GT3R6F1-Utilisation Des Explosifs

Utilisation des explosifs : mulsions, sensibilises et pompes

directement front de taille

GT3R6F1

www.aftes.asso.fr

ASSOCIATION FRANAISE DES TUNNELSET DE LESPACE SOUTERRAIN

Organisation nationale adhrente lAITES

RRReeecccooommmmmmaaannndddaaatttiiiooonnnsss dddeee lllAAAFFFTTTEEESSS

1 - Objectifs de la recommandation 27-

2 - Gnralits 27-

3 - Formalits administratives 28-3.1 - Formalits de conception 28

3.2 - Formalits dexploitation 31

4 - Informations sur le produit 32-4.1 - Principe de fabrication 324.2 - Plage de densit 324.3 - Viscosit 334.4 - Vitesse de dtonation 334.5 - Energie massique et volumique 344.6 - Diamtre critique 344.7 - Cintique de gazification 344.8 - Dure de vie des matires premires et

du produit sensibilis 354.9 - Sensibilit lamorage 354.10 - Nature et volume des gaz produits 35

5 - Matriels 36-5.1 - Module de sensibilisation 365.2 - Porteur 36

6 - Stockage des matires premires --Arrt type 1200 37-

6.1 - Dimensions 376.2 - Distances disolement 376.3 - Amnagement 376.4 - Mesures prendre pour viter

les dispersions accidentelles 386.5 - Exploitation du stockage 38

6.6 - Equipements et accessoires 386.7 - Ventilation 396.8 - Affichage 396.9 - Gestion des dchets de stockage 39

7 - Plan de tir 39-

8 - Rgles dutilisation 40-8.1 - Prparation du chargement 408.2 - Rgles disolement de lactivit 408.3 - Limitation du nombre de personnes 418.4 - Type damorces compatibles 418.5 - Mise en place des matriels 428.6 - Mise en place des amorces et

des boosters damorage 428.7 - Amorage du process 428.8 - Dfinition des quantits et

contrle des quantits mises en place 428.9 - Contrle qualit du produit 428.10 - Contrle du remplissage des trous 438.11 - Fin de chargement/

vidange des canules de chargement 438.12 - Fiche de chargement 438.13 - Restrictions techniques 43

9 - Environnement 44-9.1 - Gaz de tir 449.2 - Contamination des eaux dexhaure 449.3 - Dchets de production 45

10 - Formation / Habilitation 46-

11 - Critres de choix de cette mthode 46-

LA.F.T.E.S. recueillera avec intrt toute suggestion relative ce texte.

26 M TUNNELS ET ESPACE SOUTERRAIN - n223 - Janvier/Fvrier 2011

RECOMMANDATION DE LAFTES N GT3R6F1

Utilisation des explosifs : mulsions, sensibilises et pompes directement front de taille

Texte prsent par le GT3

Auteurs :Pascal MONTAGNEUX (Directeur Rgional Sud Est - EPC France) - Marie Christine MICHEL (Ingnieur SERA - OPPBTP)

Thierry PANIGONI (Charg dtudes - CETU) - Sophie DUCLOS (Ingnieur Conseil - CATM)

Relecteurs :Andrew BOURGET (Coyne et Bellier) - Paul Roux (Spie) - Alain GUILLAUME -

Loc THVENOT (Eiffage Travaux Publics) - Andr SCHWENZFEIER (Consultant) - Didier SUBRIN (CETU)

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Sommaire

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TUNNELS ET ESPACE SOUTERRAIN - n223 - Janvier/Fvrier 2011

Lorsquon a recours aux explosifs pour creuser un ouvrage en souterrain, dif-

frentes formes de chargement peuvent tre envisages en fonction de la rgle-

mentation nationale, des objectifs recherchs, des technologies et produits

disponibles et des contraintes environnementales (voir Critres de choix de cette

mthode art.11). On citera :

Le chargement manuel cartouche par cartouche. Cette technique, utilise

ponctuellement sur des ouvrages souterrains de petite section, est peu utilise

du fait de la faible productivit quelle procure (temps de chargement long) et

du faible niveau de scurit engendr (risque de cartouches coinces, mauvaise

continuit de la charge).

La mise en uvre de pr-charges. Elle tait la rgle jusqu peu sur tous les

chantiers de creusement lexplosif. Elle consiste raliser, dans un local ddi

et en temps masqu par un oprateur qualifi et habilit, des cannes en poly-

thylne antistatique, coupes la longueur de la vole dsire, remplies de

cartouches et les acheminer au moment du chargement directement front

de taille dans un vhicule appropri et approuv. Cette mthode qui a fait ses

preuves depuis plus de 20 ans prsente lavantage daugmenter la productivit

(temps de chargement amlior), de respecter le plan de chargement thorique

(respect des quantits par trou et de la charge unitaire thorique) et de syst-

matiser le chargement, diminuant ainsi les risques dimbrls et aussi le risque

de dtournement de cartouches.

Cette mthode a fait lobjet dune recommandation du GT3 de lAFTES.

Le chargement pneumatique de Nitrate fioul (ANFO ; Ammonium Nitrate Fuel

Oil). Cette mthode est exclusivement utilise dans lindustrie extractive (carrire

souterraine de gypse, danhydrite ou de calcaire ou de mines souterraines

dpourvues de risques de poussires ou gaz inflammables et/ou explosifs)

partir du moment ou leau nest pas prsente dans le gisement exploiter. Elle

consiste charger de lANFO partir dun dispositif pneumatique (rcipient inox

sous pression dair, ou dispositif daspiration par effet Venturi). Cette technologie

prsente lavantage dtre trs productive (rapidit du chargement, pas de

dcouplage de lexplosif) et dun cot moindre. Dans les chantiers de travaux

souterrains, cette mthode nest jamais utilise car elle pose un important pro-

blme li la ventilation des gaz de tir (lis la combustion incomplte de

lANFO en petit diamtre et lhumidit dans les forages).

Le repompage dexplosif liquide par UPEX1. Cette mthode permet de

bnficier de certains avantages du chargement des explosifs en vrac (rem-

plissage du trou notamment, facilit de chargement). Elle consiste repomper

une mulsion dj explosive (classe 1) dun rcipient de stockage vers le trou

de mine par un flexible de chargement. Elle napporte pas davantage adminis-

tratif par rapport lutilisation dexplosifs traditionnels.

Les UPEX sont sorties du champ dapplication de la prsente recommandation.

RECOMMANDATION DE LAFTES NGT3R6F1

1 - Objectifs de la recommandation-

2 - Gnralits-

Cette recommandation sadresse la fois

Aux bureaux des mthodes des entreprises de travaux souterrains en leur fournissant les lments administratifs & techniques sur lutilisation des Units Mobiles

de Fabrication dExplosif (UMFE),

Aux matres duvre en leur prcisant les critres de choix de cette nouvelle technologie,

Aux matres douvrages et organismes de scurit / prvention ainsi quaux personnels dirigeants et oprationnels des entreprises en leur rappelant le cadre

administratif li la rglementation en perptuelle volution. Elle fournit galement les lments de prvention propres cette technique.

Figure 1 : Chargement manueldes cartouches.

Figure 2 : Mise en place des pr-charges.

Figure 4 : Injection du nitrate-fuel.

Figure 5 : Chargeuse pneumatique sur porteur.

Figure 3 : Atelier de pr-charges.

1 - UPEX : Unit de Pompage dEXplosif


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La fabrication dexplosif front de taille et sa mise en uvre par pompage

par UMFE 2. Cette mthode assez rcente (moins de 20 ans) permet partir de

matires premires stockes front de taille, de fabriquer un produit explosif

partir dune sensibilisation dmulsion mre.

On profite ainsi de tous les avantages du chargement des explosifs en vrac

(remplissage du trou notamment, facilit de chargement) et de rduire consi-

drablement les contraintes de stockage de produits de classe 1 (seuls les dis-

positifs damorage et de dcoupage peuvent tre stocks front de taille ou

livrs quotidiennement par le fournisseur). En effet, les produits stocks front

de taille ncessaires la fabrication dexplosif sont des matires comburantes

de classe 5.1 et ainsi la rglementation relative aux installations pyrotechniques

ne sapplique pas.

Cette recommandation fait tat des techniques au moment de sa rdaction et

ne peut videmment pas prjuger de lvolution des rglementations et des

technologies dans un avenir plus ou moins proche (autre mode de sensibilisation

des mulsions, volution de la composition des formules, etc.).

RECOMMANDATION DE LAFTES N GT3R6F1 M

Figure 6 : Injection d'mulsion pompable.

Figure 7 : Emulsion pompable dansle forage.

Fabriquer de lexplosif est une activit qui gnre des risques vis vis de

lenvironnement et des travailleurs. Cette activit ne peut sexercer que si elle

est autorise aussi bien pour ce qui concerne les personnes qui la mettent en

uvre, le matriel utilis ou les produits fabriqus. Si, de surcrot, elle a lieu sur

le chantier, des prcautions particulires sont ncessaires vis vis notamment

des conditions dexploitation, dutilisation et de sret. La responsabilit socitale

est engage, ce qui se traduit par un corpus administratif lourd dont les dlais

daccomplissement sont parfois longs et doivent tre intgrs dans la planifi-

cation du chantier.

3.1 - Formalits de conception

Les formalits de conception concernent les 3 acteurs impliqus dans le creu-

sement dun ouvrage savoir :

Le matre douvrage,

Lentreprise principale qui ralise le chantier,

Lexploitant de lUMFE qui est gnralement le fabricant et fournisseur

dexplosifs.

3.1.1 - Dpendant de lexploitant de lUMFE et du fabricant/distributeur dexplosifs

Ces formalits concernent essentiellement les rgles qui autorisent utiliser

et mettre sur le march, un matriel de fabrication dexplosif et ce produit

explosif.

Rgles dagrment du couple explosif/UMFE

Au regard de ladministration, une UMFE :

- Permet la production de matriaux explosifs dtermins,

- Est un vhicule de transport routier, utilis pour le transport de matires

dangereuses,

- Est un assemblage de matriels destin la fabrication des explosifs,

- Constitue un quipement de travail.

En consquence, les dispositions administratives suivantes doivent tre mises

en uvre par lexploitant de lUMFE et le fabricant/distributeur dexplosifs :

Autorisation de production dexplosifs (article L2352- 1 et R2352-23 46 du

Code de la Dfense)

La production dexplosifs est subordonne une autorisation dlivre par arrt

conjoint des ministres chargs de la dfense, de lintrieur et de lindustrie et

remis la personne morale ou physique qui en fait la demande. Cette autori-

sation de production est distincte pour chaque UMFE et fixe laire gographique

pour laquelle elle est dlivre. Elle vaut autorisation de vente.

Agrment des produits explosifs (Art R2352-65 72 du Code de la Dfense)

Les produits fabriqus par des UMFE doivent avoir reu un agrment technique

obtenu auprs du ministre charg de lindustrie. Aprs essais et avis dun labo-

ratoire agr (en France, lINERIS), le ministre prend, aprs consultation si nces-

saire de la CLIPEX (ex CSE), une dcision dagrment qui comporte le nom du

titulaire, la limite ventuelle de dure et de nature du produit, les caractristiques

des produits agrs, la prsentation matrielle de lexplosif ainsi que les infor-

mations devant tre fournies aux utilisateurs (conditions demploi et premption).

Toute cession dagrment ncessite un nouvel accord du ministre. Il en est de

mme pour tout changement par rapport aux caractristiques techniques du

produit.

A noter que, chaque UMFE est associe une gamme de produits dont les

caractristiques sont fournies dans la dcision dagrment (arrt prfectoral

de mise en service).

Autorisation demploi des produits

La dcision dagrment fixe les conditions demploi et les dates de premption

des produits fabriqus. Les produits ne peuvent tre utiliss que dans les limites

demploi fixes par cette dcision (autorisation de chargement en chute libre,

autorisation de chargement par nergie pneumatique, autorisation de charge-

ment par pompage, autorisation demploi en atmosphre grisouteuse, etc.).

2 - UMFE : Unit Mobile de Fabrication dExplosifs

3 - Formalits administratives-


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Identification du produit (Article 6 Arrt du 3 mars 1982)

Les produits explosifs fabriqus sur site sont dispenss de marquage CE.

Agrments techniques de linstallation (Art R 2352-97 109 du Code de la

Dfense)

Lexploitation dune UMFE est subordonne la dlivrance pralable dun agrment

technique. Lexploitant adresse au prfet du dpartement du sige social de lex-

ploitant ( Paris, au prfet de police) la demande dagrment technique de lUMFE.

Aprs avis des services comptents (DREAL, DIRRECTE, IPE, Police ou Gendar-

merie), le prfet dlivre lagrment par arrt et spcifie les mesures de scurit

et de sret dfinitives.

Lagrment cesse ds que lUMFE est arrt plus dun an.

- Autorisation de transport matires dangereuses (R2352-73 76 du Code

de la Dfense et arrt du 3 mars 1982 modifi)

Figure 8 : Exemple de registre de matires premires pour la fabrication d'mulsion.

Sauf dispositions particulires (amnagement du chssis en norme EX III,

conception, techniques prvus dans lADR, etc.), le transport dexplosifs de

classe 1 dans une UMFE nest pas autoris. En consquence, la rglementation

sur le transport des explosifs ne sapplique pas aux UMFE.

Nanmoins, lUMFE doit tre conue en fonction des matires dangereuses

transportes (fuel, nitrate dammonium, aluminium, mulsion mre, diffrents

ractifs), de la quantit transporte et du classement ONU transport des

produits.

La rception titre isol (RTI) de lUMFE effectue par la DREAL permet de

contrler que les contenants (cuves, citernes, trmies) sur lUMFE sont

conformes aux dispositions prvues par lADR (forme des citernes, angles des

trmies, etc.).

Une fois la RTI obtenue, le Body 3 de lUMFE mont sur un chssis ADR, peut

tre mis en circulation sur la voie publique. Il y a donc bien une distinction entre

le Body et le porteur qui porte ce dernier.

Registre de fabrication et de mouvement des matires premires (Art R

2352-103 104 Arrt du 13 dcembre 2005)

Figure 9 : Exemple de registre de fabrication.

Lexploitant de lUMFE doit tenir jour en temps rel un registre indiquant les

quantits dexplosifs produites ainsi que les quantits de matires premires

utilises pour leur fabrication.

Un inventaire rgulier (a minima tous 2 mois) du stock des matires premires

doit tre effectu dans le local de stockage. Lutilisation des produits doit se

faire selon une gestion FIFO (First In First Out).

Rgles dexploitation

Lutilisation dune UMFE suppose des rgles strictes dexploitation sur les mises

hors et en service.

Mise en service de lUMFE par lexploitant (Art L512-11+ R512-55 et s,

R512-61 66 du Code de lenvironnement)

Les UMFE sont gnralement conues pour contenir au plus 100 kg de matire

active susceptible de dtoner. Dans ces conditions, elles appartiennent la

rubrique 1310 3b de la nomenclature ICPE et sont soumises dclaration

avec contrle priodique. Elles ne sont, en outre, pas soumises la taxe

gnrale sur les activits polluantes.

Ds lors, le dclarant prend le titre dexploitant.

Les dispositions gnrales relatives aux UMFE sont fixes dans lArrt du

12 dcembre 2005 relatif aux ICPE de la rubrique 1310-3b.

Les dispositions particulires sont nonces au dcret n90-153 modifi

portant diverses dispositions relatives au rgime des produits explosifs.

Toute dclaration doit tre renouvele avec la mme procdure lors de transfert

de linstallation, lors dune modification des lments du dossier ou dune modi-

fication substantielle de linstallation.

Le contrle priodique a lieu tous les 5 ans 4 (10 ans si ISO 14000) par un


3 - Body : terme usuel francis qui dsigne lensemble des lments du process constitutif de lUMFE. / 4 - Le premier contrle a lieu dans les six mois suivant sa mise en service.


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organisme agr par le ministre charg des installations classes. Il a pour

objectif de vrifier la conformit de linstallation aux prescriptions gnrales et

particulires qui sont exiges. Lorganisme agr remet dans un dlai de

soixante jours son rapport en deux exemplaires lexploitant en faisant figurer

les ventuelles non-conformits.

Les deux derniers rapports de contrle technique sont tenus la disposition

des inspecteurs des installations classes par lexploitant.

Lorsque linstallation est implante sur plusieurs dpartements, la demande est

adresse tous les prfets concerns et leurs dcisions font lobjet dun arrt

conjoint.

En cas de changement dexploitant, le nouvel exploitant en fait la dclaration

au prfet dans le mois qui suit la prise en charge de lexploitation.

Accident ou incident sur lUMFE :

Tout accident ou incident survenu du fait du fonctionnement de linstallation

doit faire lobjet dun rapport daccident ou dincident transmis par lexploitant

linspection des installations classes. Ce rapport prcise notamment :

- Les circonstances et les causes daccident ou de lincident,

- Les effets sur les personnes et sur lenvironnement,

- Les mesures prises ou envisages pour viter que cela se reproduise,

- Les mesures prises pour pallier les effets moyen ou long terme.

La remise en service dune installation hors dusage suite un accident (explo-

sion, incendie ou accident endommageant le fonctionnement) peut tre subor-

donne par le prfet une nouvelle dclaration.

Arrt dfinitif de lexploitation dune UMFE sur un chantier donn :

Lexploitant notifie au prfet son intention darrt dfinitif de lexploitation trois

mois avant larrt effectif.

La notification indique les mesures prises pour assurer la mise en scurit du

site, et notamment :

- Lvacuation ou llimination des produits dangereux et des dchets inhrents

linstallation,

- La suppression des risques dincendie ou dexplosion.

La remise en tat du site est surtout constitue par la remise en tat des zones

de stockage de la matrice et de lquipement associ lUMFE. Les conditions

de remise en tat globales du site sont celles prconises soit par le PLU, soit

par le CCTP.

3.1.2 - Dpendant du matre douvrage

Ce paragraphe est particulirement destin attirer lattention des matres dou-

vrage sur les mesures ncessaires envisager ds lavant projet et notamment

dans ltude de faisabilit. En effet, si certaines dispositions ne sont pas prvues

(foncier disponible pour limplantation des locaux contenant les matires dan-

gereuses, pour le respect des zones disolement conformment aux rglemen-

tations en vigueur), lentrepreneur gestionnaire du local pourrait se trouver dans

lincapacit de raliser les travaux conformment la lgislation en vigueur.

Lutilisation des UMFE ncessite la mise disposition de locaux pour la conser-

vation des matires premires ainsi que le cas chant pour celles lies lamor-

age des tirs (bousteurs, dtonateurs, etc.).

Ces locaux sont encadrs par des Arrts types (par exemple 1200 pour le

stockage des matires premires comburantes pour la fabrication sur site, et

1311 pour le stockage des produits de classe 1) : ils fixent les rgles disolement

par rapport dautres activits non compatibles avec le stockage des produits

concerns, les dispositions vis--vis de la sret, lexploitation du local, etc.

Les rgles principales sont dcrites dans la recommandation AFTES sur le

stockage des explosifs.

Les mesures retenues par le matre douvrage en matire de scurit du

personnel sont dcrites dans le PGC tabli par le coordonateur.

3.1.3 - Dpendant de lentreprise principale en charge des travaux

La logistique lie aux flux des matires premires ncessaires la fabrication

des explosifs via lUMFE dpend de lorganisation du chantier. Dun point de

vue administratif, on distingue :

- Le stockage de matires premires,

- Le stationnement de lUMFE,

- La circulation de lUMFE sur les voies daccs au tunnel sur site.

Figure 10 : UMFE sortant de son garage.

Le choix dpend de la configuration du chantier, des contraintes de scurit,

(notamment de risque de heurt par les engins en situations exiges, de stabilit

du terrain, etc.) et de sret. Dans la mesure du possible, il est prfrable de

disposer dun local de stockage des matires premires plac lextrieur du

tunnel o lUMFE peut tre stationne lorsque la fabrication nest pas en cours.

Dans tous les cas de figure, le local doit rpondre aux dispositions prvues dans

les diffrentes rglementations applicables :

Les dclarations ICPE : stockage de matires comburantes (Nomenclature

des installations classes rubrique 1200)

Les matires premires utilises sont des matires dangereuses au sens de la

lgislation. La rubrique prendre en compte pour le local de stockage est celle

du matriau le plus dangereux (cf. Fiche de Donnes de Scurit - FDS)

au-del des seuils prvus par la rglementation ICPE. En gnral, compte tenu

des quantits stockes, ce sont les matires comburantes de la rubrique 1200,

qui prvalent.

Les mesures relevant de cette rubrique sont mettre en uvre. Le dossier est

dposer en 3 exemplaires la Prfecture du lieu o sera implant le local de

stockage. Les dlais courants dobtention du rcpiss de la demande avec

larrt type sont de 2 4 semaines.

Aire de stationnement de lUMFE sur chantier

Les conditions auxquelles doit rpondre laire de stationnement de lUMFE sont

dfinies dans larrt dagrment de linstallation. Elles sont communiques par



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lexploitant, responsable de lUMFE, aux personnels en charge du chantier. Hors

priode de fonctionnement, compte tenu du caractre sensible de linstallation,

il est fortement recommand de stationner lUMFE dans un local ddi scuris

(gnralement le mme que le local de stockage de matires comburantes).

Figure 11 : UMFE dans son local.

Dispositifs de sret du local de stockage des MP et de lUMFE

(Arrt du 13 dcembre 2005)

Ltude de sret ne vaut que pour les UMFE et les produits explosifs. Les

arrts prfectoraux des UMFE pour le souterrain stipulent des rgles pour la

mise en sret de laire de stationnement qui sappliquent galement au local

de stockage lorsque lUMFE y est stationn.

3.2 - Formalits dexploitation

3.2.1 - Dpendant de lexploitant de lUMFE

Dclaration lInspection du travail

Dans le cadre de lEST (tude de Scurit du Travail pour la fabrication sur site)

le dossier doit tre transmis pour avis lInspection du travail.

3.2.2 - Dpendant du chantier

Dclaration lInspection du travail

Dans le cadre de la dclaration douverture de chantier (R8113-1 du code du

travail) les employeurs doivent aviser par crit lInspection du travail (DIRECCTE)

de louverture de tout chantier employant au moins 10 salaris pendant plus

dune semaine.

En outre, larticle 3 du dcret 87-231 ncessite la dclaration de lactivit lie

aux explosifs dans un dlai de 1 mois avant le dmarrage des travaux.

Le titre dacquisition des explosifs - Dcret 81-972

Pour dtenir des explosifs, il est ncessaire que lutilisateur futur possde

un certificat dacquisition des explosifs, ceci afin de vrifier que les quantits

dtenues seront bien utilises pour leur destination.

Dans le cas des UMFE, la production tant assure par les oprateurs qui fabri-

quent, cest celui qui met en uvre qui doit pouvoir dtenir les explosifs. Cette

dtention est courte puisque la fabrication se fait directement sur le lieu de la

mise en uvre (le forage). La procdure dutilisation ds rception est la

plus approprie cette situation.

Si, en gnral, la procdure dutilisation ds rception est galement utilise

pour les produits pyrotechniques ncessaires lamorage (dtonateurs,

charges amorces, boosters,), il peut arriver que la procdure de consignation

ou la ralisation de dpt savre ncessaire pour ces produits. Les quantits

plus faibles quun tir traditionnel rendent plus aises lobtention des autorisations

ncessaires.

Formation du personnel

Les oprateurs doivent avoir les comptences ncessaires pour exercer les

diffrentes fonctions quils occupent. Sils occupent plusieurs fonctions, ils

doivent tre comptents pour ces diffrentes fonctions. Ils seront placs sous

lautorit dun chef de tir (boutefeu dsign par la personne en charge du chantier)

dont ils dpendent hirarchiquement. Ces comptences sont formalises par

diffrentes formations et autorisations :

Comptences conduire la fabrication des explosifs :

- Aptitude mdicale au poste de travail,

- Formation spcifique lemploi de lquipement de travail (UMFE) ralise

par les concepteurs de lquipement et formation au poste de travail,

- Habilitation lemploi de lUMFE au sens des articles 81 et 82 du dcret

n79-846, donne par la personne en charge des travaux aprs vrification

des aptitudes et comptences,

- Maintien trimestriel des connaissances prvu par le dcret n79-846 ralis

par une personne comptente en interne ou en externe.

Comptences mettre en uvre un produit explosif :

- Aptitude mdicale au poste de travail,

- Formation spcifique prvue larticle 4 du dcret n87-231 et obtention

du certificat de prpos au tir options 1 Travaux souterrains et 7

Chargement en vrac utilisant de lnergie et formation au poste de travail,

- Permis de tir dlivr par lemployeur,

- Maintien semestriel des connaissances prvu larticle du dcret n 87-231.

Comptences au poste de travail (en tunnel : risques spcifiques et particu-

liers, organisation du chantier particulire et spcifique, coordination de lop-

ration de minage propre au chantier, dlais, secours, )

- Accueil sur le chantier,

- Formation au poste de travail,

- Exercices de secours.

Organigramme de fonctionnement entre le fournisseur de la mthode et le chantier

La mthode de sensibilisation et de pompage dmulsion front de taille

implique que le fournisseur de la mthode devient un acteur du chantier en

participant au cycle, par la prsence dun rfrant UMFE responsable des

oprations de maintenance, du suivi logistique (pices dtaches, flux matires

premires), du suivi rglementaire (registres, suivi des consignes.) et de la

formation des oprateurs.

De ce fait, un organigramme de fonctionnement liant le fournisseur de la

mthode et lentreprise ralisant les travaux doit tre tabli avant le dmarrage

des oprations. Ce document dfinira les liens hirarchiques entre les diffrents

intervenants dans les schmas de dcision, les limites de comptences de

chacun et les fonctions affectes au rfrant.



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Toutes les matires premires utilises sur le site o la sensibilisation dmulsion

est prvue, sont au pralable fabriques et contrles en usine (mulsion mre

et ractifs de sensibilisation).

Ces produits sont amens sur chantier et stocks soit en fts de 200 litres ou

GRV (Grands Rcipients Vracs) pour les produits gazifiants, soit en citerne de

25 tonnes ou GRV de 1000 litres pour lmulsion mre (matrice).

La dure de vie de ces produits est au maximum de 6 mois dans des conditions

normales de stockage (des carts de temprature importants peuvent acclrer

le vieillissement de la matrice) et de transport (les transports et transvasements

successifs peuvent entraner des phnomnes de cisaillement pouvant conduire

une cristallisation prmature), le temps entre la livraison et l'utilisation pouvant

varier de 1 semaine 1 mois en fonction des cycles du chantier.

Dans leur condition nominale de stockage, ces produits sont particulirement

stables.

La sensibilit des explosifs l'onde de choc et lnergie quils dlivrent, varient

selon leur prsentation physique, notamment avec leur densit.

4.1 - Principe de fabrication

L'amorage d'explosifs industriels procde par l'interaction au choc de discon-

tinuits qui produisent des points chauds o l'explosif se dcompose : l'nergie

ainsi labore renforce celle de l'onde de choc initiale et davantage de points

chauds sont forms jusqu' l'obtention de la dtonation en masse.

Les mulsions explosives sont des mlanges intimes entre les gouttelettes

trs fines ( 5 ) d'oxydants disperses dans un milieu continu hydrophobe etrducteur (phase huile).

Figure 12 : Viscosit de la matrice.

Ces mulsions, aussi appeles matrice ou mulsion mre, labores en usine,

prsentent une densit leve. Lorsqu'elles sont exemptes de points chauds,

leur niveau de sensibilit aux sollicitations mcaniques est quasiment nul, ce

qui permet de les classer, non plus dans la catgorie des explosifs, mais dans

celle des liquides comburants.

Une voie connue de gnration de points chauds est le dgagement de micro-

bulles d'azote rsultant de la dcomposition dune solution de nitrite de sodium

en prsence d'un catalyseur.

Seule une bonne rpartition des bulles permettra une sensibilisation homogne

de nature transmettre une onde de dtonation stable.

4.2 - Plage de densit

La densit des explosifs industriels est la caractristique physico-chimique qui

a le plus d'influence sur leurs caractristiques pyrotechniques, notamment sur

la vitesse de dtonation, la sensibilit lamorce et lnergie volumique (MJ/m3)

dgage par la raction (voir Energie massique et volumique 4.5). Ainsi, unexplosif de densit trop faible ou trop forte aura tendance dflagrer voire ne

pas ragir du tout.

On peut distinguer la densit dencartouchage et la densit de chargement pour

les explosifs en vrac dans les trous de mine. Les densits voluent de 0,8 pour

les nitrate-fiouls en vrac jusqu 1,5 pour les dynamites les plus denses.

La densit des explosifs liquides est obtenue en dterminant la masse de matire

occupant un volume donn dans un bcher plastique calibr.

Lors de sa mise en uvre, le contrle de la qualit de l'explosif produit

se rsume au contrle du process du pompage et d'homognisation des

ractifs : cette opration est assure par le module de fabrication quip de

pompes de prcision et de dbitmtres, relis un automate programmable

qui rgule les diffrents dbits de pompage par rapport l'explosif produire.

Les dbits des diffrents produits sont galement affichs sur un cran ou sur

des manomtres pour permettre un contrle visuel l'oprateur charg des

oprations de fabrication : en cas d'anomalie, le pompage peut tre arrt

tout moment.

Une procdure tablie par le fabricant dexplosif, exploitant le module de fabri-

cation, dfinit la mthodologie de mesure de densit sur chantier quil convient

de respecter.

Il est souhaitable quun prlvement pour mesurer la densit soit ralis :

1. au dbut de la phase de fabrication (pour sassurer que le process fonctionne),

2. au niveau du chargement des trous de bouchon, phase primordiale, et

3. en fin de chargement (pour sassurer que la densit souhaite est bien obte-

nue pour la mise feu),


4 - Informations sur le produits-

Figure 13 : Mesure dedensit sur chantier.


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La mise feu d'une mulsion sensibilise par raction chimique (gnrateur

de gaz) ne peut se faire que lorsque la densit, mesure sur le dernier trou,

aura atteint sa valeur optimale dfinie par le fabricant.

L'ensemble des informations relatives au chargement (vitesse de pompage,

temprature des produits, densit de l'chantillon) est consign sur une fiche

de chargement pour chaque tir par l'oprateur et archiv dans le cadre de la

traabilit de la production selon les process qualit inhrents aux entreprises.

La plage de densit renvoie la fiche dagrment du produit. Un produit peut

tre agr pour une densit donne avec une tolrance +/- 10% ou tre agr

sur une plage de densit donne avec tolrance dfinie galement.

La plage de densit requise pour un fonctionnement correct du produit est

indique sur sa fiche technique.

Si la densit est suprieure ou gale la densit critique, lmulsion nest plus

amorable; cette indication doit tre donne par le fabricant.

Si la densit est infrieure ou gale 0,70, il ny a pas risque dhypersensibi-

lisation ou de fonctionnement intempestif. En revanche il y a, en plus de lazote,

formation doxydes dazote (Nox) toxiques. Ds le commencement de ce dr-

glement, loprateur peut percevoir lodeur de ces composs et lapparition de

fumes rousses, et, ainsi, procder une correction immdiate par modification

du dbit des ractifs ou il peut arrter la production par la bote boutons filaire

ou la tlcommande radio.

Lors de leur formation, lattention des oprateurs est particulirement attire

sur limportance de la valeur de la densit et de son contrle.

4.3 - Viscosit

La matrice est un fluide non newtonien, donc la valeur de viscosit varie en

fonction du cisaillement (le dbit de pompage).

Elle est mesure l'aide d'un viscosimtre mobile. La spcification est reporte

sur la fiche technique dagrment du produit.

La viscosit dpend essentiellement des caractristiques des combustibles

(Huiles minrales utilises dans la formule) et de la taille des gouttelettes de

l'mulsion (paramtres process).

La viscosit finale de lmulsion sensibilise est directement lie celle de

lmulsion mre utilise.

En pratique, la viscosit finale du produit peut avoir un impact sur :

La pression de pompage dans le process (un produit trop visqueux peut

augmenter la pression de pompage),

La tenue du produit dans le trou dans le cas de mines inclines vers le haut

(ex mines de reprofilage de vote), ou de failles ouvertes sans venue deau

(fuite de produit),

La tenue du produit dans le forage dans le cas de lgres venues deau par

le fond de trou qui cre une contre pression par larrire.

Dans la pratique la viscosit ne se mesure pas sur chantier mais en laboratoire

lors de la fabrication de la matrice.

4.4 - Vitesse de dtonation

La vitesse de dtonation des explosifs donne une ide de la performance de

lexplosif : plus elle sera leve, plus l'onde de choc cre sera forte.

Cette vitesse varie en fonction de nombreux paramtres de tir dont :

La densit de l'explosif

La vitesse sera maximale pour une plage de densit optimale. Une densit trop

faible ou trop forte abaisse la vitesse de dtonation ou lannule dans les cas

limites (lexplosif ne ragit plus).

Le diamtre de la charge

La vitesse augmente avec le

diamtre jusqu' tendre vers la

vitesse thorique calcule pour

une charge de diamtre infini.

En dessous du diamtre cri-

tique de dtonation, la vitesse

de dtonation lair libre tend

rapidement vers zro.


Figure 14 : Feuille de chargement de tir.

Figure 15 : Ecran de contrle du process de fabrication.

Figure 17 : Rsultat d'une mesure de VODsur de l'mulsion pompe.

Figure 16 : Incidence de la viscosit sur la tenue du produit.


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La puissance d'amorage

Un amorage insuffisant (pression de dtonation) ne permet pas d'atteindre le

rgime de dtonation ; il peut ventuellement provoquer larrt de la dtonation

de lexplosif.

La vitesse de dtonation optimale n'est atteinte qu'au bout d'une certaine

distance aprs l'amorage. Enfin, de la mme faon que lamorage conditionne

la mise en dtonation des explosifs, le diamtre est le paramtre qui fixe la

valeur maximale de la vitesse de dtonation de l'explosif.

Le type d'explosif

Le confinement de l'explosif

La vitesse est plus leve lorsque les charges sont confines.

La mesure de vitesse de dtona-

tion peut tre ralise sur le site

demploi. Les mesures sont rali-

ses au moyen d'un cble coaxial

plac dans le trou de mine. Lors

de la dtonation, le cble est

dtruit et on mesure le raccourcis-

sement du cble en fonction du

temps.

La vitesse de raccourcissement du

cble donne la vitesse de dtona-

tion dans le trou de l'explosif.

4.5 - Energie massique et volumique

Lnergie thorique ou nergie potentielle dun explosif est value partir des

quations de thermodynamique en fonction de la composition chimique de

lexplosif.

Le calcul est effectu par ordinateur suivant des codes de calcul dvelopps

en interne.

Les explosifs chargs en vrac (ANFO, mulsion pompable) permettent de remplir

100 % du forage. De par leur densit plus leve (de 25 50 % de plus) par

rapport lANFO, les mulsions pompables permettent alors des gains de 5

25 % dnergie volumique.

4.6 - Diamtre critiqueC'est le diamtre minimal partir duquel l'explosif, l'air libre, dtone.

Il est dtermin en tirant une charge en forme de tronc de cne, amorce du

ct du plus gros diamtre. La mesure du diamtre minimal est confirme par

des tirs de charges cylindriques. Lorsque les charges sont confines, le diamtre

critique est lgrement plus faible. Cependant, en pratique, l'explosif choisi

sera charg dans des trous de diamtre suprieur au diamtre critique de

dto nation.

Le type de chantier conditionne ainsi le choix de l'explosif. Ainsi, en travaux

souterrains (diamtre de foration < 60 mm) l'explosif choisi aura de prfrence

un diamtre critique faible.

En ce qui concerne les mulsions pompables utilises en galerie, des formules

spcifiques sont dveloppes afin dassurer la sensibilit lamorage en petit

diamtre et ainsi de pouvoir tre utilis dans les diamtres courants de foration

(41 57 mm). Il est important de connatre ce paramtre car il peut tre une

des raisons dun mauvais fonctionnement du produit voire dun non fonction-

nement. Par exemple si loprateur ne matrise pas la vitesse de retrait du tuyau

(retrait trop rapide de la canule de chargement ou au contraire tuyau qui traine

dans la colonne crant ainsi un tunnel de vide), la colonne dexplosif ralise

dans un trou de mine horizontal, peut se trouver en de du diamtre critique

de dtonation.

En consquence :

La formation des oprateurs pour le contrle du retrait des canules de

chargement est primordiale.

Lors de la conception des plans de tir, le diamtre de foration le plus lev

possible sera privilgi en adquation avec les contraintes environnementales

(vibrations).

4.7 - Cintique de gazification

La cintique de gazification dtermine la vitesse laquelle la densit finale est

atteinte ; cest par consquent une donne en minutes. La cintique de gazi-

fication dpend de plusieurs paramtres pratiques qui sont :

La temprature de la matrice (une matrice froide gazifiera plus lentement


Figure 18 : Mesure de VOD en chantier.

Figure 20 : Mesure du diamtrecritique de dtonation.

Figure 19 : Variation des nergies massiques et volumiques en fonction des produits.


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quune matrice chaude ; pour des raisons de reproductibilit dune vole

lautre, il est important de conserver la matrice dans un local de stockage iso

tempr (minimum conseill 15C).

Figure 21 : Cintique de gazification en fonction de la temprature.

La densit finale voulue ; plus la valeur finale atteindre est loigne de la

valeur initiale, plus le temps sera important.

Lors de la mesure de densit front de taille, loprateur enregistre le temps

que le produit met pour atteindre sa densit finale. Ce nest que par cette mesure

que lautorisation de tirer sera donne par rapport lheure du dernier trou

charg et au temps mis par le produit pour gazifier.

4.8 - Dure de vie des matires premires et du produit sensibilis

Cette donne importante fournie par le fabricant dexplosifs, doit tre compare

aux cadences dutilisation sur chantier. En pratique, le turn-over des produits

est relativement lev pour viter tout problme li des produits trop vieux.

La question peut se poser lors darrt des tirs sur un chantier (par exemple

traitement dune faille ou dune zone gologique spcifique).

Le vieillissement des produits se caractrise principalement par lapparition de

germes de cristallisation sur les parois du rcipient de stockage. Un rcipient

contamin par des germes peut rapidement conduire une cristallisation en

masse du container de stockage. Un test appel le test de la carte de visite

permet dapprcier la prsence de germes ou non dans la matrice. Il consiste

appliquer une fine couche de matrice sur une carte de visite et apprcier si

les inscriptions sont nettement visibles ou non au travers du produit tal.

La prsence de cristaux dans la matrice na pas de consquence sur la scurit

du produit final ; les consquences rsident principalement en des difficults

rencontres lors du chargement par une obturation des mlangeurs statiques

occasionnant des montes en pression du systme (le process doit tre alors

stopp) et des nettoyages incessant du process (dchets produits et perte de

temps).

Le vieillissement peut tre accentu par des cisaillements successifs effectus

sur la matrice (cisaillement produit durant le transport ou par dpotage successif

du produit) ; les carts de temprature importants dans le local de stockage

peuvent galement acclrer le vieillissement.

4.9 - Sensibilit lamorage

La sensibilit lamorage est mesure afin dapprcier la limite damorabilit

pour viter les rats. Lpreuve consiste rechercher dans une gamme

damorces de diffrentes forces quelle est lamorce la plus faible qui assure la

dtonation de la substance considre. Dans la pratique on distinguera le dto-

nateur 0,8 g de pentrite, le dtonateur associ un cordeau dtonant, un

dtonateur associ une cartouche (ou booster) dans le cas de produits non

sensibles au dtonateur.

Ces tests sont raliss en usine. En pratique, la fiche technique du produit ren-

seigne sur lamorage optimal utiliser.

4.10 - Nature et volume des gaz produits

Chaque produit explosif possde son propre bilan gazeux dans la dcomposition.

Le tableau ci-dessous fournit pour les produits usuels utiliss en galerie, le bilan

du dgagement gazeux calcul lors de la dtonation des produits.


Figure 22 : Cristallisationd'mulsion mre dans son rcipient de stockage.

Figure 23 : Bousteur d'amorageassoci son dtonateur.

Nature des gaz mulsion pompable mulsion encartouche Dynamite Nitrate-fuel Moles/kg L/kg % Moles/kg L/kg % Moles/kg L/kg % Moles/kg L/kg %

4.327.49.70000

95.3613.7218.300.40.90.6929

10.36623.5000.10.1100

1.619.68.100.22.31.4

35.54381810.15.452.331.4744

4.858.924.300.774.2100

8.320.19.90000

186.4449.6222.40

00858

21.752.425.90

00100

3.827.711.80

0.10.1

84.8620.1261.10.2

3.32.9975

8.763.627.10

0.30.3100

CO2H2ON2NONH3H2COVolume total en L

Tableau 1 : Bilan gazeux issu de la dtonation pour diffrents produits


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De la qualit et de la technicit du matriel, dpend grandement la russite du

projet. La maintenance effectue sur celui-ci est galement un facteur cl pour

viter les problmes qui perturberaient les cadences du chantier et pourraient

mettre en pril la scurit des travailleurs.

5.1 - Module de sensibilisation

Il existe diffrents types de modules sur le march. La technique de sensibili-

sation par gazing est largement rpandue car bien matrise et dun cot plus

abordable. La technologie qui consiste ajouter lmulsion-mre des lments

physiques pour abaisser sa densit afin de la rendre sensible (micro billes de

verre, billes de polystyrne, etc.) est peu rpandue cause de la manipulation

dlicate de ces additifs et du cot de la mthode.

Figure 25 : UMFE pour tunnel sur son porteur ADR.

Quel que soit le type de technologie, un agrment technique port par Arrt

Prfectoral est ncessaire, liant le matriel et le ou les produits qui y sont

fabriqus (qui sont eux-mmes agrs) (voir art I.3.1.1).

Le matriel doit en outre obtenir la conformit CE.

5.1.1 - Conception

Il ny a pas de charte modle pour la conception dune UMFE. Le concepteur

doit sappuyer sur ses comptences techniques et sa connaissance de la rgle-

mentation (ainsi que de la sensibilit des personnes ayant en charge la vrifi-

cation).

La conception du module doit sappuyer sur un cahier des charges qui tient

compte :

De la capacit de matire premire embarquer. Celle-ci dpend :

- De la taille du tir,

- De la capacit charger plusieurs voles sans rempotage de matires

premires,

Du nombre de canules de chargement,

De la technologie de sensibilisation (gazing, Mbv, etc.),

De lindpendance des circuits menant chaque canule de chargement,

Des organes de scurit bloquants,

Des organes de scurit non bloquants,

Du type et de la taille du porteur (articul, 4x4, plateau, etc.).

Le concepteur du module cherchera nanmoins proposer un matriel quasi

universel compte tenu des dlais de fabrication et dlais dobtention des agr-

ments.

5.1.2 - Maintenance

La maintenance dune UMFE est non seulement importante comme tout matriel

de production, mais aussi elle rpond une obligation stricte porte sur son

agrment. Un plan de maintenance (quotidien, hebdomadaire, mensuel et

annuel) doit tre rdig et un registre tenu jour et consultable par les autorits.

Du fait de cette obligation rglementaire et de la responsabilit engageant

lexploitant de lUMFE, une prsence obligatoire dun oprateur habilit par lui

est requise en permanence sur le chantier pour la maintenance prventive et

curative.

5.2 - Porteur

Au niveau du porteur du Body de lUMFE, hormis des chantiers spcifiques

(galerie de petite section, courbe prononce, pente, etc.), un porteur classique

peut tre utilis. Si une section de voie publique doit tre emprunte (traverse

de route, utilisation de lUMFE dune attaque sur lautre en empruntant une

route,), il faudra que le chssis possde une homologation ADR (transport

de matires dangereuses sur route) et les oprateurs le conduisant (permis

Poids Lourd obligatoire), le permis de transport de matires dangereuses option

citerne en plus de la FIMO et FCOS jour.

Figure 27 : UMFE sur porteur articul non ADR.

Il est possible dintgrer une nacelle de chargement au porteur de lUMFE

(la lgislation sur les nacelles lvatrices sapplique alors en plus).


5 - Matriels-

Figure 24 : Plaque de conformit CE

sur chssis UMFE.

Figure 26 : Module de sensibilisation mont sur lorry.


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Parce quelles sont classifies dangereuses, le stockage des matires premires

doit rpondre la rglementation des Installations Classes pou la Protection

de lEnvironnement (ICPE), partir du moment o le seuil de stockage dpasse

le minimum fix dans la nomenclature des installations classes. Les figures

ci-dessous rappellent pour chacun des produits stocks (mulsion mre, acide

actique et ractif de sensibilisation), les seuils de classement dans la nomen-

clature des ICPE.

Pour lmulsion mre, la quantit gnralement stocke sur site est infrieure

20 tonnes (2 3 semaines de consommation) ce qui gnre un classement

en 1200-2c imposant de dposer un dossier de dclaration.

Pour lacide actique (correcteur dacidit ncessaire la cintique de gazi-

fication), les quantits stockes sur site sont gnralement infrieures 1

tonne, excluant de fait toute dclaration ICPE.

Pour le ractif de gazification (produit class toxique), les quantits stockes

doivent imprativement tre infrieures 1 tonne sinon il faudra faire un dossier

de dclaration pour le stockage de produit toxique (dangerosit majorante

par rapport aux matires comburantes).

6.1 - Dimensions

Les dimensions du hangar de stockage doivent permettre, outre le stockage des

diffrentes matires premires en bon ordre et bien spares, le stationnement

de ou des UMFE (cas dun chantier de creusement multiples attaques), et un

espace pour stocker diffrents objets inhrents lactivit de fabrication (pices

de rechange, armoire de rangement documentaire, gerbeur de palette, etc.).

Les dimensions du hangar de stockage devront cependant tenir compte de la

place disponible sur lemprise des installations. Si la place disponible ntait

pas suffisante pour une volution horizontale, un stockage vertical des GRV placs

sur des racks de rangement pourrait permettre de gagner de lemprise au sol.

Les plans des installations doivent tre disponibles sur chantier, conformes au

dossier de dclaration et tenus jour.

6.2 - Distances disolement

Pour des raisons videntes de

scurit, la rglementation

impose des distances dloi-

gnement entre le stockage de matires comburantes et dautres stockages

et/ou activits. On citera :

Minimum de 25 mtres des tablissements recevant du public et des immeu-

bles de grande hauteur,

Minimum de 10 mtres des immeubles habits ou occups par des tiers, des

limites de proprit et des voies ouvertes la circulation publique,

Minimum de 25 mtres des installations classes externes soumises auto-

risation prsentant des dangers graves dincendie ou dexplosion,

Minimum de 8 mtres de tout stockage de matires dangereuses dune autre

nature pouvant entraner un accroissement des risques.

6.3 - Amnagement

Les locaux doivent tre conus avec une rsistance minimale au feu :

Parois et planchers hauts : coupe feu de degr 2 heures,


6 - Stockage des matires premires - Arrt type 1200-

Figure 29 : Exemple d'un pland'implantation d'un hangar de stockage de matires premires.

Figure 30 : Stockage vertical des GRV de matrice

sur des racks.

Figure 31 : Local de stockage MP et UMFE.

Figure 28 : Hangar de stockage de matires comburantes.


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Couverture incombustible,

Portes intrieures coupe feu de degr 2 heures et munies dun ferme porte,

Portes donnant vers lextrieur pare flamme de degr 2 heures,

Matriaux de classe M0,

Dispositifs en partie haute dvacuation des fumes.

Laccs au secours doit tre facilit en cas de problme.

Des moyens de lutte contre

lincendie seront mis en place

avec au minimum :

Des extincteurs rpartis lintrieur des locaux,

Des extincteurs rpartis sur les aires extrieures,

Les agents dextinction doivent tre appropris aux produits stocks (classe

ABC pour les matires comburantes),

Un ou plusieurs appareils dincendie implants proximit (bouches dincen-

die par exemple) 200 mtres au plus du local de stockage,

Une rserve de sable maintenu meuble et sec et des pelles,

Des matriels spcifiques (masques, combinaisons) maintenus en bon tat

et vrifis annuellement.

Toute source dignition est interdite dans le local avec un rappel par une signa-

ltique claire affiche. Pour tous travaux de soudure, de meulage, de travaux

au chalumeau, etc., un permis feu devra tre dlivr et des consignes prcises

tablies.

6.4 - Mesures prendre pour viter les dispersions accidentelles

Les sols des locaux doivent

tre tanches et amnags

pour pouvoir rcuprer les

eaux de lavage. Pour cela un seuil dau moins 10 cm de hauteur doit tre ralis

sur le pourtour du hangar.

Tout stockage de produits liquides susceptibles de crer une pollution doit tre

associ une capacit de rtention au mois gale la plus grande des deux

valeurs suivantes :

100 % de la capacit du plus grand rservoir,

50 % de la capacit totale des rservoirs associs.

La nature du contenant (GRV : Grand Rcipient Vrac) et la viscosit de lmulsion

mre permettent de saffranchir de bac de rtention propre chaque GRV.

Le seuil (1 range de parpaings) ralis sur le pourtour du hangar permet de

raliser une rtention en cas dpandage accidentel dun GRV.

Pour les ractifs, un bac de rtention propre sera associ au ft de 200 l ou

au GRV.

6.5 - Exploitation du stockage

1. Surveillance/contrle daccs : lexploitation du local doit tre confie

une personne nommment dsigne par le responsable du chantier. Cette per-

sonne aura une connaissance sur les dangers des produits stocks. Un contrle

daccs au local de stockage doit tre mis en place afin dviter toutes per-

sonnes trangres de pntrer dans le local. Pour cela les portes donnant accs

au local devront tre en permanence fermes clef.

2. tiquetage : lexploitant devra mettre dis-

position les documents permettant de conna-

tre la nature et les risques des produits

stocks (FDS : Fiches de Donnes de Scurit). Un tiquetage des dangers doit

tre appos sur les contenants et sur les portes extrieures du hangar.

3. Un registre dentre et sortie des matires premires doit tre tenu jour

et disposition de lInspecteur des installations classes. (voir Figure 8: exemple

de registre de matires premires pour la fabrication d'mulsion).

6.6 - Equipements et accessoires

Le dpotage des matires premires ncessite une nergie. Celle-ci peut

tre de diffrent ordre (pneumatique, lectrique ou mcanique). On citera pour

exemple :

Des tubes plongeurs pour les ractifs, qui alimentent une pompe lectrique

ou pneumatique,

Des flexibles de gros calibre alimentant une pompe DOP pneumatique.


Figure 32 : Matriel de luttecontre lincendie.

Figure 34 : Identification du produit associe sonsymbole de danger.

Figure 33 : Bac de rtentionindividuel pour les ractifs.

Figure 35 : Dpotage de l'mulsion mre avec une pompe DOP.


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Les installations lectriques

doivent tre contrles aprs

leur installation et vrifies

tous les 3 ans.

Si le stockage doit tre ralis durant des priodes hivernales, des dispositions

doivent tre prises afin dassurer le maintien dune temprature constante et

denviron 10C minimum lintrieur du local. Un chauffage lectrique soufflant

suffit gnralement.

6.7 - Ventilation

Les locaux doivent tre convenablement ventils.

6.8 - Affichage

Outre les affichages lis aux interdictions (feux, flammes, cigarette), aux obli-

gations (EPI) et linformation sur les produits stocks, lexploitant du local doit

afficher les consignes de scurit et dexploitation lintrieur du local.

Consignes de scurit : elles indiqueront linterdiction de feu, les mesures

prendre en cas de fuite, les moyens dextinction, la procdure dalerte avec

les numros utiles, les procdures darrt durgence,

Consignes dexploitation : elles indiqueront les modes opratoires pour la

manipulation des produits dangereux, la frquence de contrle des dispositifs

de scurit, les instruments de maintenance et de nettoyage.

6.9 - Gestion des dchets de stockage

Les dchets produits par linstallation doivent tre stocks dans des conditions

limitant les risques de pollution. Afin dviter tout mlange, il est fortement

recommand didentifier une zone de stockage des dchets et de lisoler. On

citera comme dchets :

Les GRV vides mais souills,

Les chiffons souills.

Les dchets banals (papier, bois,

verre) sont rcuprs et valoriss

comme des ordures mnagres.

Les dchets industriels (produits non

conformes) doivent tre limins dans

des installations autorises recevoir

ces dchets. Lexploitant doit tre en

mesure den justifier llimination.

Figure 38 : Emulsion mre cristallise = dchet industriel.


Figure 36 : Dispositif de chauffage du hangar.

Figure 37 : Zone de stockage de dchets provenantde l'installation.

7 - Plan de tir-

Le plan de tir est assez proche de celui employ avec de la dynamite. La diff-

rence est due au diamtre critique des mulsions pompables qui impose un

diamtre de foration minimum (gnralement > 41 mm).

Le remplissage optimum du trou de mine (voisin de 100 %) permet lutilisation

de diamtre de foration plus important (57 64 mm) par rapport ceux

employs avec des explosifs encartouchs, par un couplage roche/explosif idal.

Ce couplage, associ une densit paramtrable, donne une nergie volumique

suprieure celle obtenue avec un chargement traditionnel ce qui autorise des

augmentations du maillage.

La quantit de produit injecte dans les trous de mine est dtermine par le

diamtre, la profondeur du trou, la densit et lallongement de la charge requis.

Lassociation dun dtonateur et dun booster damorage dlivre une pression

de dtonation la plus importante possible, ncessaire linitiation du produit.

Les trois types de dtonateur (lectrique, non lectrique et lectronique) peuvent

tre employs mais avec une difficult de mise en uvre en ce qui concerne

les dtonateurs lectriques (produit oxydant l'pissure, difficult raccorder les

fils avec des gants),

Du fait de la nature du produit (explosif vrac) et de lallongement ncessaire et

requis pour obtenir un fonctionnement correct des mines sans bourrage, on

constate gnralement une surconsommation par rapport un chargement

traditionnel par pr-charges. Cette surconsommation peut tre matrise parFigure 39 : Comparatif des diffrentes configurations de chargement en termed'nergie volumique.

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une rigueur du personnel mettant en uvre le produit (respect

des quantits) et un contrle trs strict de lencadrement sur le

personnel de mise en uvre (chef de poste, chef de chantier).

8.2 - Rgles disolement de lactivit

Une tude de scurit du travail (EST), dpose lors de la demande dagrment

du module de fabrication, dfinit les rgles disolement (distance respecter

entre lactivit de fabrication et les autres activits du chantier) et le nombre de

personnes limites dans la zone de danger

(rayon autour de lendroit o la matrice est

sensibilise ; par exemple, dans le cas du

module de sensibilisation, le bout de la

canule o se situe le mlangeur statique).

Pour tirer au mieux partie de cette technologie, lorganisation depuis la base de

stockage jusquau front de taille doit respecter scrupuleusement un plan dop-

rations dans lequel le chef de chantier ( dfaut le chef de poste) sera pleinement

impliqu.

8.1 - Prparation du chargement

Cette opration a pour objectif le rempotage complet du module de chargement

(matrice, ractifs et eau) afin dassurer le chargement complet de la vole sans

interruption. Cette tape sopre bien avant le chargement afin de rendre dis-

ponible le matriel en temps voulu. Le module de fabrication ne sera amen

front quau dernier moment pour :

viter un refroidissement de la matrice stocke dans les cuves du module par

un stationnement hors ou dans la galerie (principalement en priode hivernale)

qui rendrait la cintique de gazification plus longue voire incertaine,

Respecter les contraintes de sret imposes par les Arrts du 12 et 13

dcembre 2005.


Tableau 2 : Quantit programmer en fonction du diamtre,

de la densit du produit et de la longueur charger.

Figure 40 : Exemple du plan de tir de la descenderie de la Praz.

8 - Rgles dutilisation-


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Cette distance disolement dpend de la quantit de matire active mlange

dans toute pice du module de fabrication. Plus cette quantit est faible, plus

petite sera la distance disolement. Par exemple, si la sensibilisation sopre

avant la canule de chargement, la quantit de matire active prendre en

compte sera la contenance totale de la canule multiplie par le nombre de

canules. Si celle-ci sopre en bout de canule, la quantit prendre en compte

sera faible (environ 50 grammes/canule) et donc les distance disolement ga-

lement (de lordre de 7 mtres en arrire du front de taille). En ralit pour des

raisons pratiques (dplacement de la nacelle, dplacement du module de fabri-

cation, prsence des canules de chargement.) la distance disolement est

dlimite en avant du module de chargement soit bien au-del des distances

imposes par lEST (ltude de Scurit du Travail). Il est obligatoire de mat-

rialiser cette zone de dlimitation par un dispositif ddi (panneaux avec signa-

ltique, chane) avec rappel des interdictions lentre de la zone (interdiction

de fumer ou de faire du feu, interdiction davoir des metteurs radio, nombre

de personnes autorises).

Exemple :

Le module de sensibilisation ne contient pratiquement pas de PRODUIT EXPLO-

SIF. Seuls quelques grammes dexplosif sensibilis se trouvent en bout de

canule. Il ne gnre pas intrinsquement de zones de danger.

Par contre, il est situ moins de 30 mtres du lieu de chargement des trous

de mines.

La probabilit daccident pyrotechnique (cf circulaire du 08 Mai 1981) est

value au niveau de P2.

Le module de sensibilisation a comme caractristique de base dtre mobile et

de servir au chargement des trous de mines sur un chantier en exploitation. Il

gnre donc des zones de danger galement mobiles.

Dans le cadre de lArrt du 20 avril 2007, certaines co-activits doivent tre

prises en compte.

1. Effectifs prsents en Zone 1 (5 m)

La quantit dexplosifs envisage est de 1 kg (quantit prsente dans 2 pots

dchantillon et dans 2 mlangeurs statiques), en excs par rapport aux quan-

tits attendues

R1 = 5.31= 5 m.

Le personnel prsent dans ce rayon de 5 mtres peut tre dfini ci-aprs :

5 personnes

2. Effectifs prsents en Zone 2 (R2 8m)

R2 = 8.31= 8 m.

Le nombre de personnes pouvant se trouver dans ces deux zones est rduit

durant la prparation du tir aux oprateurs conduisant le module de sensibili-

sation et aux personnes ncessaires aux oprations de tir, formes cet effet

(boutefeu et aides par exemple).

Au-del de la Z2, les activits du chantier peuvent se drouler.

8.3 - Limitation du nombre de personnes

Dans la zone de restriction, la rglementation impose de limiter le nombre de

personnes au strict minimum et limit lactivit pyrotechnique; en Z1 le

nombre maximal est limit 5 personnes et on se bornera cette limitation

dans toute la zone dexclusion. Par exemple, une quipe de chargement type

peut tre compose de la faon suivante :

Loprateur du module de fabrication qui est habilit par son employeur,

1 quipe de 2 personnes au sol pour le chargement des trous hauteur

dhomme,

1 quipe de 2 personnes sur la nacelle de chargement pour les autres trous

non accessibles depuis le sol.

Toute personne trangre

cette quipe ne doit pas franchir

la zone dlimite. Lencadre-

ment doit faire sortir une per-

sonne de lquipe au sol pour

pntrer dans la zone afin de

toujours respecter le seuil maxi-

mal de personnes autorises.

8.4 - Type damorces compatibles

LEST dresse une liste exhaustive des

risques inhrents ou gnrs par lactivit

de fabrication dexplosif du module consi-

dr. Dans cette EST, il est dfini le type

de dtonateurs quil est possible dassocier au module de fabrication vis--vis

des risques gnrs. Par exemple, on listera comme risques principaux llec-

tricit statique gnre par le module : compte tenu du type de produit et de la

prsence dun anneau deau entre le produit et le plastique, la production


Figure 41 : Panneaux de signalisationde la zone d'exclusion.

Figure 44 : Tlcommande radio sans fil pour le dmarrage du cycle de fabrication.

Figure 43 : Organisation du travail autour de lUFME.

Figure 42 : Signalisation de danger autourde l'UMFE.


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dlectricit statique est quasi nulle. Il ny a pas de restriction sur le type

damorce de ce point de vue l. Par contre si des metteurs radio frquence

sans fil sont utiliss (pour le module de sensibilisation ou dautres quipements

du chantier), il convient de vrifier si la puissance dmission est compatible

avec les dtonateurs lectriques employs. Lutilisation de dtonateurs

non-lectriques et/ou lectroniques permet de saffranchir des problmes

dlectricit vagabonde (courant statique ou de mise la terre).

Par exemple, le module de chargement ayant une tlcommande qui transmet

les ordres par une liaison hertzienne et mettant une frquence de 433 MHz

et une puissance de 10 mW, ne peut pas initier un dtonateur lectrique.

(ref. CENELEC TC 31 "Prvention contre lamorage intempestif des dispositifs

lectro-explosifs fil chaud des rayonnements haute frquence").

8.5 - Mise en place des matriels

Figure 45 : Nacelle en place dans la zone d'isolement de l'UMFE.

Seuls les matriels ncessaires lactivit de chargement sont autoriss dans

la zone de danger, savoir : la ou les nacelles de chargement, le module de

fabrication, des pompes pour vacuer leau front.

8.6 - Mise en place des amorces et des boosters damorage

Figure 46 : Mise en place du couple bousteur/dtonateur au bon emplacement sur le front de taille.

Cette opration cruciale consiste respecter scrupuleusement sur le front, les

emplacements des dtonateurs indiqus sur le plan damorage. Cette opration

consiste placer le couple booster damorcage/dtonateur son bon empla-

cement, indiqu sur le plan damorage, sur le front de taille. Il est recommand

de raliser cette opration entirement avant le dbut du chargement afin de

simplifier et de systmatiser les oprations de pompage pour les oprateurs.

8.7 - Amorage du process

La fabrication de lexplosif ncessite

au pralable que le process soit prt

fonctionner. Cette opration consiste

prparer les canules de chargement

en injectant de leau afin dassurer

une lubrification (cration dun anneau deau entre la paroi interne de la canule

et le produit pomper), lubrification indispensable pour travailler avec des

pression de pompage les plus basses possible (de lordre de quelques bars)

pour des questions de scurit.

8.8 - Dfinition des qualits et contrle des quantits mise en place

Cette opration est primordiale afin de respecter les quantits prvues au plan

de tir. Le chef de poste mesure en diffrents points du front de taille (bouchon,

partie droite et partie gauche), les profondeurs de trous afin dadapter au mieux

la quantit injecter dans les trous (voir Tableau 2: quantit programmer en

fonction du diamtre, de la densit du produit et de la longueur charger). De

plus, des marqueurs doivent tre mis en place sur la canule de chargement qui

permettront loprateur canule de vrifier si la quantit injecte est suffisante

(allongement de charge suffisante) ou au contraire de stopper le pompage si le

trou tait moins profond que prvu.

8.9 - Contrle qualit du produit

Le contrle de la qualit du produit est une tape essentielle et primordiale pour

la bonne russite du projet. En effet un produit nayant pas ses caractristiques

nominales aura un fonctionnement en dessous des rsultats attendus avec des

consquences sur la qualit du tir (rendement du tir, foisonnement, vibrations,

prsence de culots, blocomtrie, etc.). On distinguera :

Les contrles raliss sur les matires premires avant la fabrication de

lmulsion mre (nitrate dammonium, combustibles, mulsifiant, tensio-actif,

etc.). Ce contrle est ralis par le fabricant de lmulsion mre qui, par

ses procdures internes et son adhsion un systme de contrle qualit


Figure 47 : Amorage du process par l'injection d'un anneau d'eau.

Figure 48 : Saisie desquantits sur l'cran del'automate de l'UMFE.


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(ISO 9001 par exemple), est en mesure dattester de la qualit du produit livr

sur chantier.

Les contrles sur le vieillissement des produits reus sur chantier : lmulsion

mre garde ses proprits initiales au moins pendant 6 mois si les conditions

de transport et de stockage (variations de temprature notamment) sont

conformes aux prconisations du fabricant. Une attention particulire est

apporter en cas darrt prolong du chantier.

Les contrles au niveau du process de fabrication : durant le chargement

loprateur vrifie que les organes constituant le process de lUMFE fonction-

nent suivant les caractristiques donnes par le fabricant et conformes la

recette de fabrication. On notera par exemple les vitesses de rotation des

pompes doseuses, les tempratures et les pressions de fonctionnement et

les dbits dlivrs par les diffrents organes. Ces informations sont consignes

sur le rapport de chargement. (voir galement paragraphe I.4.2 Plage de densit).

8.10 - Contrle du remplissage des trous

Le contrle des quantits mettre dans le trou de mine ainsi que le contrle

du remplissage sont deux tapes indispensables pour :

Sassurer quon aura suffisamment dnergie et dallongement de charge

pour la bonne sortie du tir,

Matriser les surconsommations de produit,

Maitriser les dchets pyrotechniques front (refus de produit par les trous

de mine).

Ce contrle est enseign lors de la formation des oprateurs et de lencadrement

du chantier. Il consiste mesurer laide dun mtre lallongement de la charge

avant et aprs gazification diffrents endroits du front de taille (zone bouchon,

partie gauche et droite, etc.) (voir Tableau 2: quantit programmer en fonction

du diamtre, de la densit du produit et de la longueur charger).

La mise en place de repre sur les canules de chargement permet aux opra-

teurs un contrle visuel durant le pompage.

8.11 - Fin de chargement/vidange des canules de chargement

Afin de limiter les dchets en fin de chargement, une procdure explique com-

ment grer la fin de chargement. En effet, loprateur en charge des oprations

de chargement doit prendre en compte la quantit de matire prsente dans

les diffrentes canules de chargement avant le chargement des derniers trous,

au risque davoir des dchets pyrotechniques grer front (lUMFE doit repartir

du chantier avec aucun produit pyrotechnique son bord).

La procdure indique la quantit de produit contenu dans les deux canules (par

exemple 10 kg par canule) ; loprateur arrtera la production lorsque la quantit

dmulsion restant charger est gale celle prsente dans les canules ; il

poussera alors les produits prsents dans les canules avec de leau dans les

diffrents trous de mine. Cette procdure suivie rigoureusement permet dviter

davoir grer des dchets front.

8.12 - Fiche de chargement

Une fiche de chargement est

renseigne par loprateur en

charge de la conduite de lUMFE.

Elle renseigne :

les quantits totales de matires

premires utilises,

les quantits dexplosif fabriques,

les contrles qualit effectus

(mesure de densit : densit finale

obtenue, temps dobtention de la

densit finale, heures de prlve-

ment, etc.),

les quantits charges par type

de trou,

les paramtres du process (pres-

sion, temprature matrice, dbits et vitesse de rotation des pompes doseuses,

diverses observations, etc.).

Figure 52 : Remplissage de la feuille de chargement.

8.13 - Restrictions techniques

En cas de terrain fortement karstique ou de prsence de nombreuses failles

ouvertes, il peut savrer difficile dutiliser la technologie des mulsions pom-

pes, du fait de la possibilit de fuite de produit, ayant pour consquence un

mauvais travail de lexplosif. Si ce problme venait se rencontrer durant le

creusement sur une priode courte, il serait envisageable damliorer la tenue

du produit dans le trou, par tubage, ou par augmentation de la viscosit du

produit en fonction de la configuration gologique rencontre.


Figure 49 : Contrle du remplissage des trous.

Figure 50 : Repre de scotch sur la canule pour aider loprateur contrler les quantits mises en place.

Ces fiches sont conserves dans un

classeur et permettent de renseigner

le registre de fabrication dexplosif

(voir Figure 9 : exemple de registre de

fabrication art. 3.1.1).

Figure 51 : Fiche de chargement.


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9.1 - Gaz de tir

9.1.1 - Caractrisation du phnomne

La quantit de gaz libre par une dtonation (CO, NH3, NOx) est de l'ordre de

940l/kg d'explosif alors que, pour une dynamite, cette quantit est voisine de

700l/kg (voir Tableau 1: bilan gazeux issu de la dtonation pour diffrents

produits).

La prsence de composs d'ammonium dans les mulsions entrane donc

l'apparition de nouveaux effets supplmentaires :

En prsence de btons frais (bton projet), une raction entre les mulsions

et la chaux du bton dgage de l'ammoniac, lors du chargement d aux

coulures dmulsion sur le front,

Dans les fumes de tir, les gaz nitreux sont produits en trs faible quantit ;

l'oppos, le monoxyde de carbone (CO) et l'ammoniac gazeux (NH3) sont

prsents en grande quantit,

Les gaz denses (NH3, CO) sont prsents dans le marinage et la concentration

dans l'air a tendance augmenter de nouveau lors du dplacement du marin,

L'ammoniac est un gaz facilement soluble dans l'eau ; avec la prsence d'eau

dans le tunnel, des augmentations du pH (vers la basicit) peuvent tre observes

localement dans les points bas.

9.1.2 - Seuils admissibles

Pour assurer la sant des travailleurs, il convient de respecter les valeurs limites

d'exposition de ces gaz :

Cependant, compte tenu de ces effets, des mesures de prvention sont

prendre en compte et doivent tre adaptes en fonction des conditions parti-

culires du site.

Les moyens mettre en uvre pour atteindre cet objectif peuvent tre :

Respect et matrise du chargement pour viter les dbordements sur les

btons frais (voir art. I.8.8 Dfinition des quantits et contrle des quantits

mises en place et Contrle du remplissage des trous),

Dilution l'eau immdiate des ventuels surplus,

Rcupration des eaux d'exhaure et suivi du pH,

Ventilation de la zone de travail.

9.1.4 - Consquence sur la ventilation

La ventilation doit tre particulirement soigne car le rsultat dpend pour une

grande part de la qualit de sa ralisation. Elle ncessite la mise en place d'une

ventilation aspirante place au plus prs du front de taille et d'une ventilation

soufflante en arrire de l'aspirante.

Trois phases sont ncessaires et ont pour effet de limiter la diffusion des gaz

et des poussires dans la galerie :

Aspiration des gaz toxiques du tir : aprs le tir, la ventilation aspirante est mise

en marche afin d'vacuer les fumes de tir jusqu' obtenir une concentration

infrieure aux valeurs limites d'exposition professionnelle au niveau du

ventilateur soufflant. Cette phase dure environ 15 mn,

Soufflage des gaz rsiduels : tout en maintenant l'aspiration, la ventilation

soufflante est alors mise en marche assurant, le confinement des gaz au front

et la fois, la dilution et l'vacuation des gaz rsiduels. Cette opration peut

durer environ une quinzaine de minutes,

Aspersion ou brumisation des dblais de marinage : un ventilateur soufflant

auxiliaire mobile associ un dispositif d'aspersion d'eau ou de brumisation

est amen l'avant du ventilateur soufflant afin de rabattre les poussires et

de dissoudre l'ammoniac au moment du marinage.

Figure 53 : Brumisation pendant la phase de marinage.

9.2 - Contamination des eaux dexhaure

A dfaut de retour d'exprience sur les chantiers ce jour, les hypothses

retenues pour la ralisation des tunnels reposent sur l'tat des

Documents

GT3R6F1-Utilisation Des Explosifs