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RÉSUMÉ
La détection fixe de gaz inflammables constitue l’une des barrières ultimes de prévention des risques d’explosion. Le positionnement des détecteurs constitue un élément critique de l’efficacité du système de détection. Bien qu’offrant une base de design robuste, le positionnement de détecteurs basé sur les bonnes pratiques d’ingénierie et les standards d’exploitants ne permet pas de démontrer l’efficacité du système de détection exigée de plus en plus par les autorités et exploitants. Cet article détaille les principes généraux de l’implantation d’un système fixe de détecteurs de gaz inflammable et décrit par la suite les nouvelles méthodologies développées dans le domaine de l’oil and gas.
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Fixed flammable gas detection is one of the ultimate explosion prevention barrier in industrial environment. Setting location of detector is a key element of the gas detection system effectiveness. Detector placement relies mainly on good engineering practices and standards from industry which offers a robust basis of design. However, it is difficult to justify the effectiveness of the gas detection system which is more and more requested by authorities and industrials operators. This article proposes a review of the main approaches of fixed flammable gas detectors placement with a focus on the principal methodologies which have been developed in the oil and gas industry.
Auteur(s)
-
Guillaume BREYSSE : Ingénieur en Sécurité industrielle - TechnipFMC – Centre de Lyon, France
INTRODUCTION
La perte de confinement accidentelle de gaz ou de vapeur inflammable constitue l’un des événements les plus redoutés sur les installations industrielles. L’inflammation d’un nuage de gaz inflammable peut avoir de graves conséquences sur la sécurité des personnes, des installations et l’environnement. La détection fixe de gaz inflammable, réalisée au moyen de détecteurs installés de façon permanente en des points précis de l’installation, constitue l’une des barrières de prévention du risque d’explosion.
Les standards actuels et les bonnes pratiques d’implantation de détecteurs de gaz inflammables permettent de réduire le nombre de rejets de gaz inflammable non détectés dans les installations industrielles. Néanmoins, force est de constater qu’un nombre significatif de rejets accidentels ne sont pas dument détectés par les systèmes prévus à cet effet. Une analyse du Health and Safety Executive (HSE) au Royaume-Uni basée sur huit années de données (2001-2008) sur des rejets de produits inflammables sur les installations offshores révèle que seuls 60 % des rejets majeurs (> 300 kg émis à l’atmosphère) ont été efficacement détectés.
Ce constat pose la question de l’efficacité du système de détection et amène à s’interroger sur la position des détecteurs et leur nombre. Combien de détecteurs ai-je besoin d’installer ? Où dois-je positionner les détecteurs ? Voici certainement deux des questions les plus fréquentes, mais aussi deux des questions auxquelles il est le plus difficile d’apporter une réponse. Afin d’améliorer la détection de fuites, une approche pourrait consister à augmenter le nombre de détecteurs. Une telle approche, bien que pouvant permettre d’améliorer le niveau de détection si tant est que les détecteurs soient placés de façon optimisée, ne pourra jamais permettre de détecter tous les scénarios de fuite. D’autre part, l’augmentation du nombre de détecteurs induit des contraintes additionnelles qui doivent être considérées avec attention. Outre le coût lié au nombre de détecteurs supplémentaires et à la conception du système de sécurité, l’ajout de détecteurs entraîne des contraintes en termes d’opération et de maintenance. Par ailleurs, la multiplication du nombre de détecteurs expose à un risque accru de détections intempestives, avec déclenchement injustifié d’alarmes, voire dans certains cas, des actions de mise en sécurité d’unité inappropriées. De plus, le déclenchement répété de fausses alarmes peut avoir de graves conséquences sur la sécurité des opérateurs. En effet, ces derniers peuvent par exemple neutraliser certains détecteurs afin de limiter la multiplication d’alarmes injustifiées, voire, en cas d’alarme réelle, ne plus évacuer.
L’objectif de cet article est de présenter les principales méthodologies d’implantation de détecteurs de gaz inflammables fixes. Après quelques rappels sur les enjeux de la détection de gaz ainsi que les principaux critères de performance du système de détection, les grands principes d’implantation de détecteurs seront présentés. Enfin, les principales méthodologies d’implantation de la détection gaz, utilisées dans le domaine de l’oil and gas, seront développées dans la dernière section.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
performance | detection | Methodlogy | Flammable gas
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4. Conclusion
La détection de gaz inflammable est un maillon essentiel de la chaîne de prévention et de mitigation des risques d’explosion. En effet, lors d’une perte de confinement d’un gaz inflammable, l’objectif de la détection est de détecter suffisant tôt la fuite afin de prendre les mesures nécessaires pour limiter la taille du nuage de gaz, réduire la probabilité d’inflammation et limiter les effets de l’explosion en cas d’inflammation.
La première étape lors de l’étude d’implantation de détecteurs consiste à mener une analyse de risques afin de définir les zones à risque dans lesquelles il est nécessaire de mettre en place un système de détection. Il est capital de prendre le temps de définir explicitement les objectifs de la détection. Le choix de la méthodologie d’implantation dépendra essentiellement de ces objectifs.
Dans l’absolu, il n’existe pas de méthodologie qui garantisse une position optimale des détecteurs dans toutes les situations. L’implantation des détecteurs doit intégrer de nombreux paramètres (milieu ouvert ou fermé, topographie du site, produit à détecter, procédé, mouvements aérauliques, etc.) qui demande des compétences multiples. Deux grands types d’approches sont distingués pour implanter les détecteurs : la méthodologie prescriptive basée principalement sur le retour d’expérience des exploitants et l’expertise de l’ingénieur en sécurité industrielle et la méthodologie performancielle. Cette dernière, présentée dans ISA TR 64.00.07-2018 consiste à démontrer que l’implantation des détecteurs répond aux critères de performance du système de détection. À la différence de l’approche prescriptive, l’approche performancielle requiert notamment l’utilisation d’outils numériques permettant de vérifier la couverture des détecteurs.
Dans le domaine de l’oil and gas, l’approche géographique a été jusqu’à présent l’approche privilégiée par les exploitants, les ingénieries et les consultants en risques industriels. Le succès de cette approche réside principalement dans son concept simple basé sur la taille du nuage critique et la rapidité de sa mise en œuvre sur des projets complexes.
L’approche scénario offre une alternative intéressante basée sur une analyse des phénomènes physiques à...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MCGILLIVRAY, HARE (J.) - Offshore Hydrocarbon Releases 2001-2008. - RR672 – Health and Safety Laboratory for the Health and Safety Executive (2008).
-
(2) - NFPA 325 - * - . – Guide to fire hazard properties of flammable liquids, gases and volatile solids (1994).
-
(3) - BOUCHET (S.) - Principes et techniques pour la détection des gaz. - INERIS DRA (2009).
-
(4) - ADJADJ (A.) - Guide de bonnes pratiques pour la maîtrise de l’usage des détecteurs de gaz ponctuels fixes. - INERIS DRA (2018).
-
(5) - THE HON LORD CULLEN - The Public Inquiry into the Piper Alpha Disaster. - Volume one and two – Department of Energy (1990).
-
(6) - HSE - Offshore Technology Report. - OTO 93 002 (1993).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Implantation de détecteur de gaz à partir d’une analyse de risque quantifiée.
-
Évaluation des probabilités d’inflammation – Bases théoriques et approches simplifiées.
-
Risque d’explosion de gaz – Inflammabilité des gaz et des vapeurs
-
Évaluation de la probabilité de défaillance d’un système instrumenté de sécurité (SIS).
NORMES
-
Atmosphères explosives Partie 29-2 : détecteurs de gaz – Sélection, installation, utilisation et maintenance des détecteurs de gaz inflammables et d'oxygène. - NF EN 60079-29-2 - Juillet 2018
-
Guidance on the evaluation of fire, combustible gaz and toxic gaz system effectiveness. - ISA TR 84.00.07-2018 - Octobre 2018
PHAST – DNV GL. Veritasveien 1 1363 Høvik, Norway
DETECT3D & In : flux – Insight Numerics. 51 Melcher Street Boston, MA 02210 USA
EFFIGY – Kenexis. 3366 Riverside Drive, Suite 200, Columbus, OH 43221 USA
HAZMAP3D – Micropack Fire and Gas. Fire Training Centre, Schoolhill Portlethen, Aberdeen, AB12 4RR, Scotland
http://www.micropackfireandgas.com/
HAUT DE PAGE
Fire and explosion strategy – Issue 1 – Fire and gas detection – Health and safety executive
http://www.hse.gov.uk/offshore/strategy/fgdetect.htm
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