les risques liés à l'exploitation de l'installation projetée à un
niveau acceptable.
2.6.4 Déroulement de la méthode
En respectant les principes de la méthode, le déroulement de celle-ci se fera selon les

étapessuivantes :
Étape 1 :
- Définition du système et détermination des sous-systèmes ;
- Délimitation et détermination de la mission du système à analyser et des sous-
systèmes (équipements) en utilisant la méthode SADT ;
- Détermination des éléments dangereux ;
- Détermination des sous-systèmes Relatifs au système globale ;
- Détermination des évènements redoutés Relatifs à chaque système ;
- Détermination des causes Relatives à chaque événement redouté ;
- Détermination des conséquences Relatives à chaque événement redouté.
36
Étape 2 :
Détermination des situations dangereuses : situations réelles ou potentielles susceptibles de
conduire, dans le cas d’une installation mettant en oeuvre des explosifs, à l'explosion des
explosifs en question ;
Détermination des évènements redoutés(ER)
Déterminer les évènements redoutés résultant de la situation dangereuse et du déclanchement
d’un évènement initiateur en s’appuyant sur le retour d’expérience.
Étape 3 :
- Détermination des causes et conséquences
- Énumérer les causes qui sont à l’origine de chaque ER et les conséquences qui
peuvent en découler.
Étape 4 :
- Etablissement de grilles d’évaluation (F et G)
- Mise en place d’une grille d’évaluation de la fréquence (F) d’occurrence de
l’évènement et dela gravité (G) des conséquences engendrées. Dans la plupart des cas,
nous adaptons des grilles que nous retrouvons dans les bases de données qui sont
nuancées par le retour d’expérience quant à l’utilisation de celles-ci.
Étape 5 :
- Evaluation de la criticité du risque (C)
- Évaluation de la fréquence et de la gravité de chaque évènement non souhaité.
- Par la suite, vient le calcul à partir de ces estimations de la criticité (C) du risque à
l’aide de laformule : C = F x G
Étape 6 :
- Réévaluation de la criticité du risque (C’)
- Lister les mesures de prévention existantes pour réévaluer la fréquence (F’).
- Lister les mesures de protection existantes pour réévaluer la gravité (G’)
Nous ressortons par la suite avec un niveau de risque réévalué (C’= F’ x G’).
Étape 7 :
Hiérarchisation des risques
Hiérarchisation des risques à l’aide d’une matrice à deux dimensions (F, G) en ressortant avec
des catégories de risques :
Risques acceptables ;
Risques modérés ;
Risques inacceptables.
Étape 8 :
Recommandations
Proposer des mesures de réduction du niveau des risques dont le niveau est jugé inacceptable
ou modéré selon les exigences et les objectifs définis.
Le tableau (2-4) proposé et qui constitue le produit de l’APR lors du déploiement de la
méthode est le suivant :
37
Tableau 2-4 : Tableau type du déploiement de l'APR
2.6.5 Avantages et limites :

La méthode APR permet de faire un inventaire des dangers présents dans une installation et
d’évaluer les risques qui en découlent, elle permet aussi de mettre en évidence les priorités
des mesures à mettre en place dans un premier temps pour diminuer le niveau des risques.
Elle permet également de souligner des points critiques qui feront par la suite l’objet
d’analyses plus minutieuses en faisant appel à des méthodes comme l’AMDEC/HAZOP pour
la maitrise des risques.
2.7 Hazard operability analysis (HAZOP)
2.7.1 Principe
La méthode HAZOP est dédiée à l’analyse des risques des systèmes, particulièrement les
systèmes thermo-hydrauliques, dont la maitrise de certains paramètres est d’une importance
extrême pour la sécurité de l’installation [7].
Cette méthode prend en considération les déviations potentielles des paramètres liés à
l’exploitation de l’installation. De ce fait, l’analyste se focalise sur le fonctionnement du
procédé, donc il est indispensable de disposer un plan de circulation des fluides ou des
schémas P&ID (Piping and Instrumentation Diagram).
La dérive ou la déviation se définit comme étant la combinaison d’un mot clé (trop de, plus
de, moins de…) et d’un paramètre associé au système qui fait l’objet de l’étude (Pression,
température, Concentration…). Les mots clé associés aux paramètres sont importants, ils
permettent en effet de générer d’une manière systématique les déviations à prendre en
compte. La HAZOP permet de déterminer les causes et les conséquences potentielles de
chacune des dérives et d’identifier les moyens existants pour les détecter, d’en prévenir
l’occurrence ou d’en limiter les effets dans le but de prévoir des dispositifs pour renforcer la
sécurité de l’installation. Les paramètres à prendre en considération dépendent du type du
système étudié et les substances manipulées, généralement il s’agit des paramètres dont la
dérive influe sur la sécurité del’installation.
2.7.2 Déroulement
La méthode HAZOP est une démarche systématique, donc pour mener une analyse il convient
de suivre les étapes suivantes [7] :
1- Choisir une portion du processus « nœud », généralement elle est identifiée à partir d’un
schéma P&ID, elle comprend un équipement et ses connexions ;
2- Identifier un paramètre du processus, température par exemple.
3- Associer au paramètre un mot clé, ce qui forme une dérive ;
4- Procéder à l’identification des causes et les conséquences potentielles de cette dérive ;
5- Identifier et examiner les moyens existants pour détecter la dérive ;
6- Identifier et évaluer les dispositifs pour prévenir l’occurrence de la dérive ou pour
minimiser les effets ;
7- Proposer des actions correctives et des recommandations pour renforcer la sécurité.
8- Retenir un nouveau mot- clé et reprendre la démarche au point 4;
9- Lorsque tous les mots clé sont traités, retenir un nouveau paramètre et revenir au point 3 ;
10-Une fois terminé avec tous les paramètres, choisir un autre nœud et appliquer la même
démarche.
Pareil à l’APR, l’analyse HAZOP doit être synthétisée dans un tableau qui constitue un
support pratique pour mener la réflexion et résumer les résultats.
38
Tableau 2-5 : Exemple de tableau HAZOP [7].
Date :
Ligne ou Equipement :
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Mot Sécurité Propositions
0 Paramètre Cause Conséquence Détection Observations
N clé existante d’amélioration
2.8 Arbre de défaillances (AdD)

2.8.1 Principe
L’analyse par arbre de défaillance est une méthode de type déductif. En effet l’arbre de
défaillance modélise l’ensemble des combinaisons d’événements et de conditions qui peuvent
aboutir à un événement sommet (événement redouté). Il inclut tous les arbres de causes
possibles. Les liens entre les différents événements identifiés sont des fonctions logiques («
ET », « OU »), la probabilité de l'événement " sommet " se déduit par algèbre booléenne des
probabilités des événements de base qui sont susceptibles d’être à l’origine de l’événement
redouté.
 Evénement Redouté : Avant d’élaborer un arbre de défaillance, il est

primordial et indispensable de définir un événement redouté. Il est considéré comme étant un
événement indésirable pour lequel on fait l’étude de toutes les causes qui y conduisent. La
construction de l’AdD est d’autant plus simple que l’événement redouté soit définit d’une
manière précise. C’est la raison pour laquelle il est recommandé d’utiliser au préalable des
méthodes inductives définis auparavant (APR, AMDEC, HAZOP) afin d’identifier d’une
manière systématique les événements redoutés qui feront l’objet d’analyse plus approfondie
par l’arbre dedéfaillance.
2.8.2 Construction de l’AdD

La construction d'un arbre de défaillance est une démarche systématique, elle commence par
sélectionner un événement qualifié d’indésirable dont on veut représenter les scénarios de
survenue.
Après, on se pose la question " quels événements ou combinaisons d'événements et de
conditions pourraient produire cet événement redouté ? ". On représente donc, avec des
connecteurs ou portes logiques (voir tableau 2-6), les réponses trouvées. Puis on réitère : on se
demande comment peuvent se produire ces événements qui, combinés de certaines farçons,
peuvent produire l'événement qui nous intéresse et ainsi de suite. On arrête de décomposer
chaque fois qu'on arrive à des événements dont on connait bien le cas où la fréquence
d'apparition ou il s’agit des événements de base dont le développement ne sera plus possible.
Cette représentation permet de déduire la probabilité de l'événement redouté "sommet" et les

probabilités des événements de base sur lesquels la décomposition s'est arrêtée.
39
Tableau 2-6 : Syntaxe de l’arbre de défaillance [8].
Cependant, il est à rappeler qu’en construisant un arbre de défaillance, certaines règles

doivent être respectées [7] :
 Il faut que le système soit cohérent (la défaillance de tous les composants
entraine la défaillance du système ; un seul évènement ne doit jamais aboutir à la
défaillance totale du système);
 Il faut que les événements intermédiaires soient antérieurs à l’existence de
l’événement considéré ;
 S’assurer que les portes logiques ne sont pas directement connectées.
2.9 Arbre d’évènements (AdE)

2.9.1 Présentation et Domained’Application
L’analyse par arbre d’événements est une méthode inductive. En effet, contrairement à
l’analyse par arbre de défaillances, l’ADE suppose une défaillance d’un composant ou d’une
partie du système et s’attache à déterminer les évènements qui en découlent. C’est une
méthode qui s’applique pour étudier des systèmes qui comportent plusieurs dispositifs de
sécurité. Elle permet d’estimer la probabilité d’occurrence de séquences accidentelles et
d’envisager d’une manière systématique le fonctionnement ou la défaillance des dispositifs de
sécurité. Elle est utilisée aussi dans le domaine de l’analyse après accidents dans le but
d’avoir une explication des conséquences observées qui résultent d’une défaillance du
système[7].
2.9.2 Déroulement
L’analyse par arbre d’évènements consiste à suivre la démarche systématique suivante :
 Définir l’événementinitiateur
C'est le point de départ de l’arbre, il s'agit d'un évènement qui peut effectivement conduire à
une situation critique. Exemple: panne, défaillance ou erreur humaine.
40
 Identifier les fonctions de sécurité

Elles ont en général pour objectif d'empêcher que l'évènement initiateur soit à l'origine d'un
accident majeur. Elles se déclinent le plus souvent en:
- Fonctions pour détecter l'évènement initiateur ;
- Fonctions d'alarme qui indique l'occurrence de l'évènement initiateur ;
- Fonctions de limitation visant à empêcher la progression de l’évènement initiateur;
- Fonction d'atténuation pour réduire les effets de l'évènement initiateur.
Les fonctions de sécurité ainsi que les équipements destinés à les assurer doivent être
rassemblés dans un tableau chronologique.
Tableau 2-7 : Exemple de tableau définissant les fonctions de sécurité [7].
Mesure de la Rétablissement Arrêt de la

température dans Alarme du système de réaction
Fonction le réacteur réfrigération par
un operateur
Sonde de Signaux Introduction
Dispositif assurant la température dans sonores et Operateur selon automatique d’un
fonction le réacteur lumineux aux une procédure inhibiteur de la
postes de réaction
travail
Paramètre ou
information
déclenchant la Permanent T>T2 Alarme T>T2
fonction
Délai Continue 1 min Si possible, Estimé à 10 min
estimé à 5 min De T1 à T2
 Construire l’arbre
La construction de l'arbre consiste alors, à partir de l'évènement indésirable, à envisager soit le

fonctionnement soit la défaillance de la première fonction de sécurité. L'évènement initiateur
est représenté schématiquement par un trait horizontal.
Le moment ou doit survenir la première fonction de sécurité est représenté par un nœud. La
branche supérieure correspond généralement au succès de la fonction de sécurité, la branche
inférieure à la défaillance de cette fonction.
Figure 2-4 : Méthode de construction de l’arbre [7].

41
La suite de la méthode consiste à examiner le développement de chaque branche de manière

itérative en considérant systématiquement le fonctionnement ou la défaillance de la fonction
de sécurité suivante. Cette démarche permet d’identifier des séquences d’évènements
susceptibles de conduire ou non à un accidentpotentiel.
Figure 2-5 : Exemple d’arbre d’évènements pour le scénario évitement d’obstacles sur
l’autoroute [9].
2.10 Méthode nœud papillon

L’analyse par la méthode nœud papillon (Bow Tie Analysis Method) est une approche de type
arborescente. C’est une méthode qui est à la fois inductive et déductive. En effet, elle combine
l’arbre de défaillance et d’évènements, ce qui permet de visualiser clairement les scénarios
d’accidents en partant des évènements de bases jusqu’aux conséquences.
En plus de cela, le nœud papillon constitue un outil précieux pour s’assurer que les risques
sont bien maitrisés en vérifiant l’efficacité et la performance des barrières de prévention et de
protection mis en place, notamment lorsqu’il s’agit de traiter un évènement dont la criticité est
extrêmement importante.
Figure 2-6 : Représentation de scénario d’accident selon le modèle du nœud papillon [7].
42
Tableau 2-8: Définition des abréviations.
Désignatio Signification Définition

n
Dérive ou défaillance sortant du cadre des
Évènement Indésirable conditions
Ein
d’exploitations usuelles définies
Évènement admis survenant
Évènement Courant de façon récurrente dans la vie d’une
EC
installation.
Cause directe d’une perte de confinement ou
Évènement Initiateur d’intégrité
EI
physique
Perte de confinement sur un équipement
Évènement Redouté Centrale dangereux ou perte d’intégrité physique
ERC
d’une substance dangereuse
Évènement Redouté Conséquence directe d’un
ERS secondaire ERC, il caractérise le terme source de l’accident
Phénomène physique pouvant engendrer des
Ph D Phénomène Dangereux dommages majeurs
Dommages occasionnés au niveau des éléments
EM Effet Majeur vulnérables
En conclusion, le chapitre que nous venons de présenter met en clair, à travers tous ces
alinéas, la notion du danger et fait bien ressentir les risques qui en découlent, ainsi que leurs
différents concepts que vit au quotidien tout organisme quel que soit son secteur d’activité, du
fait qu’il y a manipulation de matières dangereuses, ainsi que la mise en service
d’équipements complexes ; le tout nécessitant une très bonne connaissance et maitrise parfaite
des risques encourus.
A travers la description du phénomène d’explosion et l’existence de plusieurs modèles et
logiciels de simulation, on peut déduire l’étendu l’importance portée par les industriels à
définir et à gérer les risques liés aux produits inflammables au vu de l’ampleur des dégâts que
peut engendrer un accident sur un site d’exploitation et l’impact sur l’environnement sans
oublier la répercussion sur l’investissement.
L’étude de quelques méthodes d’analyse des risques nous a permis d’avoir une vue assez
distincte des différentes méthodes dont nous pouvons disposer. Ces méthodes sont de
véritables instruments d’action lorsqu’il faudra faire un choix rapide et décisif.
.
43
Chapitre 3: Etude de l’existant
Chapitre 3
ÉTUDE DE L’EXISTANT
44
Chapitre 3
ÉTUDE DE L’EXISTANT
L'acétylène, produit à partir de carbure de calcium et d’eau, est un des gaz les plus importants
dans les applications industrielles notamment en raison de ses caractéristiques physico-
chimiques.
En effet, la flamme oxyacétylénique (combustion d'acétylène dans un courant d'oxygène)
atteint jusqu’à 3070 °C. Aucun autre composé carboné n’atteint une telle température de
flamme
L'acétylène pur est ainsi utilisé :
 En flaconnage de verre (cristalleries)
 Dans l'industrie électronique (dépôt de carbone),
 Dans l’industrie chimique (intermédiaire de réaction)
 En applications particulières des chalumeaux automatisés,
 Enfin, l'activité "bricolage" de l'acétylène connaît une progression constanteavec
les postes "Oxyflam". Commencée dans les années 70, la vented'acétylène en
petites bouteilles n'a cessé de croître depuis.
Ce secteur représente aujourd’hui le marché le plus important.

Dans ce chapitre, nous allons présenter en premier lieu unaperçu sur l’acétylène à travers
cesproprietes physique chimique et son utlisation, ensuite nous décrirons le processus de
production d’acetyléne, enfin nous aborderons une étude complète du système qui fait l’objet
de notre travail.
3.1 Generalites sur l’acétylène

L'acétylène est un hydrure de carbone gazeux de formule moléculaire C2H2.On ne le trouve
pratiquement jamais dans la nature.
3.1.1 Proprietes physique de l'acétylène

L'acétylène est un gaz incolore et inodore I’orsqu'il est pur.
Il est moins dense, que l’air, une mole de gaz, 22.4 litres dans les conditions normale, à une
masse de 26 grammes, ce qui représente une masse volumique de 1.16 kg /m3et une densité
par rapport à I'air de 0.9.
Ses changements d’état :
L'acétylène peut être facilementliquéfié : Il suffit de le comprimer à une pression voisine de
40 atm tout en le maintenant à la température ordinaire. Cependant, le liquide est très
dangereux à manipuler car il est très instable et explosif.
3.1.2 Solubilite de l'acétylène
L'acétylène est absolu dans certain nombre de corps, la solubilité dépend de la température de
et la pression. Le stockage de l'acétylène commercial est à l'état dissous dans les bouteilles.
L'agent de dissolution utilisé est l'acétone qui est un excellent solvant, lui même est retenu par
une matière poreuse disposée dans les bouteilles [26].
A la température ordinaire, l'eau dissout environ le même volume d'acétylène. La capacité de
solubilité tombe quand la température s'élève et augmente avec la pression. La Société suisse
de l'acétylène donne des chiffres plus précis à ce sujet L'influence de la température est
45
représentée sous forme de graphique par la figure 3.1
La solubilité de 1’acétylène dans d'autres dissolvants est d’après Vogel, à la pression normale:
 Dans une partie d'eau salée……………… 0,06 partie d'acétylène
 » » » de lait de chaux .................0,75 » »
 » » » sulfure de carbone..... .…... 1,00 » »
 » » » d'eau………………............1,10 » »
 » » » d'essence de térébenthine....2,00 parties »
 » » » tétrachlorure de carbone …2,00 » »
 » » » chloroforme……………....4,00 » »
 » » » benzo................................l4,00 » »
 » » » acétone ………………….. 25 ,00 » »
C'est donc dans l'acétone que la solubilité est la plus grande, et c'est pourquoi l'acétone est
exclusivement employée comme dissolvant dans la fabrication de l'acétylène dissous.
La capacité de solubilité de l'acétone tombe, comme celle de l'eau, quand la température
augmente, et monte au contraire quand la pression s'élève. En absorbant l'acétylène,
Le dissolvant augmente notablement de volume. Le rapport existant entre la capacité de

solubilité de l'acétone industriel et son augmentation de volume à différentes pressions et
températures, tel qu'il a été déterminé par Siller , est représenté par la figure 3.2.
46
Liquéfaction :
L'acétylène peut être liquéfié par la compression ou par le froid.D'après Leduc, sa pression
critique se trouve à
67 atm; sa température critique est de 37° C.
L'acétylène liquide est incolore. Évaporé dans l'air ou refroidi dans de l'air liquide, il se
solidifie en masse solide à
— 81,5° C. A la température ordinaire cette masse solide passe immédiatement à l'état
gazeux, tout comme l'acide carbonique.
3.1.3 production de l'acétylène
L'acétylène est produit par la décomposition du carbure de calcium en présence d'eau.

Le carbure de calcium réagit en présence d'eau suivant la réaction :
C2Ca +2H2O ------- Ca (OH)2 + C2H2 + energies
C'est-à-dire 64gde carbure de calcium plus 36g d'eau donnent naissance à 26g d'acétylène plus
74g d'hydroxyde de calcium.
1kg de carbure produire260 à 325 litres d'acétylène et dégage dans le mêmetemps environ 400
kilocalories.
La réaction qui se produit entre le C2Caet H2O variable. Si l'eau est en quantité suffisante, la
gazéification se fait rapidement. Elle est d’autant plus rapide que la surface de contact est plus
grande c'est-à-dire la granulométrie de carbure est plus petite.
La chaleur dégage de la décomposition de carbure du calcium doit être évacuée au fur et à
mesure pour éviter un échauffement excessif du gaz, du carbure et des résidus.
Si l'échauffement est trop important, il peut se produire une polymérisation avec dégagement
d'hydrogène. Cet incident se caractérise par une odeur de goudron et la couleur brune-jaune
que prennent les gazes et les résides. Il y a donc lieu toujours de fonctionner avec un excédent
d’eau pour absorber la chaleur produite.
47
3.1.4 Procede de fabrication de l’acétylène au carbure de calcium
Le carbure de calcium commercial de granulométrie l5 /l80mm est introduit dans le

générateur par l'intermédiaire de la benne de chargement, et chute dans l'eau de la cuve du
générateur par l'intermédiaire d'une vis sans fin commandée par un moteur antidéflagrant. Les
morceaux de carbure de calcium tombent dans un panier tournant immergé dans l'eau de la
cuve, l'entraînement mécanique du panier comporte un agitateur qui brasse en permanence
l'eau de décomposition en acétylène et en hydroxyde de calcium, communément appelée eau
de chaux et qui est purgée en permanence puis stockée dans une fosse à eau de chaux où se
produit la décantation [25].
L'acétylène qui se dégage de la décomposition du carbure de calcium s'échappe à travers le
laveur qui est garni d'anneaux de contact et dans lequel des gicleurs assurent le débit de l'eau
de lavage destinée à l'épuration primaire de l’acétylène.
A la sortie du laveur du générateur, l'acétylène est canalisé vers le gazomètre à travers un
intercepteur hydraulique dont le rôle est de s'opposer au retour de l'acétylène stocké dans le
gazomètre vers le générateur, c'est en fait un clapet anti-retour.
L'acétylène sortant du gazomètre est canalisé vers le compresseur entraîné par un moteur
antidéflagrant.
L'acétylène entre à l'aspiration du premier étage de compression ou il est comprimé de 0,03 à
2,2 bars, et refoulé dans des serpentins de refroidissement, peut être refroidi à contre courant
d'eau de refroidissement, avant d'être canalisé vers l'aspiration du 2ème étage de compression,
il est comprimé de 2,2 bars à 8,2 bars 25 bars et refroidi à contre courant d'eau de
refroidissement avant d’être canalise vers l'aspiration du 3eme étage de compression dans ce
dernier étage de compression ,il comprimer de 8,2 bars à 25 bars maximum.
En sortant du réfrigérant de 3eme étage, l’acétylène comprimé à 25 bars est canalisé vers le
filtre déshuileur, destinée à séparer les particules d'huile de lubrification du compresseur
entraînées avec l’acétylène.
Après passage dans le déshuileur l'acétylène comprimé qui est saturé en vapeur d’eau, et
canalisé vers le sécheur garni de chlorure de calcium pour être asséché. Ces deux derniers
éléments sont installés derrière des murs en béton.
Les purges d'huile et d'eau sont collectées dans une soupape hydraulique destinée à empêcher
toute entrée d'air.
L'acétylène est prêt pour procéder au remplissage des bouteilles d'acétylène. Il est canalisé
vers les rampes de chargement.
Ils existent trois rampes de chargement, équipées chacune de 2 fois 10 flexibles de
chargement sur les quels viennent se raccorder les bouteilles à charger. Chaque rampe est
Protégée par un arrêt d'explosion prévu pour un raccordement et équipé d'un système de
refroidissement des bouteilles par pulvérisation d'eau destiné à évaluer la chaleur des
bouteilles consécutive à la dissolution de l'acétylène dans l'acétone.
L,'équipement de chargement est complété par un poste redosage de l'acétone des bouteilles.
3.1.5 Les utilisations de l'acétylène
L'acétylène est utilisé pour soudage oxy-acétylénique, pour quelques opérations

métallurgiques et lors de certaines opérations analytiques au niveau des laboratoires.
- Absorption atomique ;
- Photomètre de flamme ;
- Et pour la synthèse organique.
48
3.2 Description du système étudié
L’objectif de cette unité est de produire et d’emmagasiner dans des bouteilles en acier une
quantité donnée d’acétylène, aussi pur que possible, à l’état dissous dans l’acétone, ce solvant
imprégnant de manière homogène la matière poreuse[25].
La production d’acétylène est réalisée par hydrolyse du carbure de calcium.
L’hydrolyse du carbure de calcium est réalisée selon la réaction suivante :
CaC2 +2 H2O -----> Ca(OH)2 + C2H2 + chaleur (31 kcal)
(carbure de calcium) + (eau) ----> (chaux éteinte) + (acétylène)
La quantité de chaleur se dégageant lors de la réaction est en grande partie dissipée par apport
d’eau.
La préparation de l’acétylène s’opère dans un générateur humide du quel on extrait de la
chaux à l’état d’un lait à environ 10 p. 100.
Une fois l’acétylène produit, il est stocké dans un gazomètre avant d’être épuré, séché,
compressé, déshuilé et mis en bouteille.
Figure 3-3 :
3.2.1 Chargement des fûts de carbure de calcium dans le réacteur

Les fûts sont stockés dans un local spécifiquement réservé à cet effet. Les fûts sont
manutentionnés manuellement jusqu’à un quai d’alimentation de la benne de chargement
permettant d’approvisionner la trémie du réacteur en carbure de calcium [25].
Figure 3-4 : Benne de chargement de carbure de calcium

49
3.2.2 Générateur d’acétylène

Le générateur est un générateur automatique. L’alimentation mécanique en carbure de
calcium est assurée à partir de la trémie, par la rotation d’une vis dans un cylindre horizontal :
Un cliquet mû par un excentrique monté sur l’arbre de

transmission pousse les unes après les autres les dents
d’une roue fixée à l’extrémité de cette vis.
L’automatisme du générateur est assuré par
l’asservissement du moteur de commande de la vis au
niveau atteint par la cloche du gazomètre, de telle manière
que le moteur se met en route lorsqu’elle atteint une
certaine position basse et s’arrête lorsqu’elle atteint une
certaine position haute.
La trémie mobile de chargement est chargée au sol avec du
carbure de la granulométrie prescrite, montée et
Figure 3-5 : générateur d’acétyléne

Mise en place sur le distributeur à carbure verrouillée et étanche, purgée de la manière que la
teneur en acétylène soit d’au moins 90%.
Le tiroir et le clapet de fermeture du distributeur à carbure sont ouverts.
La condition indispensable de sécurité étant qu’il n’y ait aucune possibilité d’entrée d’air dans
le générateur.
Le carbure tombe dans le distributeur qui sert de trémie intermédiaire dimensionnée de
manière à servir de réserve permettant le changement de trémie mobile de chargement.
La vis d’alimentation, entraînée par le groupe moto-réducteur-variateur antidéflagrant,
alimente de carbure, en rapport avec la consommation de gaz, le générateur par la manche
d’introduction et le cône répartiteur. Le carbure est retenu sur la grille oscillante.
L’agitateur est également entraîné par un groupe moto-réducteur-variateur antidéflagrant.
La quantité d’eau nécessaire à la gazéification du carbure, suivant la température que l’on fixe
pour le lait de chaux, s’écoule dans la cuve du générateur, contrôlée par une vanne
électromagnétique placée sur la conduite d’eau fraîche.
Cette eau, transformée par la décomposition du carbure, s’écoule en lait de chaux sous forme
de boues par le siphon d’évacuation.
Les thermomètres indiquent les températures de l’eau (lait de chaux) et du gaz. La
température du gaz ne doit pas dépasser 100°C alors que la température maximum autorisée
pour le lait de chaux est impérativement de 70°C. Quand cette température est atteinte, un
surplus d’eau fraîche est introduit dans le générateur.
Pour cela une vanne de réglage de débit, commandée automatiquement suivant la
température, est placée dans le circuit d’eau fraîche, ce qui évite toute augmentation anormale
de la température au dessus de la valeur maximum indiquée.
Cette vanne de réglage est reliée avec le générateur par un tube capillaire. Indépendamment
de l’eau de décomposition dont l’écoulement est commandé par la vanne électromagnétique,
c’est par un circuit indépendant que s’écoule l’apport d’eau fraîche complémentaire.
Afin de n’introduire dans le générateur que de l’eau dégazée, un séparateur d’air est placé sur
la tuyauterie d’eau fraîche. L’air dégazé est conduit au toit par la tuyauterie.
Pour le contrôle du niveau d’eau normal dans la cuve du générateur, un hublot, ainsi qu’une
tuyauterie de contrôle de niveau sont installés.
La commande de la vis d’alimentation de l’agitateur de la vanne magnétique est assurée
automatiquement par les contacteurs disposés sur la base du gazomètre, qui sont actionnés par
50
les contrepoids suspendus aux câbles qui suivent les mouvements de montée et de baisse de la
cloche du gazomètre.
Alors que la vis d’alimentation fonctionne suivant la consommation d’acétylène d’une
manière discontinue, l’agitateur et la vanne magnétique sont en marchepermanents.
Le débit d’eau est réglé par la vanne et éventuellement le débitmètre fourni seulement dans
ces cas particuliers.
Seulement les positions extrêmes de la cloches du gazomètre – aussi bien en position haute
que basse – entraînent un arrêt général de toutes les parties électriques de l’installation
pendant que retentit un signal d’alarme – car cette situation traduit une anomalie de
fonctionnement de l’installation.
Le gaz produit sort par le dôme de sortie de gaz qui comporte des buses de pulvérisation d’eau
assurant un refroidissement du gaz en le débarrassant des particules de chaux entraînées. Ce
gaz passe ensuite par la soupape hydraulique qui sert également de laveur et de là, se dirige au
gazomètre [25].
3.2.2.1 Dispositifs de contrôle et de sécurité

3.2.2.1.1 Contrôle de la pression
Le contrôle de la pression est assuré automatiquement au moyen d’une soupape hydraulique
constituée par un corps cylindrique en partie rempli d’eau, équipé d’une tuyauterie de mise à
l’aire libre sur laquelle peut être placé un contrôleur de circulation. La tuyauterie de liaison
avec l’atmosphère du générateur plonge dans l’eau à une profondeur telle que la pression ne
peut dépasser la valeur fixée pour la pression maximale en service, soit 0,035 bar.
En cas de dépassement de la pression, l’eau est refoulée du tube plongeur et le gaz s’échappe
librement à l’atmosphère par une canalisation
3.2.2.1.2 Contrôle de la température

Un doigt de gant soudé sur la cuve du générateur, en contact avec le lait de chaux, permet de
placer un thermomètre. Un thermomètre à contact à l’extérieur du local, déclenche une alarme
lorsque la température du lait de chaux atteint 85°C.
3.2.2.1.3 Intercepteur hydraulique

Son rôle est d’empêcher un retour éventuel d’acétylène du gazomètre vers le générateur. Il est
constitué par un récipient cylindrique contenant de l’eau, dont un siphon désamorcé évacue
l’excès. Un tube plongeur situé en prolongement de la tuyauterie d’arrivée, constitue le clapet
hydraulique de la soupape. Un robinet de purge est piqué sur la tuyauterie de liaison au
générateur.
Figure 3-6 : générateur d’acétyléne avec son dispostif de sécurite
51
3.2.3 Dispositifs de purification et de séchage
3.2.3.1 Epurateur
L’épurateur sert à éliminer une partie des impuretés contenues dans le gaz brut qui
s’accumuleraient pour une partie dans la matière poreuse des bouteilles et pour l’autre partie
elle diminuerait la qualité du gaz pour quelques utilisations spécifiques.
L’épurateur se compose d’un grand récipient cylindrique, contenant deux couches de matière
épurante, le catalysol, de 10 à 15 cm d’épaisseur.
3.2.3.2 Sécheur basse pression

Le séchage du gaz se fait sur du chlorure de calcium.
Le séchage a une importance encore plus grande que l’épuration, car toute trace d’eau passant
avec le gaz se condense dans l’acétone en lui retirant son pouvoir dissolvant.
Le sécheur basse pression est visité à 300 heures et lavé et rechargé à 600 heures.
3.2.4 Compresseur
Le compresseur est un compresseur à piston à 3 étages. Le premier étage de compression
reçoit le gaz à la pression du gazomètre et en assure une première compression avant de
l’envoyer dans le cylindre du 2ème étage de compression où le gaz est comprimé une seconde
fois avant d’être transmis au cylindre du 3ème étage de compression. Ce cylindre haute
pression reçoit le gaz et le comprime à la pression d’utilisation.
Une soupape de sûreté est montée après chaque étage pour protéger le compresseur. Elles
permettent d’éviter toute élévation anormale de pression ; elles sont réglées à la pression de
purge nécessaire à l’étage correspondant. Le gaz qui sort de ces soupapes est purgé à
l’extérieur ou refoulé dans la tuyauterie d’aspiration du 1er étage par un tuyau collecteur
commun.
L’étanchéité du presse étoupe est vérifier mensuellement par le responsable technique et le
responsable d’exploitation, ainsi que le gaz à la sortie du compresseur ne contient pas d’air ou
tout au moins est aussi pur qu’à l’entrée par analyses à la burette tous les 3 jours.
Le refroidissement du compresseur se fait par une circulation d’eau.
Le graissage du compresseur est réalisé par remplissage du carter à moitié d’huile, un niveau
permet d’en contrôler la hauteur.
3.2.5 Déshuileur
Son rôle est de débarrasser l’acétylène sortant du compresseur, de l’huile de graissage
entraînée qui, si elle n’était pas retenue, s’accumulerait dans les bouteilles d’acétylène
dissous. En outre, le déshuileur retient l’eau condensée dans les compresseurs non munis de
bouteille de purge.
L’appareil est constitué :
D’un corps cylindrique en acier aux extrémités duquel sont vissés des brides de deux plateaux
Le plateau inférieur a sa face intérieure tronconique pour faciliter l’évacuation des dépôts.
Deux robinets de purge sont placés à la partie inférieure : une vanne à ouverture progressive
utilisée durant la marche du compresseur environ toutes les heures et à manoeuvrer très
lentement, une vanne à obturateur sphérique de passage 13 mm permettant la purge complète
des impuretés et à manoeuvrer seulement après arrêt de la compression et retour à la pression
atmosphérique.
L’intérieur de la bouteille est en grande partie rempli par une chaîne d’acier supportée par une
plaque perforée qui repose sur le plateau inférieur.
52
Tous les trois mois, la chaîne est retirée et nettoyée ainsi que l’intérieur de la bouteille, après
dépose du plateau inférieur, en utilisant uniquement de l’eau chaude.
L’acétylène doit circuler de haut en bas.
3.2.6 Sécheur haute pression

Cet appareil a deux rôles :
 Améliorer la dessiccation de l’acétylène, assurée incomplètement par le séchage BP,
puis par la compression,
 Empêcher les condensations d’eau dans les circuits pendant l’arrêt de l’usine.
La bouteille adoptée pour le sécheur haute pression est identique à celle utilisée comme
déshuileur : corps, plateaux, brides de fermeture aux deux extrémités et deux robinets de
purge.
A l’intérieur se trouve un remplissage de chlorure de calcium en morceaux et à la partie
supérieure une couche filtrante constituée par du feutre.
Le sécheur haute pression est contrôlé toutes les 150 heures et nettoyé toutes les 500 heures.
Figure 3-7 : épurateur-compresseur- Sécheur- déshuileurd’acétyléne
3.2.7 Rampes de conditionnement

Les rampes de conditionnement comportent un collecteur muni de piquages sur lesquels sont
vissés des dispositifs d’arrêt d’explosion. Les flexibles, qui relient les rampes aux bouteilles,
sont équipés de clapet à bille à leur extrémité côté bouteilles.
Les rampes possèdent 4 x 15 prises. Il est prévu un robinet individuel à l’extrémité de chaque
demi-rampe, afin de pouvoir contrôler par sondage la fin du conditionnement des bouteilles.
Un circuit d’eau avec des pulvérisateurs est utilisé pour le refroidissement des bouteilles par
arrosage pendant leur conditionnement.
53
Figure 3-8 : Rampe de conditionnement d’acétyléne
3.2.8 Contrôle et conditionnement des bouteilles à l’acétone
Les bouteilles destinées à contenir l’acétylène sont constituées par des cylindres en acier
remplis d’une matière poreuse ayant pour but d’absorber l’acétone et d’empêcher toute
propagation d’explosion à l’intérieur du récipient. La matière poreuse sert de support à
l’acétone.
3. 2.8 .1 Redoseur jaugeur d’acétone

Cet appareil est destiné à introduire dans les bouteilles avant leur conditionnement en gaz, les
quantités d’acétone manquantes.
La quantité d’acétone à réintroduire dans les bouteilles est déterminée en fonction d’abaques
et mesurée l’aide d’une bascule agréée. L’acétone est stockée dans une cuve de 1100 litres
environ et délivrée au moyen d’une pompe située à l’extérieur du bâtiment.
3. 2.8.2 Rampe de déchargement – Vidange des bouteilles

Avant chaque conditionnement, il y a lieu, pour connaître les quantités d’acétone à
réintroduire dans les bouteilles, soir de déterminer les quantités d’acétylène restantes, soit de
vider les bouteilles de l’acétylène qu’elles peuvent contenir. La rampe de déchargement
permet de vider sans perte de gaz, les bouteilles rentrant à l’usine avec de la pression.
3.2.8.3 Bascules
La bascule, appareil ATEX, sert au pesage des bouteilles après passage à la rampe de
déchargement, avant dosage, puis après le dosage et enfin après chaque charge partielle en
acétylène.
54
3.2.9 Stockage en bouteilles

L'acétylène produit est stocké en bouteilles de 6m3 (6.66 kg) à 1 m3 à une PMS de 18 bar et
une pression d’épreuve de 60 bars dans la zone de stockage de la salle de conditionnement.
3.2.10 Entretien des bouteilles

Dans le batiment de production et de stockage de l’acétylène, une salle est dédiée au contrôle
périodique et à l’entretien exclusivement des bouteilles d’acétylène.
3.3 Analyse fonctionnelle

L’analyse fonctionnelle est une étude qui consiste à définir les caractéristiques d’un produit
ou d’un système pour bien comprendre son fonctionnement. Dans le but d’offrir une vision
globale et synthétique d’installation de production et de conditionement d’acétylène (objet de
notre étude), Notre principal but à partir de cette méthode SADT est de décomposer le SR,
identifier ses composants et leurs fonctions ainsi que les principales interactions entre elles
sous forme d'un schéma.
Nous avons tout d’abord décomposé cet élément en différents systèmes avec tous leurs
équipements ainsi que les éléments d’entrée et de sortie.
L’instalation d’acetylénea été décomposée en 5 systèmes :
- Système de Gazéification du carbure (genrateur ; laveur)

- Système de stockage et Purification et séchage de gaz(gazometre; epurateur; secheur) ;
- Système de compression de C2H2 (Compresseur àpiston, échangeur de chaleur) ;
- Système d’épurationet de sechage (épurateur de gaz ; Séparateur d’huile) ;
- Systéme remplissage des boutilles (rampe de remplissage).
Ensuite, pour une compréhension complète, nous avons approfondie notre analyse en adoptant
une démarche hiérarchique (descendante). Pour cela, nous avons préféré utiliser la méthode
SADT.
SADT signifie : Structured Analysis and Design Technique. Il s’agit d’une méthode de
modélisation par niveaux successifs d’une fonction assurée par un système donné avec un
langage semi-formel [texte + graphique (flèches, boites)] en utilisant un diagramme dans
lequel on présente l’activité principale dans un boitier appelée boite mère ou niveau A-0, les
données d’entrée et les données de sortie, les données de contrôle ainsi que le système qui
supporte la fonction principale.
Figure 3-9 : Modèle du diagramme SADT (boite mère).

55
Une construction de diagramme plus détaillée sera nécessaire si la boite mère (niveau A0) ne
permet pas une totale compréhension. Cela se fait par la présentation des sous boites
(diagrammes enfants) en allant à des niveaux dans lesquels la description sera plus détaillée.
Figure 3-10 : Diagramme SADT plus détaillé.
L’application de cette méthode sur le système de production et de conditionnement

d’acetyléne nous a amené à construire un diagramme de cinq niveaux (A-0 ; A0 ; A1 ; A2 ;
A3 et A5) qui sont présentés en annexe 1.
Interprétation des résultats :

La SADT nous a permis d’obtenir des éléments pertinents grâce à un découpage minutieux,
en respectant les principes de la méthode et le cheminement des étapes prédéfinies qui a été
suivent par l’identification des équipements.
56
Chapitre 4 : Application des méthodes d’analyse des risques
Chapitre 4
APPLICATION DES MÉTHODES
D’ANALYSE DES RISQUES
57
Chapitre 4
APPLICATION DES MÉTHODES

D’ANALYSE DES RISQUES
Après une étude complète du système de production et de conditionnement d’acetyléne
combustible à travers sa description, son analyse fonctionnelle ; nous entamons maintenant
l’étape d’appréciation des risques afférents à ce système. Dans le but de résoudre notre
problématique, ce chapitre est consacré à l’application des méthodes d’analyse des risques.
Dans un premier temps il s’agira de déterminer les sous système critiques grâce à la mise en
oeuvre d'une méthode d'analyse des risques appelée Analyse préliminaire des Risques
(APR).ou l’ensemble des risques, ainsi que leurs interactions, on était étudiés qui a pour but
d'identifier les causes et la nature des accidents potentiels ainsi que les mesures de prévention
et de protection nécessaires pour en limiter l'occurrence et la gravité.Nous appliquerons par la
suite la méthode HAZOP afin de déterminer les ER liés aux dérives des paramètres de cette
installation. Après, nous allons estimer les probabilités d’occurrence des ER et des séquences
accidentelles pour chaque élément de ce système en construisant des arbres de défaillances et
d’évènements. Ensuite nous appliquerons la méthode nœud papillon dans le but de visualiser
clairement les scénarios d’accidents depuis les évènements de base jusqu’aux phénomènes
dangereux et leurs effets majeurs. Nous finirons par la suite ce chapitre par la simulation des
effets des phénomènes dangereux.
4.1 L'analyse préliminaire des risques (APR)

L'analyse préliminaire des risques a pour but d'identifier les causes et la nature des accidents
potentiels ainsi que les mesures de prévention et de protection nécessaires pour en limiter
l'occurrence et la gravité. Elle est basée sur un processus déductif construit à partir
d'ensembles de situations dangereuses déterminées a priori sur la base de la connaissance
approfondie des risques liés aux systèmes suivants :
1. Sous-système de Stockage du carbure de calcium(en fut) ;

2. Sous-système de Benne de chargement ;
3. Sous-système de Générateur (reacteur) ;
4. Sous-système canalisation, la soupapel’intercepteur hydraulique ;
5. Sous-système gazomètre ;
6. Sous-système l’épurateur BP, sécheur BP, compresseur, déshuileur HP ou sécheur HP
7. Sous-système rampe de remplissage ;
8. Sous-système redoseur d’acétone
9. Sous-système Mise en stock et retrait des bouteilles d’acétylène.
Ensuite, nous avons suivi la démarche systématique de l’application de cette méthode

expliquée au chapitre 2.
Critères d’évaluation
Afin d’évaluer la criticité (score) des risques nous faisons appel à des grilles d’appréciation
des probabilités d’occurrence et de la gravité qui ont été adaptées des grilles usuelles et
validées par l’équipe de l’usine et l’encadrement pédagogique.
58
Tableau 4 .1 : grille de criticité

Probabilité
Courant – S’est produit sur le site

considéré et/ou peut se
5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
> 10-2/ an
produire à plusieurs reprises
pendant la durée de vie de
l’installation
Probable - S’est produit et/ou peut se
produire pendant la durée de
4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
10-3 à 10-2 / an
vie de l’installation
Improbable – Un événement similaire déjà
rencontré dans le secteur 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
10-4à 10-3/ an
d’activité ou dans ce type
d’organisation au niveau
mondial
Très S’est déjà produit dans ce
secteur d’activité mais à fait
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
improbable –
l’objet de mesures correctives
10-5 à 10-4 / an
réduisant sa probabilité
Possible mais N’est pas impossible au vu
des connaissances actuelles,
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
extrêmement
mais non rencontré au niveau
peu probable mondial
< 10-5/ an
1 2 3 4 5
Modéré Sérieux Important Catastrophique Désastreux
Gravité
Personnel présent dans l'établissement Blessures légères Blessures Premiers effets létaux Effets létaux ou Effets létaux ou
ou irréversibles irréversibles irréversibles largement
étendus étendus
Personne hors établissement (riverains, Pas d'effets Effets létaux ou Premiers effets létaux Effets létaux ou Effets létaux ou
létaux ou effets irréversibles peu ou irréversibles : irréversibles irréversibles largement
ERP ou voies de circulation) irréversibles peu étendus : 10< pers. exposées étendus : étendus :
étendus : pers. SEI < 100 100< pers. > 1000 pers. exposées
exposées SEI < 1< pers. exposées exposées SEI < au SEI
10 SEL < 10 1000 > 100 pers. exposées
10< pers. au SEL
exposées SEL <
100
Matériel Dommage Dommages Dommages affectant Dommages Dommages étendus –

matériel mineur irréparables une unité adjacente affectant les unités Dommages en dehors des
réparable limités aux (effet domino possible) adjacentes (effets limites du site
équipements de dominos possibles)
l'unité
Dommages sur l'environnement Pollution Impact Atteintes sévères à Atteintes majeures Atteintes catastrophiques
négligeable - significatif sur l’environnement à des zones dans une zone largement
naturel Pas d’impact l'environnement limitées au site – vulnérables hors étendue hors du site -
significatif sur et nécessitant des récupération en bassin du site avec effets irréversibles
l’environnement travaux de de contrôle répercussions à (dépollution > 5 ans)
dépollution l’échelle locale
minimes
le risque est acceptable et aucune mesure compensatoire

supplémentaire n’est à envisager
le risque est à surveiller – des mesures compensatoires supplémentaires
sont à envisager selon les cas
le risque est inacceptable – fera l’objet d’une étude détaillée des risques
Le déploiement de la méthode APR nous a amené à synthétiser l’analyse dans un tableau qui
est présenté en annexe 2.
59
Résultats
Les résultats obtenus par l’APR sont les suivants :
a) Sans barrières de sécurité
Tableau 4.2. Positionnement des sous-systèmes dans la grille sans barrieres de securite
Probabilité
SYS7.4-SYS7.5-SYS7.6
5 SYS7.7-SYS7.8-SYS9.3
SYS9.4
SYS2.1 SYS9.1 SYS5.3-SYS5.4-SYS6.2
SYS5.2 SYS9.5 SYS6.3-SYS7.9-SYS7.10
4
SYS6.1 SYS9.5 SYS8.2-SYS9.2
SYS8.1
SYS3.1 SYS3.2 SYS5.1
3 SYS7.1 SYS3.3 SYS7.2
SYS7.3
SYS4.1 SYS1.1 SYS3.4
2 SYS4.2
SYS4.3
1
1 2 3 4 5
Gravité
Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 4. 3
Tableau 4.3.Nombre d'ER selon le type de risque
type risque Nombre d’ER Pourcentage (%)

inacceptable 27 77.14%
tolérable 0.00%
acceptable 8 22.86%
TOTALE 35 100%
La répartition des ER selon le type de risque est illustrée par la figure 4.1
inacceptable tolerable acceptable
23%
0%
77%
Figure 4.1. Répartition des niveaux de risque selon le type

60
Synthèse des résultats

De l’APR nous déduisons :
- Le système production d’acétylène contientneuf sous-systèmes avec trente quatre différents

types d’ENS.
- Le sous-système :
 Générateur, canalisation ;
 La soupapel’intercepteur hydraulique ;
 Gazomètre, l’épurateur BP sécheur BP ;
 Compresseur, déshuileur HP ou sécheur HP ;
 Rampe de remplissage ;
 Redoseur d’acétone ;
 Mise en stock et retrait des bouteilles.
Sont les sous-systèmes qui se situent dans la zone à risque inacceptable (76.47%)
- Les risques acceptables représentent 23.53% de la totalité des risques, alors que le risque
tolérable n’existe pas.
Cette analyse nous a permis de définir le nombre des événements non souhaité par sous-
systèmes critiques a savoir
 Générateur 3/4 événement redoutes ;

 Canalisation, la soupapel’intercepteur hydraulique 2/3 événement redoute ;
 Gazomètre l’épurateur BP sécheur BP 3/4 événement redoute ;
 Compresseur, déshuileur HP ou sécheur HP 2/3 événement redoutes ;
 Rampe de remplissage9/10 évènements redoutés ;
 Redoseur d’acétone½ évènements redoutés ;
 Mise en stock et retrait des bouteilles 7/7 évènements redoutés.
b) Avec barrières de sécurité

La matrice de criticité tenant compte des barrières de sécurité est représentée par le tableau4.4
Tableau 4.4. Positionnement des sous-systèmes dans la grille avec barrieres de secu rite
Probabilité
5
4 SYS7.4-SYS7.5-SYS7.6
SYS7.7-SYS7.8- SYS7.9-
SYS9.4
3 SYS2.1 SYS5.3-SYS5.4-SYS6.2
SYS5.2 SYS6.3 SYS8.2- SYS5.1
SYS6.1
SYS8.1
2 SYS1.1 SYS3.2 -SYS7.2- SYS7.3
SYS3.1 SYS3.3
SYS7.1
1 SYS4.1 SYS3.4 SYS4.2 SYS4.3
1 2 3 4 5
Gravité
61
Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 4.5
Tableau 4.5. Nombre d'ER selon le type de risque avec barrieres
Type risque Nombre d’ER Pourcentage (%)

inacceptable 20 52.94%
tolérable 2 8.82%
acceptable 13 38.24%
TOTALE 35 100%
La répartition des ENS selon le type de risque est illustrée par la figure
37.14% inacceptable
tolerable
54.29%
acceptable
8.57%
Figure 4.2. Répartition des niveaux de risque selon le type avec barrieres de securite
Interprétation
A partir de notre réévaluation on a constaté que le système fabrication d’acétylène comporte 35

ENS.
- 20 ENS situe dans la zone des risques inacceptables (53%).
- 02 ENS situe dans la zone des risques tolérable (9%).
- 13 ENS situe dans la zone des risques acceptables (38%).
Cette analyse nous a permis de définir le nombredes événements redoutes résiduels dans la
zone critique par sous-systèmes avec application des barrières
 Gazomètre l’épurateur BP sécheur BP 3/4 événement redoute ;

 Compresseur, déshuileur HP ou sécheur HP 2/3 événement redoutes ;
 Rampe de remplissage7/10 évènements redoutés ;
 Redoseur d’acétone ½ évènements redoutés ;
 Mise en stock et retrait des bouteilles 7/7 évènements redoutés.
L’application des barrières de sécurité a permet de baisse le nombre des sous-systèmes

critiques de 7 a 5 etle nombre d’événements non souhaité critiques de 27 à 19.
62
4.2 Détermination des Evènement initiateur et les causes :

L’application de la méthode APR nous a permis d’identifier les sous systemme critique, et le
recensement des causes et l’evenements initiateur de l’evenements redoute.
Le tableau 4-6 rassemble les causes trouvées et evenements initateur de chaque evenement
redoue centrale
Tableau 4.6. Les causes et les evenements initiateur de l’evenement redouté
Evénement Redouté
Cause Evenement Initiateur
Centrale
-Erreur de manipulationrenversement d’un fût de carbure de calcium Déversement de carbure de calcium sur l’aire de Ppréséance d’une
-Choc mecanique chargement dégagement d’acétylène si présence d’eau atmosphère explosive
–Fatigue-vieillissement, corrosion dupalan
- Explosion externe (effet domino)
-Fatigue-vieillissement- corrosion- Mauvaise conduite du procédé Fuite au niveau de réacteur Perte de confinement du
- Choc avec la benne de chargement- Travaux de maintenance par des personnes l’acétylène
non qualifiées
-Pas d’étanchéité de la trémie
-Explosion externe (effet domino)
-Choc mecanique Fuite au niveau del’intercepteur hydraulique
- Fatigue, vieillissement, , vibration
- ou des contraintes mécaniques
-choc Fuite ou rupteur au niveau canalisation
-Corrosion, vieillissement
- travaux par points chauds
-Choc mecanique Fuite au niveau
- Fatigue, vieillissement, , vibration de la soupape
- des contraintes mécaniques
-Choc Fuite au niveau degazomètre
- Fatigue, vieillissement, corrosion ,vibration
- travaux de maintenance générant des points chauds ou des contraintes
mécaniques
-Choc mecanique fuite de l’épurateur BP
mécaniques
-Choc mecanique Fuite au niveau du sécheur BP
mécaniques
-Choc mecanique Fuite au niveau compresseur
mécaniques
-Choc mecanique Fuite au niveau déshuileur HP
mécaniques
-Choc Fuite au niveau sécheur HP
mécaniques
-Travaux de maintenance par des personnes non qualifiées Perte d’étanchéité au niveau d’une jonction
-surpression
-Fatigue, vieillissement, corrosion Fuite au niveau rampes de remplissage
- Mauvaise conduite de l’équipement
- Intervention de maintenance générant des points chauds
-Choc mecanique
- Incendie
- Chute d'une bouteille – mauvaise manipulation manuelle ou non respect des Fuite au niveau d’une bouteille d’acétylène
consignes
-Bouteilles d'origine défectueuses
- Erreur humaine ou malveillance
Défaut du système d’inertage – présence d’oxygène dans le réacteur au moment de Préséance d’un Atmosphère explosif Perte d’intégrité
la réaction physique du réacteur
- Défaut de l’intercepteur hydraulique (retour d’acétylène depuis le gazomètre au
niveau du réacteur)
- Mauvaise conduite de l’équipement
- Incendie externe -. Entrée d’air
-Défaut du système d’inertage ou de purge – présence d’oxygène et d’acétylène Préséance d’un Atmosphère explosif Perte d’intégrité
-Travaux de maintenance générant des points chauds- -Mauvaise conduite de physique du
l’équipement (entrée d’air) gazomètre
-Incendie externe Effet domino Perte d’intégrité
- Foudre physique de plusieurs ou
- Explosion externe d’une bouteille
-Fatigue, vieillissement, corrosion Épandage d’acétone au niveau du sol Perte de confinement du
- Mauvaise conduite de l’équipement redoseur d’acétone
- Choc mecanique
63
4.3 Détermination des Évènements redoutés Centraux :

Liste des évènements redoutés que nous avons tirés de l’APR sont :
1. Perte d’intégrité physique gazomètre

2. Perte de confinement d’acétylènegazomètre
3. Perte de confinement d’acétylène (compresseur, déshuileur HP ou sécheur HP)
4. Perte de confinement d’acétylène (d’une bouteille dans rampe de remplissage)
5. Perte d’intégrité physique d’une bouteille d’acétylène (rampe de remplissage)
6. Perte de confinement d’acétylène (de plusieurs bouteillessimultanément dans rampe de
remplissage)
7. Perte de confinement du redoseur d’acétone
8. Perte de confinement d’acétylène (d’une bouteille dans le stock bouteille)
9. Perte d’intégrité physique de la bouteille d’acétylène (stock bouteille)
10. Perte de confinement d’acétylène (de plusieurs bouteilles simultanément dans le stock
bouteille)
L’analyse des 10 ERC précédentes qui se situent dans les sous-systèmes fabrication, stockage
et condetionnement d’acetyléne, peuvent se résumer en deux grandes catégories :
 Perte de confinement d’acétylène

 Perte d’intégrité physique Réservoir d’acétylène
Et en tenant compte, de l’accidentologie, des agressions d’origine externe, des agressions
d’origine interne nous a permet de les résume en trois(03) ERC qui devront être étudiés dans
le détail a savoir :
 Perte de confinement d’acétylène dans la chaine de fabrication (générateur, gazomètre,

conduite, jonction…)
 Perte d’intégrité physique des Réservoirs d’acétylène (gazomètre, bouteilles)
 Perte de confinement du redoseur d’acétone
En finalité, il est à signaler que cette méthode nous a fournis des causes et les evenements
initateurtrès utiles. Cependant, pour la construction des arbres de défaillances, il nous faudra
encore plus de causes qui engendrent les ER (surpression par exemple). Nous avons à
appliquer alors la méthode HAZOP par la suite.
4.4 Hazard operability analysis (HAZOP)

L’installation de production et de conditionnement d’acétylène est un système thermo-
hydraulique dans lequel circule un fluide (gaz combustible) et la HAZOP est particulièrement
adaptée à ce genre de système ; donc c’est la méthode la plus appropriée à appliquer. Elle
nous permet d’extraire les événements (conséquences) engendrés par les dérives des
paramètres liés à l’exploitation de l’installation étudiée, de déterminer les causes et de
recenser les barrières de sécurités existantes. Cette méthode nous fournit également encore
plus de causes potentielles possibles qui peuvent conduire à des événements redoutés
notamment la suppression et la perte de confinement du gaz d’acétyléne.
64
Découpage
Le découpage de l’installation qui fait l’objet d’une analyse HAZOP est une étape primordiale
et indispensable pour que l’analyse soit complète et de qualité dans notre cas,nous avons pu
identifier les différentes dérives qui peuvent exister, les causes et les conséquences de ces
déviations sur les sous système Générateur, Stockage et lavage et Conditionnement C2H2 Les
paramètres exploités dans notre étude sont des paramètres qu’on a sélectionnés et qui peuvent
affecter le bon fonctionnement des sous-système sus cite (selon SADT), tel que la pression, le
niveau et la température.
Nous avons découpé le circuit d’acétylène en trois nœuds à savoir :
 La fabrication d’acétylène ;
 Gazomètre, épurateur, compresseur ;
 Rampe de remplissage des bouteilles.
Pour plus de clarté, nous avons identifié les nœuds choisis dans les schémas P&ID de la
l’installation étudiée que nous présentons en annexe3.
Résultats
Nous avons suivi la démarche systématique HAZOP décrite dans le chapitre 2 puis synthétisé
notre analyse dans 3 tableaux (un tableau pour chaque nœud) qui sont présentés en annexe 4.
Chaque tableau contient l’identification du nœud et se compose de dix colonnes. La dernière
colonne, intitulée observations, est dédiée aux jugements que nous portons aux dérives. C’est
une échelle de trois niveaux (tolerable, critique et inacceptable) qui sont expliquées dans le
tableau 4-6.
Tableau 4-7 Classification des niveaux des dérives.
Niveau Signification
Dérive dont l’effet à une répercussion sur la

Tolerable production
Dérive qui conduit à la surpression, à

Critique l’augmentation du niveau des condensats ou de
température
Dérive qui conduit directement à la perte de

Inacceptable confinement (fuite) du gaz ou la rupture de pipes
L’analyse par l’application de la méthode HAZOP nous a permis d’extraire plusieurs dérives
qui conduisent aux ER, les plus importants sont la surpression et la perte de confinement
d’acétylène. Elle nous a permis également d’identifier d’autres dérives qui affectent le bon
fonctionnement de l’installation. Nous résumons ci-dessous la répartition de l’ensemble des
niveaux de dérives trouvées.
65
12%
47%
41%
Direves Innacceptable
Direves critique
Direves tolerable
Figure 4-3 : Proportions des différents niveaux de dérives
Si nous considérons les proportions, nous observons que celle des dérives indésirables tient
une place importante. Cependant, si on combine les pourcentages des dérives inacceptables et
critiques, la proportion sera plus significative. Donc nous pouvons déduire que la majorité des
dérives conduit aux événements tels que la surpression, la perte de confinement du gaz (fuite)
ou la rupture des conduites.
Nous présentons ci-dessous la répartition des trois niveaux de dérives à travers les trois nœuds
étudiés.
Figure 4-4 : Proportions des différents niveaux de dérives dans chaque nœud étudié.
Résultats et interprétations :
Notre étude HAZOP (Annexe 4) nous a permis de :
- Identifier les différents paramètres (Pression, température et niveau).

- Identifier le phénomène dangereux le plus grave qui peut être survenu au niveau de
nos sous système qui est le VCE.
- Déterminer les différentes causes qui provoquent des conséquences importantes.
- Recenser les différentes barrières de sécurité existantes.
66
4.5 Arbre dedéfaillances

Définition de l’évènement redouté
L’utilisation des méthodes d’analyse (APR, HAZOP) nous permet d’identifierles évènements
redoutés suivante :
 Perte d’intégrité physique de gazomètre ;
 Perte de confinement d’acétylène au niveau de réseau HP ;
 Perte d’intégrité physique d’une bouteille ;
 Fuite sur une bouteille d’acétylène.
Qui mérite d’être retenus pour une analyse par arbre des défaillances.
Représentation logicielle d’Arbre-Analyse :

Nous avons utilisé le logiciel Arbre-Analyse pour la construction de l’ADD.
Arbre-Analyste est un nouvel logiciel Open-Source dont le but est de standardiser et de
pérenniser les modélisations par arbre de défaillances en s’appuyant sur deux piliers : le
format Open-PSA et le moteur de calcul XFTA. On a utilisé la Version 2.3.0 Stable -
15/02/2018 [5].
Figure 4.5 : interface du logicielle Arbre-Analyste
Coupes minimales
L’une des méthodes d’effectuer une coupe est de calculer les pourcentages de la contribution
des événements de base à la survenance de l’E.R. (c’est-à-dire sa probabilité).
Les arbres de défaillances ansi que leur Estimation des probabilités de la survenance des
évènements de base et Coupes minimales sont donné dans les figuresci-dessous :
Nous schématisons les quatre arbres de défaillances dans les figures 4-6 à 4-13.
67
1. Perte d’intégrité physique de gazomètre
Figure4-6 : AdD 1.
Figure 4.7 Pourcentage de la contribution des évènements de base à la survenance de

l’E.R
On constate que la probabilité d’événement redoute centrale perte d’integrite de gazometre à

une faible valeur de 8,2*10-11 et que trois événements de base (travaux par point chaud et
defautdu système d’ineertage ou ouverteur de gazometre) contribueeux seuls avec 63%
(0.625135) à la survenance de ER.
68
2. Fuite acétylène au niveau de réseau HP
Figure 4-8 : AdD 2
Figure 4.9. Pourcentage de la contribution des évènements de base à la survenance de l’ER
On constate que la probabilité d’événement redoute centraleFuite d’acétylène au niveau de

réseau HP à une valeur de 1,2*10-2et quela cause (mauvais serrage des raccords) de base
contribueelle seul avec 81% (0.8129) à la survenance deER
69
3. Perte d’intégrité physique d’une bouteille
Figure 4-10 : AdD 3
Figure 4.11. Pourcentage de la contribution des évènements de base à la survenance de l’E.R
On trouve que quatre événements (défaillance des deux pompes d’eau et nombre de boutille
en charge insuffisant ou l’augmentation de T° ambiante) de base contribuent à eux seuls avec
76% et (0.379213 +0.379213) à la survenance de l'E.R.
70
4. Fuite sur une bouteille d’acétylène

Figure 4.12 AdD4
Figure 4.13 Pourcentage de la contribution des évènements de base à la survenance de l’E.R
On trouve que l’événement (robinet de bouteille fuyarde) de base seulement represante 50%
des causes responsable de la survenance de l'E.R.
Estimation des probabilités de la survenance des évènements de base :

Afin de tendre vers une estimation plus juste de la probabilité des évènements de bases, nous
nous sommes inspirés des données contenues dans la documentation. (Base de données
OREDA, PFE des étudiants des années passées).
Les probabilités des différents événements sont présentés dans les tableaux de 4.10 au 4.13.
71
Tableau 4-8 : Probabilités de défaillances des évènements de base pour l’ERC 1.
Codification Evènement de base Fréquence
E007 source de chaleur externe 3 x 10-3

travaux de maintenance
E008
générant des points chauds 5.14 x 10-3
défaut du système
E010
d'inertage 3 x 10-3
E011 mauvais purge 1 x 10-5
E012 perte d'étanchéité 1 x 10-9
EO13 ouverture pour travaux 1 x 10-5

E004 corrosion 1x 10-3
E005 fatigue 1x 10-3
mauvais serrage des
E006
raccords 1x 10-2
E007 user joint d'étanchéité 1x 10-4
bouchage au niveau
E009
sécheur-déshuileur 1x 10-4
bouchage d'arrêt
E010
d'explosion 1x 10-4
E015 Défaillance thermostat 1x 10-2
E016 Défaillance pressostat 1x 10-2
Défaillance système arrêt
E018
de compresseur 1x 10-2
E019 bouchage sur réseau 1x 10-4
Chute de la température
EO2O
ambiante 1x 10-2
défaillance de système de
E026
refroidissement 1x 10-2
E027 mauvais réglage 6.30x 10-2
E028 vanne bloque ouverte 3x 10-2
E029 erreur humaine 1x 10-3
72

absence d'eau dans le
E004
bassin 1 x 10-4
bouchages des
E005
pulvérisateurs d'eau 1 x 10-4
défaillance des deux
E006
pompes d'eau 2.02 x 10-3
nombre des bouteilles en
E007
charge insuffisant 1 x 10-2
E011 Feu externe 1 x 10-3
augmentation de
E012
température ambiante 1 x 10-2
EO13 matières poreuses détériore 1 x 10-3
mauvais contrôle
E014
d'acetonage de la bouteille 1 x 10-3
robinet laisse ouvert après
E015
acetonnage 1 x 10-3

Robinet de bouteille
E002
fuyarde 3 x 10-5
E003 Chute d'une bouteille 1 x 10-5
Bouteilles d'origine
E004
défectueuses 1 x 10-5
Erreur humaine ou
E005
malveillance 1 x 10-5
CONCLUSION :
Cette méthode nous permet de déterminé les fréquences d’événements redoutés centraux sus
cite ou On constate que la probabilité d’événement redoute centrale Fuite d‘acétylène au
niveau de réseau HP est le plus fréquent avec une valeur de 1,2*10-2et que le principe de
Pareto est appliquée à notre cas : 7% des causes (1 évènement de base sur un total de 16)
provoquent approximativement 80% des effets.
Ce qui signifier si on agit sur les causes représentées par ces 7% on peut réduire la probabilité
de l’apparition de l’événement redouté de 80%
Ces chiffres vont être utilisés pour le calcul de la probabilité d’occurrence de l’explosion dans
l’arbre des effets suivante
73
4.6 Arbre d’évènements
Le suivi de la démarche qui consiste à envisager d’une manière systématique le

fonctionnement ou la défaillance des fonctions de sécuriténous a amené à construire deux
AdE qui sont présentés dans les figures ci-dessous.
L’étude menant jusqu’aux évènements redoutés centraux n’est pas terminée, les effets ou les
scénarios sont multiples, et dépendront de la source d’ignition si elle est présente au moment
de la survenance de l’ERC, et après combien de temps, trois scénarios se présentent :
1. S’il y’a pas d’ignition, il y’aura une simple dispersion des gaz dans l’air.
2. S’il y’a ignition instantanée, soit il y’aura un feu de torche jusqu’à ce que la fuite sera
maîtrisée, soit inflammation du mélange, à ce moment il y’aura incendie.
3. Si l’ignition est retardée, et vu que l’acétylène est tres reactivite avec une large plage
d’inflamablité, dans ce cas il y’ aura une formation d’un ATEX, à ce moment il y’aura
explosion.
 Identification des fonctions de sécurité

Avant de construire les arbres des événements, nous identifions d’abord les fonctions de
sécurité qui empêchent l’aboutissement aux ERS. Nous les présentons dans le tableau 4.14
Tableau 4.12 : Fréquences de défaillance des équipements de sécurité [14].
Equipement Fréquence de défaillance Codification

Detection C2H2 10-2 P1
Alarme 2 x 10-2 P2
Intervention humain 4 x 10-1 P3
Probabilité d'ignition instantanée

Le « purple book » recommande les valeurs figurant dans le Tableau (4-13) ci-dessous
Tableau 4-13 : Probabilité d'ignition instantanée pour une installation fixe [23]
Source Substances
Gaz (faible Gaz (moyenne/
Continué Instantané Liquide
réactivité) fort réactivité)
< 10 kg/s <1000 kg 0,065 0,02 0,2
10-100 kg/s 1000-10000 kg/s 0,065 0,04 0,5
> 100 kg/s > 10000 kg/s 0,065 0,09 0,7
Probabilité d'ignitionretardée
Le tableau (4.14) suivant représente les probabilités d’ignition en une minute cité dans (Purple
book) avec un ajustement relative aux conditions de site.
74
Tableau 4-14 : Probabilité d'ignition en une minute [11]

Source Probabilité d’ignition dans uneMinute
Source Ponctuelle
Véhicule 0,4
Torche 1,0
Four à l’extérieur 0,9
Four à l’intérieur 0,45
Chaudière à l’extérieur 0,45
Chaudière à l’intérieur 0,23
Source Linéaire :
Source de transmission 0,2 par 100m
Route 0,06
Chemin de fer 0,011
Source surfacique :
Installation chimique 0,9 par site
Raffinerie de pétrole brut 0,9 par site
Source de population
Résidentiel 0,01 par personne
Force (employées) 0,01 par personne
L’arbre des défaillances correspond à l’événement non souhaité ‘Incendie/explosion’ suite à

la rupture d’une canalisation contenant du C2H2. Il permet de décrire tous les scénarios
d’accidents (les coupes de l’arbre) qui permettent d’atteindre l’ENS. Ces scénarios sont
constitués de l’ensemble des événements élémentaires qui doivent se produire de façon
concomitante pour que l’ENS se produise.
Figure 4.14 : AdE Fuite C2H2 sur réseau HP sans probabilité.

L’bbooléenne permet de traiter mathématiquement ce type d’arborescence et de déterminer
facilement les coupes de l’arbre. Cette méthode est une méthode d’analyse des risques a priori
de type déductive.
L’arbre des événements est un outil qui permet d’étudier quelles sont les conséquences d’un
ENS suivant le fonctionnement des barrières qui sont mises en place pour limiter la gravité
75
des effets de l’ENS sur son environnement. L’exemple donné correspondant au

fonctionnement des différentes barrières techniques et organisationnelles mises en œuvre suite
à une fuite de gaz inflammable avec le calcul de la probabilité d’obtenir une fuite maîtrisée
dans un délai raisonnable.
Les fréquences d’occurrence de chaque phénomène dangereux sontr eprésentées sur les deux
arbres d’événement, dans les figures ci-dessous. Ces fréquences sont calculées à partir de la
fréquence de la fuite, les probabilités de fonctionnement ou la défaillance des fonctions de
sécuritéet les probabilités d’ignition:
Figure 4.15 : AdE Fuite C2H2 sur réseau HP.
Figure 4.16 : AdE Fuite sur Bouteille C2H2.
76
Le calcul des fréquences finales :

Le fonctionnement ou la défaillance des trois fonctions de sécurité existante nous donne trois
chemins de survenance des ERS possible.
Fuite Système réseau HP C2H2 :
- fuite maitrise = (1,20*10-2)*0.99*0 .98*0.6=6.99 10-3
- Dispersion Ch1 = (1,20*10-2)*0.99*0 .98*0.4*0 .8*0.6=2.24 10-3
Dispersion Ch2 = (1,20*10-2)*0.99*0 .02*0 .8*0.6=1.14 10-4
Dispersion Ch3 = (1,20*10-2)*0. 01*0 .8*0.6=5.76 10-5
- Vapeur Cloud explosion (VCE) Ch1 = (1,20*10-2)*0.99*0 .98*0.4*0 .8*0.4=1.49 10-3
Ch2= (1,20*10-2)*0.99*0 .02*0 .8*0.4=7.60 10-5
Ch3= (1,20*10-2)*0. 01*0 .8*0.4=3.84 10-5
- Feu de torche Ch1 = (1,20*10-2)*0.99*0 .98*0.2=9.31 10-4
Ch2= (1,20*10-2)*0.99*0 .02*0 .2=4.75 10-5
Ch3= (1,20*10-2)*0. 01*0 .2=2.40 10-5
Fuite Système bouteilles C2H2 :
- fuite maitrise = (6*10-5)*0.99*0 .98*0.6=3.49 10-5
- Dispersion Ch1= (6*10-5)*0.99*0 .98*0.4*0 .8*0.6=1.11 10-5
Dispersion Ch2= (6*10-5)*0.99*0 .02*0 .8*0.6=5.60 10-7
Dispersion Ch3= (6*10-5)*0. 01*0 .8*0.6=2.88 10-7
- Vapeur Cloud explosion (VCE) Ch1 = (6*10-5)*0.99*0 .98*0.4*0 .8*0.4=7.45 10-6
Ch2 = (6*10-5)*0.99*0 .02*0 .8*0.4=3.80 10-7
Ch3 = (1,20*10-2)*0. 01*0 .8*0.4=1.92 10-7
- Feu de torche Ch1 = (1,20*10-2)*0.99*0 .98*0.2=4.7 10-6
Ch2= (1,20*10-2)*0.99*0 .02*0 .2=2.37 10-7
Ch3= (1,20*10-2)*0. 01*0 .2=1.2 10-7
On remarque que dans le circuit HP d’acétylène, la probabilité qu’une explosion ait lieu est la
plus grande, malgré la présence des barrières de sécurité. Contrerement au Système bouteille,
où on voit que les barrières de sécurité ont fait diminuer le risque d’incendie et d’explosion.
D’où la nécessité d’accentuer et augmenter les mesures de sécurité concernant le circuit HP
d’acétylène, et de prendre les précautions au sujet des éventuelles défaillances oubliées ou
négligées.
Les probabilités pour le système bouteille sont admissibles, mais celles de système circuit
d’acétylène HP ne le sont pas, effectivement, La probabilité tolérable d’un évènement doit
être inférieure à 10-5/an selon la norme (CEI 61882) (CEI). D’où l’on remarque que pour le
circuit C2H2 on est dans domaine intolérable,
1,49×10-3> 10-5.
Mais pour le local de stockage bouteille d’acétylèneon est dans le domaine tolérable,
7.45 10-6< 10-5.
La norme [IEC-61511, 2000] décrit pour ce cas (évènement de probabilité intolérable) un
système de prévention des installations industrielles, qui est le Système Instrumenté de
Sécurité (S.I.S), et qui définit le niveau d’intégrité de sécurité (S.I.L) nécessaire pour les
systèmes évoluant vers une voie comportant un risque pour les installations.
77
4.7 Méthod nœud Papillion

La construction des arbres de défaillances et des arbres d’événements nous a permis chacun
en ce qui les concerne de mettre en évidence la combinaison des causes basiques qui
engendrent la fuite ou la perte d’intégrité physique ainsi que de déployer les événements
redoutés secondaires provoquées. De plus ces arbres nous ont permis de calculer les
probabilités d’occurrences. Dans le but visualiser les phénomènes dangereux et leurs effets
majeurs, nous schématisons maintenant les scenarios d’accidents par l’application de la
méthode nœud papillon avec la fuite ou la perte d’intégrité physique comme évènement
redouté centrale. Pour cela, nous combinons les AdD et les AdE élaborés pour chaque sous-
système avec la mise en place des barrières de défense (protection sur les AdE et prévention
sur les AdD) ; ensuite nous envisageons le développement de chaque scenario jusqu’à
l’arrivée aux effets majeurs.
Les nœuds papillons sont élaborés et présentés dans les figures 4-12 à 4-15 ci-après. Nous
présentons dans le tableau 4-17 les barrières de défense et leurs codes couleur.
Tableau 4-15 : Identification des barrières de défenses.
Code couleur numéro Barriere
1 contrôle visuel des opérateurs
2 opérateurs formés et habilités
3 Programme d’inspection et de maintenance
barrière de prévention 4 Consignes et modes opératoires
5 protection métalliques robinet
6 Procédure Visite bouteilles C2H2
7 Equipe d’intervention et P.I.I
1 Détecteur de gaz
2 Sirène alarme
3 Equipe d’intervention
barrière de protection 4 permis de travail etpermis de feu
5 détecteurde fumée
6 Système d’extinctiondéluge
7 P.I.I
78
Figure 4-17 : Nœud papillon de l’ERC Fuite C2H2 sur réseau HP.
79
Figure 4-18 : Nœud papillon de l’ERC ‘’Perte d’intégrité physique d’une bouteille au
remplissage’’.
80
Figure 4-19 : Nœud papillon de l’ERC ‘’fuite sur bouteille C2H2’’.
81
Figure 4-20 : Nœud papillon de l’ERC ‘’Perte d’intégrité physique de gazomètre’’
82
L’élaboration des nœuds papillons nous a permis de visualiser clairement les scenarios
d’accidents qui pourraient survenir au niveau des sous-systèmes qui composent la fabrication
d’acétylène. Elle nous a permis également de savoir quels genres de phénomènes dangereux
aux quels nous pourront être confortés ainsi que la nature des conséquences néfastes qui
pourraient en découler.
Pour estimer l’étendue des dégâts et de la détérioration de matériel et d’appareillage que
pourrait causer l’explosion le feu de torche et la perte d’integrite physique, il nous parait
opportun de faire une simulation des phénomènes dangereux. C’est ce qui sera traité au point
suivant.
4.8 Simulation des effets d’incendie et d’explosion

Les nœud-papillons élaborés ci-dessus montrent que l’explosion(VCE) et le feu torche
peuvent avoir lieu dans tous les sous-systèmes étudiés. L’évènement redouté secondaire qui
est à l’origine de ces phénomènes dangereux est généralement la rupture des brides de
jonction en amont ou en aval de chaque équipement. Donc c’est les scenarios sur lequel notre
simulation sera basée.
4.8.1 Critères retenus pour la détermination des zones de dangers

4.8.1.1 Effets thermiques
Les valeurs seuils des effets thermiques de référence retenues sont [3]:
Tableau 4-16: Seuil des effets thermiques
Valeur Effet sur l’homme Effet sur les structures

Seuil des effets létaux significatifs (SELS) Seuil des effets dominos
8 kW/m 2 correspondant à la zone des dangers très correspondant au seuil des dégâts
graves pour la vie humaine. graves sur les structures.
Seuil des effets létaux (SEL) correspondant à
5 kW/m 2 la zone des dangers graves pour la vie Seuil des destructions de vitres
humaine. significatives.
Seuil des effets irréversibles (SEI)
3 kW/m 2 correspondant à la zone des dangers
significatifs pour la vie humaine.
4.8.1.2 Effets de surpression

Les valeurs seuils des effets de surpression de référence retenues sont [3] :
Tableau 4-17 : Seuil des effets de surpression
Valeur Effet sur l’homme Effet sur les structures

Seuil des effets létaux significatifs (SELS)
correspondant à la zone des dangers très graves
200 mbar Seuil des effets dominos
pour la vie humaine.
Seuil des premiers effets létaux (SEL)
Seuil des dégâts graves sur les
correspondant à la zone des dangers graves pour la
140 mbar structures
vie humaine.
Seuils des effets délimitant la zone des effets (Effondrement partiel des murs
20 mbar
indirects par bris de vitre sur l'homme en briques)
83
Afin d’estimer l’étendue des effets au niveau de l’installation d’acétylène ainsi que les effets
sur les équipements avoisinants, nous avons simulé l’incendie et l’explosion avec le logiciel
PHAST. En effet, il nous a permis de représenter sur la carte géographique les périmètres qui
correspondent à chaque seuil d’effet thermique et de surpression. Nous représentons dans les
figures suivantes les seuils des effets létaux et irréversibles pour les personnes et les seuils des
effets sur les structures.
Comme précisé au chapitre 2, la simulation des effets d’explosion de nuage gazeux a pour
objectif d’obtenir la courbe de variation de la surpression en fonction de la distance en
employant les modèles Numérique phast pour le senarion suivant :
4.8.2 VCE suite à la fuite d’acétylène sur unité de production
Il est considéré dans cette situation accidentelle qu’un rupteur total de la section de la
canalisation d'alimentation en C2H2 De la rampe de remplissage se produit ce qui constitue le
cas le plus pénalisant
Le régime régnant dans la canalisation est de 25bar de pression relative de C2H2 gazeux, pris
par hypothèse conservative à 30°C, dans une conduite de diamètre 15mm. L'alimentation est
considérée en continue pour le calcul de débit à la brèche.
On calcule un débit à la brèche de 0,312 kg/s de C2H2
La dispersion du nuage est évaluée avec le logiciel Phast dans les conditions météorologiques
5D, 1.5 D et 1.5 FNC (La dispersion se fait en réalité dans le local du conditionnement. La
prise en compte des conditions météorologiques confère un caractère conservatif au calcul).
Le résultat de la modélisation est représenté ci-après.
On obtient l'étendue du nuage à la LII de 10,5m (les conditions météorologiques 1.5 F)
Figure 4-21 : La dispersion du nuage

Définition des zones encombrées
Le nuage de gaz se disperse sur une distance R, représentant la portée maximale de la limite
inférieure d'inflammabilité (LII) : RLII = 10,5m
Considérant que la fuite se produit sur la canalisation de C2H2 gaz reliant le compresseur à
larampe de remplissage, la zone encombrée est définie comme le volume du local de
production de C2H2 (900 m3) avec un degré de sévérité/confinement 10 (confinement quasi-
total et forte densité d'obstacles).
84
Résultats d'évaluation des effets de surpression du VCE
Les zones de dangers sont obtenues avec la méthode Multi-Energie modélisée avec Phast 7.2
en cas de scénario de VCE. Ces zones sont les suivantes :
Figure 4-22 : Distance des effets de la surpression à (200, 138 et 20 mbar).
Figure 4.23. Présentation des rayons de surpressions critiques sur la carte géographique
Tableau 4.18. Surpression en fonction de la distance
Météo : 1.5F NC
Zone C2H2
Surpression Distance
200 mbar 12m
140 mbar 12,7m
20 mbar 24m
85
 Interpretation
La figure 4-23 nous indique qu’il y a possibilité d’effets létaux jusqu’à une distance maximale
de 12 mètres sur les personnes (cercle en rouge). Quant aux effetsindirects par bris de vitre sur
l'homme, la figure montre que l’onde de choc correspondante à ces effets (20 mbar) est
ressentie jusqu’à une portée de 24 mètres (cercle en bleu). Nous remarquons sur la figure que
le premier cercle (rouge) couvre l’atelier de conditionnement et de stockage des bouteilles
tandis que le deuxième (bleu) qui correspond à une surpression de 20 mbar inclue
pratiquement toutes les zones dédiées aux piétons et vois de circulation.
Nous signalons que toutes les voies de circulation sont fortement fréquentées par les
opérateurs, donc en cas d’évènement d’explosion de gaz, la population se trouvant dans un
rayon de 12.7 mètres sera exposée à une onde de choc mortelle de 140 mbar et celle qui se
trouve dans une position quelconque entre 12.7 et 24 mètres subira une surpression de
supérieur 20 mbar qui se caractérise par des effets irréversibles pour la viehumaine jusque 50
mbar ou des effets indirects à 20 mbar.
4.8.3 VCE suite à la fuite sur bouteille d’acétylène
Les bouteilles de C2H2 sont présentes soit dans l'unité de conditionnement du bâtiment de
production de C2H2, soit dans le local où elles stockées pour la vente.
Les hypothèses suivantes sont retenues pour le calcul des conséquences d’une brèche sur une
bouteille de C2H2 qui constitue le scénario initial en l'absence de source d'inflammation
immédiate.
Sur la bouteille, la brèche considérée est un sectionnement du robinet d’une bouteille réalisant
ainsi une ouverture de 23,2mm (cas pénalisant). La brèche est considérée à 140cm au niveau
du sol (bouteille stockée verticalement) avec un jet horizontal (cas pénalisant).
La rupture du robinet conduit à la perte de confinement de la bouteille. Le nuage gazeux
formé se disperse à l’atmosphère. Le C2H2 gazeux rejeté après la brèche peut former un
mélange inflammable et explosible par dispersion et dilution dans l'air.
En premier lieu, la dispersion d’un nuage inflammable compris entre les limites
d'inflammabilité du C2H2 par le débit à la brèche avec les caractéristiques ci-après est
calculée.
Tableau 4.19. Caractéristiques de scenario
Commentaires /
Caractéristique(s)
Remarques
Equipement concerné Bouteille de C2H2 Bouteille de 6,66 kg de
dissout C2H2
Diamètre de l’ouverture Diamètre interne : 23,2 Hypothèse conservative :
concernée par le scénario mm sectionnement du robinet
Température de service 30 °C
Pression de service 18 bars PMS
LII 2,2 % vol
LSI 85 % vol
86
Évaluation des effets de surpression du VCE
Figure 4-24 : Distance des effets de la surpression (200, 138 et 20 mbar).
Météo : 5D NC
Zone C2H2
200 mbar 24m
140 mbar 32m
20 mbar 165m
 Interpretation
La figure 4-25 nous indique qu’il y a possibilité d’effets létaux jusqu’à une distance maximale
de 24mètres sur les personnes (cercle en rouge). Quant aux effetsindirects par bris de vitre sur
l'homme, la figure montre que l’onde de choc correspondante à ces effets (20 mbar) est
ressentie jusqu’à une portée de 165 mètres (cercle en rose). Nous remarquons sur la figure que
le premier cercle (rouge) couvre l’atelier de conditionnement et de stockage des bouteilles et
les voies de circulation tandis que le deuxième (rose) qui correspond à une surpression de 20
mbar à un effet mêmeal’extérieur de l’établissement.
87
4.8.4 FEU TORCHE

Le phénomène de feu torche ou de torche enflammée peut se produire sur des réservoirs
contenant des gaz combustibles sous pression. Ce phénomène sera étudié pour les fuites
enflammées sur :
- Une bouteille d’acétylène ;
- Une conduite d’acétylène dans l’unité de production.
Les hypothèses pour le terme source sont celles prises pour le calcul des VCE de ces
équipements (rupture guillotine du robinet ou 100% de la canalisation). Les débits à la brèche
seront ceux calculés précédemment.
Simulation de feu torche sur unité d’acétylène
Figure 4-26 : Distance des effets de l’effet thermique.
Figure 4-27 : Distance des effets thermiques (8, 5 et 3 kW/m2).
Tableau 4.21. Le flux thermique en fonction de la distance
Météo : 5D NC
Zone C2H2
Flux thermique Distance d’effet
8 KW/m2 7m
5 KW/m2 8m
3 KW/m2 9m
88
 Interpretation
Les seuils de 8KW/m2 ,5 KW/m2et 3 KW/m2 (Seuil des effets domino et seuil des dégâts graves
sur les structures respectivement) présentent des distances de (9 a 7 m) touchant que le
voisinage immédiat
Modélisation feu torche bouteille d’acétylène
Figure 4-28 : Distance des effets thermiques (8, 5 et 3 kW /m2).
Figure 4.29. Présentation des rayons des effets thermiques sur la carte géographique
Tableau 4.22. Le flux thermique en fonction de la distance

Météo : 5D NC
Zone C2H2
Flux thermique Distance d’effet
8 KW/m2 18m
5 KW/m2 20m
3 KW/m2 22m
 Interpretation
La carte sur la figure 4.29 reprend les effets radiatifs de feu de torche après larupture
guillotine du robinet de la bouteille d’acétylène. Les contours d’effets sur l’hommeles plus
critiques sont illustrés sur lacarte satellite. Le flux thermique serait létal dans un rayon de 20
mètres (distance d’effet du seuil thermique de 5kW/m2) autour du point d’occurrence de
l’accident pour les personnes non protégées et sur 22 mètres pour la zone des dangers
significatifs pour la vie humaine.
89
4.8.5 EXPLOSION GAZOMETRE

Le phénomène d’explosion pneumatique est pris en compte dans le cas majorant d’une
explosion par un mélange stœchiométrique de gaz ou vapeurs inflammables dans un réservoir
avec de l’air. Ce phénomène peut concerner :
- Le gazomètre d’acétylène
Figure 4-30 : Distance des effets de la surpression (200, 138 et 20 mbar).

Météo : 5D NC
Zone C2H2
200 mbar 35m
140 mbar 50m
20 mbar 271m
 Interpretation
Donc l’explosion de gazomètre, génère des dégâts d’une ampleur très considérable pour la vie
humaine ainsi que sur les structures et le matériel avoisinant.
90
En conclusion,
Ce chapitre est considéré comme le pilier de notre étude. L’analyse des risques par la méthode
HAZOP nous a permis identifier le phénomène dangereux le plus grave qui peut être survenu
au niveau de nos Sous-système qui est le VCE.
D’âpre la méthode ADE On remarque que dans le circuit HP d’acétylène, la probabilité
(1,49×10-3) qu’une explosion ait lieu est la plus grande, malgré la présence des barrières de
sécurité,d’où la nécessité d’accentuer et augmenter les mesures de sécurité concernant le
circuit HP d’acétylène.
Après l’application de la modélisation des effets des phénomènes dangereux sur l’installation
par le programme PHAST, on a démontré la gravité de cette situation ou l’erreur est
désastreuse.
Dans le chapitre suivant on va proposer un SIS pour assurer la réduction de ce risque.
91
Chapitre 5: Mesures de réduction des risques
Chapitre 5
MOYENS DE RÉDUCTION DES
RISQUES
92
Chapitre 5
MOYENS DE RÉDUCTION DES

RISQUES
Dans ce chapitre, nous avons proposé des solutions pour la démarche de la maîtrise de risque,
dans le but de réduire les risques majeurs qui puissent toucher l’intégrité de l’installation. Ces
solutions peut être des solutions d’ordre technique, ingénierie et organisationnelle.
Pour répondre au besoin de la mise en œuvre d’une barrière de sécurité au scénario : fuites de
gaz C2H2 au niveau de système conditionnement d’acétylène nous avons jugé la nécessité
d’élaborer un système d’arrêt d’urgence commandé par une unité logique accompagné d’un
système mis a l’air C2H2 sous pression dans le reseau et un système de pulvérisation d’eau
qui vont nous permettre de réduire le risque au minimum.
5.1 Systèmes instrumentés de sécurité (SIS)

Les systèmes instrumentés de sécurité (SIS) appartiennent à la catégorie générique établie par
la norme internationale CEI61508 [19] comme des systèmes liés à la sécurité. Le « système
instrumenté de sécurité » est un terme plus utilisé actuellement dans l'industrie des procédés.
Il est défini par CEI 61511 [20], une norme dérivée de la norme CEI 61508 pour ce secteur,
en tant que « système instrumenté utilisé pour accomplir une ou plusieurs fonctions
instrumentées de sécurité (SIF) dans le but d'atténuer le danger et de mettre le processus en
état de sécurité en cas d’évènement redouté Un SIS est constitué d’une combinaison de
capteurs, de résolveurs logiques et d'éléments finaux sous forme d’actionneurs».
Voici un descriptif de chacune de ses parties : [21]

- Sous-système « Eléments d’entrée ‘S’ » : constitué d’un ensemble d’éléments d’entrée
(capteurs, détecteurs) qui surveillent l’évolution des paramètres représentatifs du
comportement de température, pression, débit, niveau…. ;
- Sous-système « Unité logique » : comprend un ensemble d’éléments logiques (PLC, API)
qui récoltent l’information en provenance du sous-système S et réalisent le processus de prise
de décision qui s’achève éventuellement, si l’un des paramètres dévie au-delà d’une valeur-
seuil, par l’activation du sous-système FE.
- Sous-système « Eléments Finaux (FE) » : agit directement (vanne d’arrêt d’urgence) ou
indirectement (vanne solénoïdes, alarme) sur le procédé pour neutraliser sa dérive en le
mettant, en général, dans un état sûr.
Figure 5. 1 : Exemple d'un SIS

93
La conception du SIS implique la réalisation de certains niveaux minimaux d'intégrité de

sécurité (SIL) comme l'exige la norme CEI 61508. Les exigences d'intégrité de sécurité
incluent la restriction maximale de la probabilité moyenne de défaillance à la sollicitation du
SIS (PFDavg) et un niveau minimum de tolérance aux fautes. La tolérance aux fautes est la
capacité d'un système à éviter que les échecs (fautes) individuels des composants ne
conduisent à la défaillance complète du SIS [21]. Le niveau d’intégrité de sécurité (SIL) requis
pour le SIS est un niveau discret parmi quatre niveaux possibles (de 1 à 4), pour chacun il est
associé une probabilité moyenne de défaillance à la demande (PFDavg). Ce dernier est d’autant
moins important que le SIL est élevé (voir tableau 5-1). Il est à noter que les SIS sont
caractérisés par une faible demande, en effet ils sont sollicités qu’en cas d’occurrence
d’évènement redouté (surpression par exemple).
Tableau 5-1 : SIL pour mode de fonctionnement à faible demande [21].
SIL (PFDavg)
4 [10-5 ; 10-4]
3 [10-4 ; 10-3]
2 [10-3 ; 10-2]
1 [10-2 ; 10-1]
5.2. Proposition d’un Système d’arrêt d’urgence accompagné d’un

système de pulvérisation d’eau asservi
5.2.1. Définition de circuit IGA manuel existant :
L’ensemble de circuit comporte une boucle en pression d’azote (10bar) qui maintien fermées
les vannes d’eau d’incendie VP 401 et ouverte entre le compresseur et les rampes la vanne
VP400.
Une séries des vannes a déclanchementà tirette est dispose à l’extérieur du bâtiment
approximée de chaque porte (V410 et la suite) l’action sur l’une ou sur l’autre des ces tirettes
provoque la mis a l’air de circuit d’azote provoquant le déclenchement instantané du
pressostat PSAL 400 qui entraine :
 L’arrêtgénéral de l’unité acétylène ;
 La mise à l’airpar la vanne VP400 de tout le réseauHP d’acétylène ;
 L’alimentation en eau des rampes d’incendie par ouverture des vannes VP 401 ;
 Le déclenchement d’une alarme sonore et lumineuse au niveau de l’armoire Y12.
Demanierà être certaine qu’il ne se produise pas de déclanchement consécutif par manque
d’azote un pressostat PAL700 est installé en amont de réseau sécurisé déclenche une alarme
dés que la pression d’azote dimuné au dessous de 12 bars.
94
Figure 5.2 : Schéma sécurité incendie IGA
Les conditions d'atmosphère explosive sont réunies si 3 éléments du triangle du feu sont en
présence : combustible, comburant (souvent l’oxygène), et une source de chaleur ou d'énergie
(feu, étincelle électrique).
La pulvérisation d’eau consiste à réduire la présence de lasource de chaleur ou d'énergie
, par refroidissement de l'atmosphère.
5.2.2. Schématisation de SIS

Pour proposer un SIS, nous devons passer par trois étapes :
- Détermination des niveaux d’intégrité de sécurité (SIL) requis pour le système

instrumenté de sécurité ;
- Proposition de l’architecture de système et description de son mode opératoire;
- Vérification de la conformité d’architecture proposée par rapport aux niveaux
d’intégrité de sécurité requis par le logiciel GRIF [24] ;
- Positionnement de système instrumenté de sécurité proposée.
5.2.2.1 Méthodes pour déterminer le SIL

L'affectation du niveau d’intégrité de sécurité (SIL) au système instrumenté de sécurité (SIS)
est une décision basée sur la philosophie de tolérance aux risques. En effet, le niveau le plus
haut (niveau 4) est généralement attribué à un SIS dont la défaillance à la demande en cas
d’évènement redouté conduit à des conséquences gravissimes, tandis que le niveau 1 est
d’habitude alloué lorsque les effets de la défaillance du SIS à la sollicitation seront mineurs.
La détermination du SIL peut être effectuée en adoptant plusieurs méthodes, le choix dépend
toujours de la disponibilité d’informations obtenues à l’issue de la phase d’analyse des risques
afférents au système sur lequel le SIS va être implémenté [22] :
 HAZOP modifiée : C’est une extension du processus HAZOP existant. Il s'agit
d'une affectation subjective du SIL en fonction de l’estimation de la gravité et de la
probabilité de l'incident ou l’évènement redouté. Dans ce cas, le SIL est attribué en
examinant qualitativement le potentiel de risque et en sélectionnant un niveau qui
semble le plusapproprié.
 Attribution selon la conséquence seulement : C’est une méthode basée sur
une estimation de la conséquence potentielle de l'incident. La fréquence n'est pas
prise en compte. Par conséquent, tous les incidents entraînant des décès potentiels
95
par exemple auraient le même SIL, quelle que soit la fréquence probable.
 Matrice des risques : C'est une technique qui permet de déterminer le niveau
d’intégrité de sécurité requis à partir d’une grille normalisée après avoir estimé le
niveau de gravité et de probabilité.
 Graphe des risques : La norme internationale CEI 61508 fournit une méthode
alternative à la matrice des risques appelée méthode du graphe des risques. C’est
une méthode qui permet de choisir le SIL en se basant sur les quatre facteurs
suivants :
- Les conséquences (C) qu’on peut avoir en cas de défaillance ou
d’absence de SIS lors de l’occurrence d’un évènement redouté ;
- La fréquence et la durée d'exposition des éléments vulnérables (F) ;
- La possibilité d'éviter l'événement dangereux (P) ;
- La probabilité d’occurrence de l’évènement non souhaité(W).
Ces facteurs sont estimés puis utilisés dans la détermination du niveau d’intégrité de sécurité
requis SIL qui doit être alloué au système instrumenté de sécurité (SIS). Selon la norme CEI
61508, la méthode du graphe des risques dispose de quatre niveaux de conséquence (C), deux
niveaux de fréquence (F), deux niveaux de possibilité d'évitement (P) et trois niveaux de
probabilité d’occurrence (W). Pour chaque niveau est assignée une description qualitative
(voir tableau5-2).
Tableau 5-2: Niveaux de factures [22].
Facteur Niveau Signification
Mineur (CA) Dégâts mineurs sur le matériel, blessure négligeable

Blessure sérieuse pour une ou plusieurs personnes
avec des
Sérieux (CB)
dégâts légers sur le matériel
Mort pour plusieurs personnes
Critique (CC)
Consequences (C) avec des dégâts significatifs sur le matériel
Catastrophique Mort pour un nombre important de personnes avec
(CD) une destruction complète duMateriel
FA Exposition rare dans la zone dangereuse
Fréquence et durée
d’exposition (F) Exposition permanente dans la
FB
zone dangereuse
Possibilité PA Possible
d’évitement (P) PB Pratiquement impossible
W1 Faible
Probabilité
W2 Moyenne
d’occurrence (W)
W3 Elevée
Une fois ces facteurs déterminés, le graphe des risques, illustré dans la figure 5-1, est utilisé
en suivant le chemin composé par les niveaux des facteurs choisis pour déterminer le SIL qui
doit être associé au système instrumenté de sécurité.
96
5.2.2.2 Détermination des SIL requis pour le SIS dans l’atelier de conditionnement du
gaz d’acétylène
Pour déterminer le niveau d’intégrité de sécurité (SIL) qui doit être alloué pour chacun des
deux systèmes instrumentés de sécurité, c’est la méthode du graphe des risques qui a été
choisie car en prenant en considération les quatre facteurs décrits ci-dessus, elle semble être la
plus proche de la réalité parmi les autres méthodes.
Figure 5-3: Exemple de graphe des risques [22].
 Choix des niveaux de facteurs pour le SIS
Pour le système instrumenté de sécurité, l’attribution des différents niveaux de facteurs C, F,

P et W sera basée sur les évènements redoutés secondaires provoqués par la fuite.
 Conséquences (C) : L’élaboration des nœuds papillon dans le chapitre
précèdent a démontré que les évènements redoutés secondaires seront suivis soit de
feu de torche soit de formation de nuage gazeux et explosion. La simulation des
effets de ces deux phénomènes dangereux nous a prouvé que les conséquences sont
assez importantes tant sur les personnes (operateurs) que sur les équipements situés
à proximité de atelier de remplissage d’acétylène. Donc pour le facteur
conséquence on associe le niveau CC (critique).
 Fréquence et durée d’exposition (F) : Concernant ce facteur, nous lui affectons
le niveau FB car la l’atelier est située au milieu de plusieurs équipements
vulnérables et il est assez fréquenté par les opérateurs pour y effectuer leurs tâches
quotidiennes.
 Possibilité d’évitement (P) : En cas de perte de confinement du gaz
d’acétylène, il à un dispositif de détection de gaz, On associe alors le niveau PA.
 Probabilité d’occurrence (W) : Le calcul des probabilités après l’élaboration
des arbres d’évènements a renseigné que l’occurrence des évènements redoutés
secondaires est moyen, donc on attribue le niveauW2.
Le suivi de la succession des niveaux des quatre facteurs a conduit à déterminer le niveau
d’intégrité de sécurité (SIL) qui doit être attribué pour le système instrumenté de sécurité (voir
figure5-3).
97
Figure 5-4: Niveau d’intégrité de sécurité (SIL) pour le SIS.
Selon les résultats, le SIL qui doit être attribué au système instrumenté de sécurité égale à 2, la
probabilité de défaillance à la sollicitation doit appartenir alors à l’intervalle suivant
((PFDavg) ϵ[10-3 ;10-2]).
5.2.2.3 Architecture du SIS
Le système instrumenté de sécurité a pour fonction d’arrêter l’écoulement du gaz dans le cas
d’un évènement de fuite ou de rupture totale la conduite entre le compresseur et les rampes de
remplissage. Ce SIS se compose des éléments suivants :
-Sous-système de captation : 1 indicateur de pression différentielle et cinq détecteur de gaz
C2H2 ;
- Sous-système logique : Un système de contrôle commande par PLC;

- -Sous-système d’actionnement : 3X2 Electrovannes ; Nous représentons le schéma
dans la figure 5-6.
Figure 5. 5: schéma de SIS Proposé
98
 Mode operatories
Dans le cas d’une fuite ou bien d’une rupture de la conduite, la pression dynamique du gaz
diminue en aval de cette dernière. L’indicateur de pression différentielle détecte alors la
différence de pression entre rampe de remplissage et la sortie de compresseur et transmet un
signal électrique au système de contrôle commande. Pendant ce temps, le détecteur de gaz
envoi également au PLC un signal indiquant la présence de gaz dans l’atmosphère. Lorsque le
système de commande reçoit unsignal des entrées logiques depuis le détecteur de gaz ou
l’indicateur de pression différentielle, il transmet une instruction aux électrovannes pour :
 L’arrêt général de l’unité acétylène par la fermeteur d’une électrovanne 1 ;
 La mise à l’air detout le réseau HP d’acétylène par l’ouverture d’une électrovanne
2;
 l’alimentation en eau des rampes d’incendie par ouverture des l’électrovanne 3.
La fuite du gaz C2H2 sera alors arrêtée et La pulvérisation d’eau réduire la présence de la
source de chaleur ou d'énergie, par refroidissement de l'atmosphère.
5.2.2.4 Vérification de la conformité d’architecture par rapport au SILrequis

Les niveaux d’intégrité de sécurité (SIL) de SIS proposé doit être conformes aux niveaux
requis, SIL=2. Pour vérifier cette condition, nous avons utilisé le logiciel GRIF [24]. Nous
avons fourni à ce logicielles données d’entrée (composants de chaque SIS et leurs fréquences
de défaillance) ainsi que les architectures telle que schématisées ci-dessus, ensuite nous avons
lancé le calcul des SIL et des probabilités de défaillance à la demande PFDsvg de système
instrumenté de sécurité proposé. L’architecture élaboréedans le logiciel ainsi que les résultats
de calculs de SIL sont présentés dans les figuresci-après.
Figure 5. 6: Architecture de SIS Proposé
99
Figure 5-7: Rapport de calculs de SIS.
Selon les résultats fournis par le logiciel GRIF (figures 5-6 et 5-7), nous déduisons que le
niveau d’integrité de systèmes proposés répond parfaitement aux exigences de sécurité et la
valeur de SIL est conforme aux niveaux requis (2 pour notre cas).
5.3Impact de la mise en place de SIS
Afin de visualiser le rôle du système instrumenté de sécurité (SIS) dans la réduction des
risques, de évènement redoutés secondaires liés à la formation de nuage explosif dans l’atelieé
de conditionnement d’acétyléne, nous avons reconstruit l’arbre des évènements avec la mis
place du SIS proposée ; ensuite nous avons calculé la nouvelle probabilité d’occurrence
phénomene dangeureux (VCE) suite de fuite d’une conduite de acetyléne HP.
100
Avant de calculer les probabilités, on présente tout d’abord dans lafigure 5-8 les fréquences de
défaillance des équipements de sécurité de sous-systèmes étudiés.
L’arbre d’évènement de sous-système ainsi que la probabilité d’occurrence des évènements
redoutés secondaires sont présentés ci-dessous.
Figure 5-8:Impact de la mise en place de SIS.
La figure5-8 montre bien l’impact de la mise en place de système instrumenté de sécurité. En

effet, on remarque que la mise en place du SIS a généré une diminution assez considérable de
la probabilité de phénomene dangeureux provoqués par la ignition , donc ce système constitue
l’outil adéquat pour la protection contre l’évènement, sa mise en place a pour but d’arrêter
l’écoulement de gaz en cas de fuite ,donc empêcher la formation de nuage gazeux explosif et
la pulvérisation d’eau réduira la présence de la source de chaleur ou d'énergie, par
refroidissement de l'atmosphère.
101
Conclusion
Conclusion
Pour prévenir la survenue d’accidents majeurs, les industriels réalisent des analyses de risques.
Le retour d’expérience permet de souligner que les accidents industriels majeurs sont
généralement la conséquence d’un enchaînement d’événements indésirables combiné à des
défaillances de barrières de sécurité.
Le projet que nous venons de réaliser a pour objectif principale la proposition de mesures
d’ordre technique et d’ingénierie qui permettent la maitrise des risques majeurs, notamment
l’explosion, liés à une substance extrêmement dangereuse qui est le gaz d’acetyléne dans
l’installation de production d’acétyléne d’oued el berdi. Dans le but de répondre aux questions
posées dans notre problématique, nous avons adopté une démarche de résolution logique en
s’inspirant des lignes directrices prodiguées par la norme ISO 31000 tout en se basant sur des
méthodes et des outils bien adaptés et soigneusement choisis.
L’analyse fonctionnelle du système qui a fait l’objet de notre étude ainsi que la description
détaillée des éléments qui le composent, nous a amené à découvrir que malgrée la simplicité
des installations mais ils sont exposées à pluseur risques tel que les fuites, la pression
devlopeé dans le circuit a hute pression, echauffement, inflammation et l’explsion des gaz et
de enciente sous pression.
L’application de la méthode APR nous a permis determiner les causes et les evenements
initateur qui engendrent les ERC qui devront être étudiés dans le détail.
Le déploiement de la HAZOP a constitué un complément d’analyse. En effet, cette méthode

nous a fournis un supplément des causes qui provoquent des conséquences importantes,
l’étude des dérives de certains paramètres qui peuvent avoir lieu sur l’installation étudié. Elle
nous a amené aussi à déduire que la majorité des dérives conduit aux ERC et à Recenser les
différentes barrières de sécurité existantes
Grâce au déploiement de ces deux outils d’analyse, nous avons pu déduire que la perte de
confinement d’acetyléne et la perte d’integrite physique constituent les deux évènements
redoutés centrale.
La méthode AdD, nous permet de déterminé les fréquences d’événements redoutés centraux
ou On constate que la probabilité d’événement redoute centrale Fuite d‘acétylène au niveau de
réseau HP est le plus fréquent avec une valeur de 1,2*10-2 et que le principe de Pareto est
appliquée à notre cas : 7% des causes provoquent approximativement 80% des effets.
Suite à l’application de la methode AdE On à remarque que dans le circuit HP d’acétylène, la
probabilité qu’une explosion ait lieu est la plus grande, malgré la présence des barrières de
sécurité. Contrerement au Système bouteille, où on voit que les barrières de sécurité ont fait
diminuer le risque d’incendie et d’explosion.
D’où la nécessité d’accentuer et augmenter les mesures de sécurité concernant le circuit HP

d’acétylène.
La construction des nœuds papillons a permis de savoir que les phénomènes dangereux qui
peuvent être provoqués par les ERS sont l’explosion d’un nuage gazeux, les pertes d’integrite
102
Conclusion
physique et le feu de torche. Cette méthode nous a conduit ainsi à schématiser tous les
scenarios d’accident possibles depuis les causes basiques, en passant par L’ERC jusqu’aux
phénomènes dangereux et leurs effets majeurs.
Après l’application de la modélisation des effets des phénomènes dangereux sur l’installation
par le programme PHAST, on a démontré la gravité de cette situation ou l’erreur est
désastreuse et qu’il est impératif de proposer une barrière de protection fiables à savoir :
 Un système instrumenté de sécurité SIS qui sert à arrêter la fuite du gaz et

empêcher la formation de nuage gazeux explosif en cas defuite dans le reseau HP
d’acétylène et a réduire la présence de la source de chaleur ou d'énergie, par
refroidissement de l'atmosphère par l’eau pulverisé .
L’analyse de conformité du SIS a démontré que SIL 2 est suffisant.
Enfin, dans une perspective d’améliorer continuellement la situation, nous recommandons

fortement d’une part, de mettre en œuvre les solutions suggérées tant au niveau du système
étudié de l’installation d’acétyléne qu’au niveau de toutes les installations de l’etablissement.
103
Références Bibliographiques
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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risque- Principes et Lignes directrices, Edition original.Page 34.
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[23] T. NOBES, Smart instruments in protective measures, Is your product safe, IEE Seminar,
2004.
[24] GRIF : Plate-forme logicielle d’analyse des systèmes qui permet de déterminer les
indicateurs fondamentaux de la sûreté de fonctionnement : Fiabilité – Disponibilité –
Performance – Sécurité. C’est un logiciel développé au sein de l’entreprise TOTAL, il laisse
le choix à l’utilisateur d’opter pour la technique de modélisation la plus adéquate à la
résolution du système étudié : Arbres de défaillance, arbres d’événements. Des architectures
déjà intégrées dans le logiciel facilitent cette modélisation. Cette plate-forme dispose ainsi de
moteurs de calcul matures, très performants et aux capacités de modélisation propres à
répondre aux besoins de l’ensemble des études fiabilistes.
[25] Manuel d’utilisation et d’entretien, air liquide, referance 020-1346 EDITION Aout 86
[26] La sécurité dans la production et l’utlisation de l’acétyléne, BUREAU
INTERNATIONAL DU TRAVAIL, Etudes et Documents Série Fbis (Sécurité industrielle).
N°5
[27] Y. RACHID, Maitrise des risques majeurs au niveau du de l’installation de
refroidissement Cas Fruital Coca Cola .Page 39
105
Annexe
ANNEXES
106
Annexe1:Diagramme SADT
 Niveau A-0, il représente la fonction principale, les éléments d’entrée et de

sortie, le système assurant l’activité et les données de contrôle:
 La fonction principale se divise en cinq sous- fonctions, ce qui nous donne cinq
sous-boites (A1 ; A2 ; A3 ; A4 et A5):
107
 La fonction de gazeificationest l’enchainement des deux sous- fonctions (A11 et

A12) :
 L’Epuration gaz est assuré selon les trois fonctions (A21 ; A22 et A23) :
108
 La compression degaz est assuré selon les trois fonctions (A31 ;A32 et A33) :
 L’epuration degaz est assuré selon les deux fonctions (A41et A42) :
109
 Le remplissage des bouteillesest assuré selon lafonction (A51) :
110
Annexe2: TABLEAU APR
N Niveau de
Mesures de P
° SS ED SD ENS Causes Conséquences risque Mesures de protection G’ C’
prévention ’
P G C
1 Incompatibili
té Contrôle de l’étanchéité de local
Carbur
Stockage Des produits 1.Formation Stockage de carbure dans des futs métallique bien Moyens d’extinction
e
du Carbure+eau d’acétylène Infiltration des Incendie fermée Adéquat
De
carbure ou humidité Atmosphère eaux Explosion 2 2 2.2 Local cadenassé 1 1 1.1
calciu
de explosive Équipements éclectique EPI
m
calcium Antidéflagrant
local sec, clairs etventiler
2 Erreur de incendie
1.Déversement manipulation – localisé si
de carbure de renversement d’un l’acétylène Consigne de récupérer tout le
Perte de Programme d’inspection et de maintenance
carbure calcium sur fût de carbure de dégagé est carbure de
Benne de confinement Personnel formé et habilité
de l’aire de calcium -Choc – compris entre calcium épandu
chargeme de la benne 4 1 4.1 Consignes et modes opératoires 3 1 3.1
calciu chargement Fatigue- la LII et la LSI accidentellement au sol-Zone
nt de Equipement implanté dans un local où la
m dégagement vieillissement, et contact avec de chargement ventilée
chargement circulation des engins est interdite zone ATEX
d’acétylène si corrosion du palan une énergie naturellement
présence d’eau Explosion externe d’activation
(effet domino) suffisante
3 1.dispersion
Fatigue- Pollution
atmosphérique 3 1 3.1 2 1 2.1
vieillissement- atmosphérique Local où se trouve le réacteur
d’acétylène
corrosion- isolé des autres
2.Feu flash si
Mauvaise conduite unités par des parois coupe feu
contact retardé
du procédé- Choc de degré 2
avec une effets Programme d’inspection et de maintenance
Perte de avec la benne de 3 4 3.4 2 heures 3 2.3
source thermiques Personnel formé et habilité
confinement chargement- Bâtiment de production
d’activation Consignes et modes opératoires
du réacteur Travaux de d’acétylène isolé des
suffisante Système de permis de travail et de permis de feu
maintenance par autres bâtiments
3.VCE si
des personnes non effets Accès limité aux opérateurs
contact retardé
qualifiées- thermiques, LIND GAS
avec une 3 4 3.4 2 3 2.3
acétylè Explosion externe surpression et Local ventilé naturellement
Générate source
ne (effet domino) projectiles
ur d’activation
Défaut du système
Local où se trouve le réacteur
d’inertage –
isolé des autres
présence
unités par des parois coupe feu
d’oxygène dans le
– projectiles, de degré 2
Perte réacteur au moment
4.Explosion effets Programme d’inspection et de maintenance heures
d’intégrité de la réaction -
interne du thermiques du 2 5 2.5 Personnel formé et habilité 1 Bâtiment de production 4 1.4
physique du Défaut de
réacteur à la Consignes et modes opératoires LINDE GAS d’acétylène isolé des
réacteur l’intercepteur
surpression autres bâtiments
hydraulique (retour
Accès limité aux opérateurs
d’acétylène depuis
LIND GAS
le gazomètre au
Local ventilé naturellement
niveau du réacteur)
111
- Mauvaise
conduite de
l’équipement -
Incendie externe -.
Entrée d’air
4 1.dispersion Programme d’inspection et de
Pollution
atmosphérique 2 1 2.1 maintenancecanalisations Implantation dans des 1 1 1.1
atmosphérique
d’acétylène lieux protégés des chocs et des vibrations - aucune
2.Feu flash si canalisation
contact retardé pouvant transporter de l’acétylène n’est implantée
avec une Effet en dehors du bâtiment de production
2 5 2.5 1 4 1.4
source Choc - Fatigue, thermique Système de permis de travail et de permis de feu
Perte de d’activation vieillissement, Consignes de sécurité
canalisati Bâtiment de production
confinement suffisante corrosion, vibration Accès limité aux opérateurs
on, la d’acétylène isolé des
d’une - travaux de Locaux ventilés naturellement
soupapel’ autres bâtiments
acétylè canalisation, maintenance
intercepte Locaux du bâtiment isolés
ne de la soupape générant des points
ur entre eux par des
ou de 3.VCE si chauds ou des
hydrauliq parois coupe feu de degré 2
l’intercepteur contact retardé contraintes
ue heures
hydraulique avec une mécaniques effet
source surpression et 2 5 2.5 1 4 1.4
d’activation projectiles
suffisante et
confinement
5 Défaut du système
d’inertage ou de
purge – présence
d’oxygène et
Classe zone atex
Perte d’acétylène -
1.Explosion Personnel formé et habilité
d’intégrité Travaux de projectiles et
interne du 3 5 3.5 Consignes et modes opératoires LIND GAS 2 4 2.5
physique du maintenance surpression
gazomètre Système de permis de travail et de permis de feu
gazomètre générant des points
chauds - Mauvaise
conduite de
l’équipement
gazomètr acétylè
(entrée d’air)
e ne
2.dispersion Fatigue-
Pollution
atmosphérique vieillissement- 4 1 4.1 3 Local où se trouve le 1 3.1
atmosphérique
d’acétylène corrosion- gazomètre isolé des
3.Feu flash si Mauvaise conduite autres unités par des parois
Programme d’inspection et de maintenance
Perte de contact retardé du procédé- Choc - coupe feu de
Personnel formé et habilité
confinement avec une Travaux de effets degré 2 heures
4 5 4.5 Consignes et modes opératoires 3 4 3.4
du gazomètre source maintenance par thermiques Bâtiment de production
Système de permis de travail et de permis de feu
d’activation des personnes non d’acétylène isolé des
suffisante qualifiées- autres bâtiments
4.VCE si Explosion externe effets Accès limité aux opérateurs
4 5 4.5 3 4 3.4
contact retardé (effet domino) thermiques,
112
avec une surpression et

source projectiles
d’activation
suffisante et
confinement
6 1.dispersion
Pollution
atmosphérique
d’acétylène
Fatigue-
l’épurate Perte de 2.Feu flash si Personnel formé et habilité
vieillissement-
ur BP, confinement contact retardé Consignes et modes opératoires LIND GAS
corrosion- Bâtiment de production
sécheur de l’épurateur avec une effets Système de permis de travail et de permis de feu
Mauvaise conduite 4 5 4.5 3 d’acétylène isolé des 4 3.4
BP, BP, du source thermiques Programme d’inspection et de maintenance
du procédé- Choc - autres bâtiments
compress acétylè sécheur BP, d’activation Personnel formé et habilité
Travaux de Locaux du bâtiment isolés
eur, ne du suffisante Consignes et modes opératoires
maintenance par entre eux par des
déshuileu compresseur, 3.VCE si Système de permis de travail et de permis de feu
des personnes non parois coupe feu de degré 2
r HP ou du déshuileur contact retardé
qualifiées- effets heures
sécheur HP ou du avec une
Explosion externe thermiques,
HP sécheur HP source 4 5 4.5 3 4 3.4
(effet domino) surpression et
d’activation
projectiles
suffisante et
confinement
7 1.dispersion
Pollution
atmosphérique
d’acétylène Fatigue,
Programme d’inspection et de
2.Feu flash si vieillissement,
maintenancecanalisations Implantation dans des Local où se trouve les rampes
contact retardé corrosion -
lieux protégés des chocs et des vibrations - aucune de remplissage
avec une Mauvaise conduite effets
Perte de 3 5 3.5 canalisation 2 isolé des autres unités par des 4 2.4
source de l’équipement - thermiques
confinement pouvant transporter de l’acétylène n’est implantée parois coupe
acétylè d’activation Intervention de
des rampes en dehors du bâtiment de production feu de degré 2 heures
ne suffisante maintenance
de Système de permis de travail et de permis de feu Bâtiment de production
3.VCE si générant des points
remplissage Consignes de sécurité d’acétylène isolé des
contact retardé chauds - Choc -
effets Accès limité aux opérateurs autres bâtiments
avec une Incendie -
thermiques, Locaux ventilés naturellement Accès limité aux opérateurs
Rampe source Explosion externe 3 5 3.5 2 4 2.4
surpression et Système d’extinction automatique de type sprinkler
de d’activation (effet domino)
projectiles
remplissa suffisante et
ge confinement
4.Jet Chute d'une portes métalliques de protection Evacuation du site dès la
effets
d’acétylène bouteille - Opérations réalisées par des opérateurs formés et détection d’une fuite
thermiques,
diphasique : mauvaise habilités avec mise en
surpression et
formation manipulation Déplacement manuel des bouteilles sécurité des installations
projectiles
Perte de d’aérosol (pas manuelle ou non Absence d'irrégularités au sol (à la construction + voisines
Effets dominos
confinement de formation respect des maintenance) Parois coupe feu de degré 2
acétylè : perte de 5 5 5.5 4 4 4.4
d’une de nappe) – consignes et MO. conditions de sécurité générales et spécifiques heures entre le
ne confinement
bouteille VCE en cas de Bouteilles d'origine Vérification de la conformité des bouteilles remplissage de bouteilles
d’autres
d’acétylène contact retardé défectueuses - (contrôle visuel d’acétylène et les
bouteilles
avec une Erreur humaine ou des opérateurs) avant la mise en charge autres unités du bâtiment
par
source de malveillance - Flexible sur rampe de remplissage équipée de Bâtiment de production
suppression
chaleur Explosion externe limiteur de débit en cas d’ouverture à l’atmosphère d’acétylène isolé des
5.Jet enflammé (effet domino) effets 5 5 5.5 Epreuves réglementaires des appareils à pression 4 autres installations du site 4 4.4
113
au niveau de la thermiques Système d’extinction

fuite en cas automatique de typesprinkler
d’incendie à
proximité ou
source de
chaleur
effets
6.Flash fire 5 5 5.5 4 4 4.4
thermiques
(surpression,
flux thermique,
projection
Opérations réalisées par du personnel habilité et
7.BLEVE d’éclats- Effets
sensibilisation périodique Mur coupe feu de degré 2
d’une ou de dominos :
Interdiction de fumer sur et à proximité des zones heures entre le
plusieurs endommageme 5 5 5.5 4 4 4.4
de production et de stockage stockage et bâtiment adjacent
bouteilles nt (fuite) ou
Absence de matières combustibles dans l’aire de Limitation du personnel
d’acétylène BLEVE froid
Perte stockage opérant dans le dépôt
Incendie externe -. des
d’intégrité Autorisation de travail et Permis de feu (procédures Intervention sur départ de feu
Foudre - Explosion bouteilles
physique travaux par points chauds) interne ou externe avec
externe (effet voisines
d’une Conception et protection des bâtiments et du dépôt extincteurs et RIA
domino) Feu torche
bouteille contre les effets de la foudre conformes aux normes renfort éventuel par les moyens
Flash fire
8.Perte de en vigueur de
(boule de feu)
confinement (structure métalliques conductrices, maillage des secours externes (SP)
Effets
d’une ou de masses et équipotentialité, Système d’extinction
dans d’autres 5 5 5.5 4 4 4.4
plusieurs Bâtiment ouvert sur ces façades automatique de type sprinkler
unités
bouteilles -
(surpression,
Effets dominos
flux thermique,
projectiles)
9.Feu torche Effets
Perte de 4 5 4.5 4 4 4.4
impactant thermiques
confinement
Effets dominos
de plusieurs
Explosion externe dans d’autres
bouteilles Système d’extinction
10.Flash fier (effet domino) unités
d’acétylène 4 5 4.5 automatique de type 4 4.4
(boule de feu) (surpression,
simultanéme Sprinkler
flux thermique,
nt
projectiles)
8 formation Intervention sur départ de feu
1.Épandage
d’une nappe interne ou externe avec
d’acétone au 4 1 4.1 3 1 3.1
Fatigue, dans la cuvette extincteurs et RIA
niveau du sol
vieillissement, de rétention renfort éventuel par les moyens
Perte de corrosion - de
Personnel formé et habilité
redoseur Acéton confinement 2.Feu de Mauvaise conduite secours externes (SP)
Consignes et modes opératoire
d’acétone e du redoseur cuvette en cas de l’équipement - Système d’extinction
Programme d’inspection et de maintenance
d’acétone de contact avec Choc - Explosion Effet automatique de type
4 5 4.5 3 4 3.4
une énergie externe (effet thermique Sprinkler
d’activation domino)
suffisante
9 Mise en acétylè Perte de 1.Jet Chute d'une surpression, Opérations réalisées par des opérateurs formés et Evacuation du site dès la
4 4 4.4 4 4 4.4
stock et ne confinement d’acétylène bouteille - flux thermique, habilités détection d’une fuite
114
retrait d’une diphasique : mauvaise projectiles Déplacement manuel des bouteilles sur le stockage des bouteilles
des bouteille formation manipulation Supervision du responsable de l’unité de stockage : avec mise en
bouteilles d’acétylène d’aérosol (pas manuelle ou non conditions de sécurité générales et spécifiques sécurité des installations
d’acétylè de formation respect des Vérification de la conformité des bouteilles e voisines
ne de nappe) – consignes et MO. Epreuves réglementaires des appareils à pression Parois entre le stockage de
VCE en cas de Bouteilles d'origine bouteille
contact retardé défectueuses - d’acétylène et le magasin de
avec une Erreur humaine ou bouteilles
source de malveillance -
chaleur Explosion externe
2.Jet enflammé (effet domino)
au niveau de la
fuite en cas flux thermique
d’incendie à – BLEVE 4 5 4.5 4 4 4.4
proximité ou (effet domino
source de
chaleur
(surpression,
flux thermique,
Opérations réalisées par du personnel habilité et
projection
sensibilisation périodique
3.BLEVE d’éclats- Effets
Interdiction de fumer sur et à proximité des zones
d’une ou de dominos : Limitation du personnel
Incendie externe - 5 5 5.5 de production et de stockage 4 4 4.4
plusieurs endommageme opérant dans le dépôt
Bouteil Perte Travaux (points Absence de matières combustibles dans l’aire de
bouteille nt (fuite) ou
le d’intégrité chauds, feu nu, arc stockage
BLEVE froid
acétylè physique de électrique, …) ET débroussaillage régulier
des bouteilles
ne la bouteille conséquences SD Intervention sur départ de feu interne ou externe
voisines
précédent Autorisation de travail et Permis de feu Conception
4.Perte de
et protection des bâtiments et du dépôt contre
confinement
les effets de la foudre conformes aux normes en
d’une ou de Effets domino 5 5 5.5 4 4 4.4
vigueur
plusieurs
bouteilles
5.Feu torche BLEVE d’une ou
flux thermique, 4 4 4.4 4.4
impactant de plusieurs
bouteilles (surpression,
6.Flash fire
Perte de (surpression, flux flux thermique, 4 4 4.4 4.4
(boule de feu)
confinement thermique, projectiles)
acétylè de plusieurs projection d’éclats-
ne bouteilles Effets
simultanéme 7.Effets dominos : (surpression,
nt dominos dans endommagement flux thermique, 4 4 4.4 4.4
d’autres unités (fuite) ou BLEVE projectiles)
froid des
bouteilles voisines
115
Annexe3:IDENTIFICATIONDES NEUDS
Nœud 1 ; Sous systèmeGénérateur :
Nœud 2 ; Sous système stockage et lavage d’acétyléne:
116
Annexe3:IDENTIFICATIONDES NEUDS
Nœuds 3 ; Sous système Conditionnement C2H2 :
117
Annexe 4 : TABLEAU HAZOP
Sous système : GénérateurNœud : fabrication d’acétylène

Barrières de sécurité F G E C Recom
mandati
Item Déviation Causes Conséquences ons
Pas de pression d’azote dans la -Cadres vide -Risque incendie -Pressostat PAL 960 contrôle manque d’azotecadres 3 3 D 3.3
benne lors du chargement -Fuite sur le circuit -Destruction avec alarme sonore
1 -Détendeur défectueux générateur -02 cadres d’azote
-Étranglements tuyauterie -Blessures -Pressostat PSAL 961 contrôle manque d’azote
benne générateur avec alarme sonore
-Check-list d’inspection chargement CaC2
-Formation et évaluation des opérateurs C2H2
2 Pas de pression d’azote dans la -Chute de pression azote -Risque d’explosion -Pressostat PSAL 962 contrôle manque d’azote 2 5 D 2.5
trémie lors du charg -Cadres vide -Fatalité générateur
-Fuite sur le circuit -Destruction -02 Cadres d’azote
-Détendeur défectueux installation -Manomètre
-Étranglements tuyauterie -Échappement -Check-list d’inspection chargement CaC2
d’acétylène -Formation et évaluation de tous les opérateurs
C2H2
-Contrôle périodique des ECME
3 Moins de débit d’eau dans la cuve -Niveau bas eau dans le bassin -Augmentation -Contrôleur visuel de niveau d’eau dans le 2 5 D 2.5
de réaction -Fuite/colmatage tuyauterie anormale de la T° du générateur
-Défaillance de la pompe en service générateur -Pressostat PSL 401 eau générateur avec alarme
-Bouchage du filtre F120 -Solidification du Lait sonore
-Bouchage des pulvérisateurs de chaux -Indicateurs de pression filtres amont/aval pour le
-Déclenchement de la contrôle de la pression différentielle
soupape hydraulique -Deuxième pompe en redondance
de sécurité -Planning d’entretien préventif
4 Plus de température dans la cuve -Diminution du débit d’eau -Polymérisation avec -Thermomètre ‘TI601’ avec alarme sonore 2 5 D 2.5
de réaction -Augmentation de la T° ambiante dégagement -Thermostat ‘TSAH601’ qui arrête la réaction à
-Colmatage du panier roulant d’hydrogène 85°c
-Présence importante de résidus -Risque d’explosion -Entretien périodique du générateur
solides -Déclenchement de la -Relevé des paramètres de Fct
soupape hydraulique
5 Plus de pression de C2H2 dans la -Diminution du débit d’eau -Augmentation de la -Soupape hydraulique ‘SV’ (35 mbar) 3 1 D 3.1
cuve de réaction (>35mbar) -Augmentation de la T° du T° dans le générateur -Indicateur de pression à colonne d’eau
générateur -Déclenchement de la -Vanne de dépressurisation ‘V100’
-Colmatage des anneaux PAL soupape hydraulique -Entretien périodique du générateur
-Présence importante de résidus de sécurité et -Relevé des paramètres de Fct
solides débordement du lait de
chaux au générateur
Sous système : stockage et lavageNœud : gazomètre, épurateur, compresseur

Barrières de sécurité F G E C Recom
mandat
Item Déviation Causes Conséquences ions
118
1 Plus de pression de C2H2 dans le -Switch HS -Déclenchement de la -Soupape hydraulique générateur 2 1 D 2.1
gazomètre (>35mbar) -Vanne azote Fuyarde soupape hydraulique -Bassin d’eau du gazomètre
-Colmatage des anneaux PAL de la au niveau de la fosse/ -Vanne de purge du gazomètre
colonne de lavage/laveur salle gazomètre -Pressostat LSAHH 901 niveau haut
épuration -Débordement du -Soupape hydraulique au niveau du laveur /salle
-Mauvaise aspiration du bassin d’eau du d’épuration
compresseur 1er étage gazomètre -Contrôle périodique des ECME
-Arrêt du générateur -Entretien périodique des Switch
par ‘LSAHH 901’
2 Moins de pression de C2H2 dans -Absence d’alimentation en carbure -Arrêt du compresseur -02 Switchs 3 1 D 3.1
le gazomètre (<10mbar) au générateur par défaut basse -Pressostat LSALL 901 niveau bas
-Manque d’eau au niveau du pression aspiration -Indicateur de pression à colonne d’eau
générateur ‘LSALL 901’ -Procédure : PGH.PGP.12 (production C2H2)
-Mauvais fonctionnement du -Arrêt de la production -Manuel d’utilisation et d’entretien
générateur -Formation et évaluation de tous les opérateurs
-Colmatage des anneaux PAL du C2H2
générateur
-Perforation du tuyau
d’alimentation gazomètre
-Switch HS
3 Moins d’eau dans la colonne de -Niveau bas d’eau dans le bassin -Passage de C2H2 -Entretien préventif des 3 1 D 3.1
lavage -Défaillance de la pompe en service chargé d’impuretés pulvérisateurs/vannes/pompes
‘P10’ ou ‘P11’ -Bouchage tubulures -Pressostat ‘PSAL 401 ’ avec alarme sonore
-Bouchage du filtre ‘F100’ réfrigérant -Manomètre ‘PI 402’
-Bouchage de la -Arrêt du générateur -Switch gazomètre
tuyauterie/pulvérisateur
4 Moins de pression à l’aspiration -Pression <10 mbar au niveau du -Arrêt du compresseur -Manomètre ‘PI222’ 3 1 D 3.1
du compresseur gazomètre -Arrêt de la production -Pressostat ‘PSAL 231’ basse pression
-Bouchage à la colonne de lavage -Switch ‘LSALL 901’ du gazomètre
‘K 200’ -Entretien préventif
-Bouchage au niveau du réfrigérant -Contrôle périodique des ECME
‘E 200’
-Colmatage des filtres ‘F300’ ou ‘F
305’
5 Moins de pression au refoulement -Absence de pression à l’entrée -Risque d’explosion -Entretien préventif régulier 1 5 D 1.5
sortie compresseur 3ème étage -Défaillance d’un clapet de suite à l’accumulation -Soupapes de sécurité à chaque étage
refoulement et d’aspiration du gaz C2H2 -Suivi régulier du tarage des soupapes
-Soupape de sécurité HP laissée -Fatalité -Indicateurs de pression à chaque étage
ouverte -Destruction de -Formation et évaluation de tous les
-Vanne IGA en position mise à l’installation -Contrôle périodique des ECME
l’atmosphère opérateurs C2H2
-Fuite au niveau du circuit HP
-Diminution de la T°
119
6 Plus de pression aurefoulement -Bouchage des arrêts d’explosion -Arrêt du compresseur -03 Soupapes de sécurité 2 5 D 2.5
du compresseur >25bar 50m3/15m3 -Déclenchement de la -Pressostat ‘PSAH 431’ à la sortie du compresseur
-Aspiration d’un mélange C2H2-N2 soupape 3ème étage avec alarme sonore
par le compresseur (Vanne compresseur ‘SV 3’ - Suivi régulier du tarage des soupapes
gazomètre Fuyarde) avec alarme sonore -Contrôle périodique des ECME
-Bouchage au niveau du -Risque d’éclatement -Arrêt manuel armoire électrique
sécheur/déshuileur de la tuyauterie -Indicateurs de pression à chaque étage
-Défaillance de la vanne IGA -Fatalité -Formation et évaluation de tous les opérateurs
C2H2
-Planning de maintenance préventive
-Relevé périodique des paramètres de production
7 Moins de T° à la sortie du -Chute de la T° ambiante -Liquéfaction du gaz -Thermostat ‘TSAL ‘ sortie compresseur réglée à 1 5 D 1.5
compresseur -Excès de réfrigération de l’eau de C2H2 à T°<10°C et 12°C avec alarme sonore
refroidissement P>25 bar (voir courbe -Pressostat différentiel ‘PSAL 231’0,005 bar avec
-Mauvaise compression P/T°C2H2) alarme sonore
-Risque d’explosion -Thermostat du groupe réfrigérant
-Contrôle périodique des ECME
-Planning de maintenance préventive
-Relevé périodique des paramètres de production
8 Pas de purge de C2H2 au niveau -Omission ou erreur humaine -Infiltration d’huile au -Procédure PGH.PGP 12 2 2 D 2.2
du sécheur/déshuileur -Non respect de la procédure niveau des rampes de -Formation et évaluation de tous les opérateurs
PGH.PGP 12 Cdt C2H2
-Augmentation de -Contrôle périodique réglementaire des APG
pression (bouchons -Test décennal hydrostatique
d’huile dans les arrêts -Indicateur de pression ‘PI 304’
d’explosion) -Pancarte ‘Purge obligatoire’
-Risque
d’endommagement de
la bouteille
120
Sous système : Conditionnement C2H2Nœud : rampe de remplissage

Barrières de sécurité F G E C Recomma
Item Déviation Causes Conséquences ndations
1 Plus de T° dans la -Défaillance du système de refroidissement -Risques d’explosion des -Système d’arrosage des bouteilles 2 5 D 2.5
bouteille C2H2 bouteilles (arrosage) bouteilles -Arrêts d’explosion
(échauffement -Augmentation de la T° ambiante (vague de -Risque de destruction du -Vérification de la bouteille avant remplissage
anormal) chaleur) bâtiment -Système de déluge automatique
-Apport extérieur de chaleur -Fatalité -Procédure PGH.PGP 12
-Nombre de bouteilles en charge insuffisant -Procédure ‘Visite bouteilles C2H2’ PGH.PGP 04
pour le débit de compression -Formation et évaluation de tous les opérateurs C2H2
-Rampe(s) laissée(s) fermée(s) -Rebut systématique des bouteilles présentant des
-Présence de poches d’air à l’intérieur de la défauts conformément à la PGH.PGP 03
bouteille -Planning de maintenance préventive (système
d’arrosage…)
2 Moins d’eau -Bouchage des pulvérisateurs d’eau -Échauffement de la -Nettoyage périodique des pulvérisateurs 2 5 D 2.5
d’arrosage des -Défaillance de la pompe bouteille -Entretien de la pompe (planning de maintenance
bouteilles sur la rampe -Insuffisance d’eau dans le bassin -Risques d’explosion des périodique)
bouteilles -Nettoyage du bassin
-Risque de destruction du -Système de déluge
bâtiment
-Fatalité
3 Plus de concentration -Fuite au niveau des étriers , flexibles -Risque incendie/explosion -Ventilation naturelle de l’atelier (portes ouvertes) 3 5 D 3.5
de C2H2 dans l’atelier -Mauvais serrage des raccords -Risque de destruction du -Contrôle quotidien des fuites par l’eau savonneuse
de conditionnement de -Usure des joints d’étanchéité bâtiment -Procédure ‘Visite bouteilles C2H2’ PG
C2H2 -Vanne laissée ouverte -Risque d’asphyxie -Formation et évaluation de tous les opérateurs C2H2
-Robinet de bouteille fuyard (pointeau) H.PGP 04
-Fuite sur la conduite de mise à l’air -Accès restreint et interdiction de toute
source de chaleur dans l’atelier avec
-affichage des consignes et sensibilisation
-Vanne d’isolement pour chaque rampe
-Entretien préventif de l’installation
4 Moins d’acétone dans -Absence ou mauvais contrôle de la bouteille -Mauvaise dissolution de -Procédure ‘Visite bouteilles C2H2’ PGH.PGP 04 3 5 D 3.5
la bouteille (non respect de la PGH.PGP 04 Visite bouteille) l’acétylène -Formation et évaluation de tous les opérateurs C2H2
-Infiltration d’eau dans la cuve d’acétone -Décomposition du gaz -Contrôle de métrologie légale des bascules
-Robinet fuyard ou laissé ouvert après C2H2 -Contrôle des robinets bouteilles
acétonnage -Echauffement de la -Planning de maintenance préventive
-Pesée erronée bouteille et risque
-Erreur de lecture de la tare d’explosion
-Matière poreuse détériorée -Fatalité
121

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Ministère de L'Enseignement Supérieur et De la recherche scientifique

Département : Maîtrise des Risques Industriels et Environnementaux

Evaluation et maitrise des risques du procédé de

Présenté par : Mr. Krimo TABTI

Sous la direction de Mr. Aboubakr. KERTOUS Maître assistant

Présenté et soutenu publiquement le 29/04/2018

Département : Maîtrise des Risques Industriels et Environnementaux

Evaluation et maitrise des risques du procédé de

Présenté par : Mr. Krimo TABTI

Sous la direction de Mr. Aboubakr. KERTOUS Maître assistant

Présenté et soutenu publiquement le 29/04/2018

LISTE DES FIGURES

Figure 1-1 : Les Image satellitaire de l’entrprise ........................................... 19

Figure 4-9 : Pourcentage de la contribution des événements de base a la

Figure 5-6 : Architecture de SIS proposé....................................................... 99

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 4-18 : Valeurs de surpression en fonction des distances ................. 85

LISTE DES ABRÉVIATIONS

- ARIA Analyse, Recherche et Information sur les Accidents

En Algérie, La loi n° 04-20 du 25 décembre 2004 relative à la prévention des risques

-Nous entamons ensuite dans un troisième chapitre une description de l’installation de

1.1 Contexte général

Tableau 1.1 : les accidents liés au Fabrication d’acétylène [15]

1.1 .1 Analyse des causes

1.1.2 Analyse des consequences

Tableau 1.3 : classement des conséquences des phénomènes dangereux [15].

1.2 Presentation de l’unité

1.2.1 Localisation de l’entreprise

 au Nord par un terrain agricole

Figure 1.1 : Image satellitaire de l’entreprise.

1.2.2 Rubriques concernées de la nomenclature de classement des installations

Figure 1.2 : Rubriques du nomenclateur de classements des installations.

1.2.3 Les activités de l’unité :

1.2.4 Les installations et les équipements auxiliaires de l’unité :

 01 réservoir de stockage de gaz propane liquéfié (capacité 50.000 litres).

1.2.5 Les bâtiments magasins :

 01 magasin de pièces de rechange et de matériel de revente, surface couverte 500 m2

Il est à préciser que pour la sécurité, le contrôle de pression et de température du gaz

Les questions qui découlent alors de cette problématique sont :

 Par quels moyens la pression et la température du gaz d’acétylène sont-elles maintenue

-Étape 1 : Description de l’installation de production et de conditionnement d’acétylène.

 Généralités sur l’acétylène ;

-Étape 2 : évaluation des risques.

-Étape 3 : Simulation des effets des phénomènes dangereux.

-Étape 4 : Réduction des risques : Proposition des mesures techniques.

Generalites sur l’acetyléne

Identification des sources du risque, Analyse

Evaluation Détermination des événements Méthode

Visualisation des scenarios Méthode nœud

Figure 1-3 : Démarche de résolution.

CONCEPTS DU RISQUE ET OUTILS

2.1 Généralités sur les risques

2.1.1 Définition et classification

Figure 2-1 : Modèle Standard du Risque.

 Les Risques professionnels

 Les risques majeurs

Dans le monde de l’industrie, il existe trois types de risques majeurs :

2.1.2 Processus de management des risques