Présentation
RÉSUMÉ
Cet article s'adresse aux ingénieurs devant évaluer le risque de projections, dans le cadre d'une étude de dangers ou vis-à-vis des effets dominos. Les projectiles ont pour origine un événement accidentel ou intentionnel. L'analyse commence par la caractérisation du projectile en fonction du phénomène initiateur et de la rupture envisagée. Une étude balistique, éventuellement probabiliste, est ensuite menée, celle-ci pouvant conduire à des mesures de réductions du risque additionnelles.
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This article addresses engineers having to evaluate the risk of projection within the framework of safety or domino effect studies. Projectiles can be the result of an accidental or intentional occurrence. The assessment begins by the characterization of the projectile based on the initiating event and the failure mode. A ballistic study, potentially probabilistic, is then performed which can lead to additional risk reduction measures being taken.
Auteur(s)
-
Laurent PARIS : Ingénieur spécialiste des effets des incendies et explosions - Référent technologique quantification des risques, TECHNIP FRANCE
INTRODUCTION
L'évaluation du risque projections est une tâche à réaliser dans toute étude de dangers et dans un certain nombre de projets d'ingénierie où des installations doivent résister à des évènements exceptionnels. Il apparaît cependant que ce type de risque demeure rarement étudié quantitativement même s'il est susceptible de conduire à un évènement redouté majeur.
En effet, même s'il est couramment admis qu'un projectile ne crée pas une zone de dangers à lui tout seul, il est en revanche particulièrement dangereux du point de vue des effets dominos potentiellement induits, en tant que phénomène initiateur. Dans certaines situations où le risque ne peut être exclu par un traitement des causes approprié qui réduit sa probabilité d'occurrence à un niveau acceptable, il est alors nécessaire de mener des analyses complémentaires pour en mesurer les effets dans l'environnement voire sur des cibles critiques potentielles.
En premier lieu, il s'agit de définir avec une précision suffisante les projectiles susceptibles d'être générés en fonction de leur origine qu'elle soit accidentelle ou intentionnelle. Cette première étape s'appuie, d'une part, sur le retour d'expérience issu de l'accidentologie et, d'autre part, sur des modèles mécaniques faisant appel à des mécanismes de rupture préférentiels plus ou moins complexes, lesquels sont souvent définis au cas par cas. Elle permet de caractériser les grandeurs essentielles telles que la forme, la masse, la vitesse et le nombre de projectiles émis.
Ensuite, il s'agit d'étudier l'évolution de la trajectoire des projectiles ainsi formés au cours du temps, à partir de données aérodynamiques simples, pour en évaluer la portée et les caractéristiques à l'impact. Compte tenu des nombreuses incertitudes relatives aux hypothèses prises pour les modélisations et de la spécificité des conséquences associées, une approche probabiliste du risque projections pourra être envisagée afin de démontrer son acceptabilité en regard des enjeux.
Dans le cas contraire où le risque ne serait pas acceptable, il sera alors nécessaire de mettre en place des mesures de réduction du risque additionnelles afin d'en limiter les effets. Différentes stratégies peuvent être adoptées selon que l'on souhaite retenir les projectiles à la source ou bien protéger directement les cibles critiques. Ces barrières de protection pourront être soit directement intégrées par un dimensionnement approprié des cibles vis-à-vis de ce cas de charge accidentel très particulier, soit prendre la forme d'un écran séparatif entre les sources et les cibles potentielles de manière à protéger ainsi ces dernières d'un éventuel impact.
Les notions introduites au cours du document permettront de progressivement familiariser le lecteur avec la problématique des projections tant au niveau de leur caractérisation à partir d'un événement initiateur que de l'évaluation de leurs conséquences avec les modèles couramment utilisés en matière de sécurité industrielle.
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
missiles | impacts
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1. Caractérisation des projectiles
1.1 Types de projections
On désigne souvent par l'expression générique « projections » différents types de projectiles dont l'origine peut être variée. Ainsi selon les phénomènes physiques ou chimiques initiateurs, la terminologie employée ainsi que l'interprétation pourra être différente.
Généralement, le terme de « projections » est utilisé pour traiter le sujet des « morceaux » volants d'équipements de structures ou d'équipements. Cependant, les termes de fragments, missiles, éclats et projectiles sont parfois utilisés. De plus certains spécialistes ajoutent le qualificatif « primaire » ou « secondaire » aux termes précédents. Par ailleurs, il n'existe pas de définition encyclopédique incontestable et un certain consensus des experts permet de dire que la meilleure terminologie est :
-
projections « primaires » quand les morceaux proviennent d'un enveloppe ou à lieu l'explosion ou l'éclatement de la capacité sous pression (donneurs) ;
-
éclats « primaires » si les morceaux proviennent d'un enveloppe au contact des solides ou des liquides détonants (notamment dans le domaine de la défense même si le qualificatif « primaire » peut être oublié car il n'y a pas d'ambigüité dans ce cas) ;
-
projections « secondaires » si le morceau n'est pas issu de l'enveloppe ayant rompu mais mis en mouvement suite au passage de l'onde de surpression aérienne au niveau du receveur.
Aussi le tableau 1 précise les distinctions entre projectile, fragment, éclat et missile qui seront utilisés dans la suite de l'article à défaut d'avoir une définition univoque.
Dans de nombreux documents d'origine anglo-saxonne, le terme « missile » est couramment employé pour désigner les projectiles qu'ils soient d'origine accidentelle ou intentionnelle (militaire). Il est à bannir lorsqu'il est utilisé hors du contexte militaire.
En pyrotechnie, les éclats primaires sont caractérisés par des vitesses élevées (plusieurs centaines de mètres par seconde), des dimensions faibles et un nombre important.
Les projectiles « secondaires » sont émis par un receveur potentiel qui subit...
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Caractérisation des projectiles
BIBLIOGRAPHIE
-
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-
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(4) - DDESB - Technical paper no 13 – Prediction of building debris for quantity-distance siting. - Department Of Energy, DOE (1991).
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(6) - HEUDIER (L.) - Les éclatements de réservoirs : phénoménologie et...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Base de données ARIA http://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/index.html
HAUT DE PAGE
Arrêté du 29 septembre 2005 relatif à « l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumise à autorisation ». JO no 234 du 7 octobre 2005 – NOR DEVP0540371A
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