RAPPORT D’ÉTUDE 28/08/2018 - Indre-et-Loire · 14 2.3.4 Conséquences d’un incendie d’une palette composée de contenants ... Figure 5 : Cartographie des effets thermiques,

RAPPORT D’ÉTUDE 28/08/2018

N° DRA-18-172616-00688C

Evaluation des conséquences du déplacement du stockage de CaCl2O2

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Evaluation des conséquences du déplacement du stockage de CaCl2O2

Client: Arch WATER

Liste des personnes ayant participé à l’étude : Benjamin TRUCHOT

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PRÉAMBULE

Le présent rapport a été établi sur la base des informations fournies à l'INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur.

La responsabilité de l'INERIS ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été communiquées sont incomplètes ou erronées.

Les avis, recommandations, préconisations ou équivalent qui seraient portés par l'INERIS dans le cadre des prestations qui lui sont confiées, peuvent aider à la prise de décision. Etant donné la mission qui incombe à l'INERIS de par son décret de création, l'INERIS n'intervient pas dans la prise de décision proprement dite. La responsabilité de l'INERIS ne peut donc se substituer à celle du décideur.

Le destinataire utilisera les résultats inclus dans le présent rapport intégralement ou sinon de manière objective. Son utilisation sous forme d'extraits ou de notes de synthèse sera faite sous la seule et entière responsabilité du destinataire. Il en est de même pour toute modification qui y serait apportée.

L'INERIS dégage toute responsabilité pour chaque utilisation du rapport en dehors de la destination de la prestation.

Rédaction Vérification Approbation

NOM Benjamin TRUCHOT Stéphane DUPLANTIER Stéphane DUPLANTIER

Qualité

Responsable de l’unité Dispersion Incendie Expérimentations et

Modélisations

Responsable du pôle Phénomènes dangereux

et résistance des structures

Responsable du pôle Phénomènes dangereux

et résistance des structures

Visa

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TABLE DES MATIÈRES

1. INTRODUCTION .............................................................................................. 7

2. EVALUATION DES CONSEQUENCES D’UN INCENDIE DANS LE FUTUR BATIMENT DE STOCKAGE ............................................................................ 8

2.1 Description du bâtiment et du stockage ........................................................ 8

2.2 Evaluation des effets thermiques au sein du stockage.................................. 9

2.3 Evaluation des effets toxiques ..................................................................... 12

2.3.1 Description des produits .......................................................................... 12

2.3.2 Conséquences d’un incendie d’une palette composée de contenants unitaires de 45 kg .................................................................................... 12

2.3.3 Conséquences d’un incendie d’une palette composée de contenants unitaires de 25 kg .................................................................................... 14

2.3.4 Conséquences d’un incendie d’une palette composée de contenants unitaires de 5 kg ...................................................................................... 15

2.3.5 Cas d’un incendie dans l’atelier de reconditionnement ............................ 16

3. CONCLUSIONS ............................................................................................. 20

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1. INTRODUCTION

La société Arch WATER Products France exploite une installation de production et de stockage de produits pour piscine sur la commune d’Amboise. Ce site est constitué de deux parties, nommées site 1 et site 2, localisées de part et d’autre d’une route ouverte. L’un des produits, l’hypochlorite de Calcium (CaCl2O2) est stocké sur le site 1, ce qui génère, pour les activités du site, un flux du site 1 vers le site 2.

La société Arch Water a aujourd’hui la possibilité d’aménager son stockage d’hypochlorite dans un bâtiment situé dans le prolongement du site 2 où se situe la majeure partie de son activité. L’objet de la présente note est d’évaluer les conséquences d’un départ de feu dans ce bâtiment et, notamment, les conséquences toxiques.

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2. EVALUATION DES CONSEQUENCES D’UN INCENDIE DANS LE FUTUR BATIMENT DE STOCKAGE

2.1 DESCRIPTION DU BATIMENT ET DU STOCKAGE

Le bâtiment dans lequel il est envisagé de déplacer le stockage de CaCl2O2 est un bâtiment en parpaing de 406 m² et de 3,75 m de hauteur moyenne. A noter que ce bâtiment est situé à 3,8 m des limites du site sur l’une des façades mais que, sur cette même façade, le chemin piétonnier situé à proximité est en contrebas de 1 m. Le plan présenté sur la Figure 1 montre l’implantation du bâtiment sur le site. Le bâtiment en question est situé à 55,25 m d’un dancing, classé ERP (Etablissement Recevant du Public). Il convient de souligner que le bâtiment abritant l’ERP est composé de deux parties, l’une sera utilisé par la société Arch Water pour différentes activités.

Figure 1 : Plan d’implantation du bâtiment.

Le stockage sera réalisé dans le bâtiment dans des alvéoles en parpaings, de manière similaire à ce qui est mis en place dans le stockage actuel présenté Figure 2 avec toutefois la limitation à un seul niveau de stockage contenant 2 palettes.

55,25 m

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Figure 2 : Photographie des alvéoles de stockages du bâtiment actuel.

Le bâtiment sera cloisonné par des parois de type murs en parpaings afin de délimiter des zones de stockage limitées à 24 palettes sur 2 hauteurs, Figure 3, soit un total de 144 palettes, dans la limite de 90 t de produits pour l’ensemble du bâtiment. Il faut souligner que, dans la nouvelle configuration, les parois séparatives entre palettes dépasseront de 30 cm du bord des palettes voisines. Cette configuration de stockage permettra d’entreposer le même nombre de palettes que le bâtiment existant.

Figure 3 : Plan prévisionnel d’implantation du stockage. Pour ce qui concerne le volet prévention des départs de feu, il convient de rappeler que les chariots utilisés dans ce bâtiment sont équipés d’un dispositif embarqué d’extinction automatique.

2.2 EVALUATION DES EFFETS THERMIQUES AU SEIN DU STOCKAGE

2.2.1 CARACTERISATION DE L’INCENDIE DE LA PALETTE

Ces effets ont été calculés en s’appuyant sur les résultats des essais de caractérisation des produits réalisés dans le cadre de l’étude INERIS présentée dans le rapport DRA-13-139831-13426C et notamment une vitesse de combustion maximale mesurée de 29 g/m²/s. Pour une telle vitesse de combustion, considérant des palettes de 1x1,2x1,05 m3 contenant 720 kg de produit, soit 180 kg de masse perdue, la durée estimée de l’incendie serait de 17 minutes environ. En considérant une durée de montée en puissance avant propagation à la seconde palette située

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au-dessus de l’ordre de 5 minutes1, la durée totale de l’incendie serait inférieure à 25 minutes pour la combustion des 2 palettes modélisées.

2.2.2 CARACTERISATION DES FLUX THERMIQUES

Afin de prendre en compte à la fois les effets radiatifs et les effets convectifs, la modélisation a été réalisée au moyen d’un outil 3D, le code FDS (Fire Dynamic Simulator). La configuration modélisée est représentée sur la Figure 4. La modélisation prend en compte l’incendie de deux palettes identifiées en rouge sur cette figure.

Figure 4 : Configuration modélisée, les palettes en feu sont en rouge.

Les effets thermiques associés au cas d’un incendie se développant sur une palette présente au sein de ce stockage sont représentés sur la Figure 5. Les flux sont représentés entre 3 et 8 kW/m². Les valeurs inférieures à 3 kW/m² ne sont pas représentées, les valeurs supérieures à 8 kW/m² sont en rouge.

1 Cette durée est considérée de manière prudente, la propagation sera certainement plus rapide pour des palettes empilées.

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Figure 5 : Cartographie des effets thermiques, en kW/m², pour l’incendie d’une palette de CaCl2O2.

Ce résultat montre que le flux de 8 kW/m², seuil des effets domino et considéré ici comme la valeur limite de propagation de manière prudente, ne serait atteint que dans la zone de l’alvéole où se produit le départ de feu. Le flux thermique total, convectif plus radiatif, serait inférieur au niveau des autres palettes présentes dans le stockage.

La température maximale atteinte sous la toiture, selon cette modélisation, resterait inférieure à 350°C localement, les fumées ne seraient pas assez chaudes pour conduire à la ruine de la toiture et s’évacueraient donc bien par les exutoires.

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Cette modélisation permet de mettre en évidence que le dispositif séparatif prévu entre les palettes permet d’assurer la fonction de sécurité « empêcher la propagation de l’incendie » de manière identique à ce qu’assurerait un dispositif d’extinction automatique de type noyage. L’intérêt principal de ce dispositif constructif est le caractère passif, les parois sont présentes et ne nécessitent pas l’activation du système. De plus, ce moyen évite la gestion d’une quantité d’importante d’eau et permet de limiter la quantité totale de dichlore produite.

2.3 EVALUATION DES EFFETS TOXIQUES

2.3.1 DESCRIPTION DES PRODUITS

Afin de modéliser les effets toxiques résultant de l’incendie de deux palettes dans une alvéole, il convient de considérer la nature des contenants. En effet, il a été montré au cours de l’étude citée précédemment que la proportion de Chlore sous forme Cl2 dans le panache résultant de la décomposition des produits de traitement pour piscine dépendait de la proportion de matières combustibles, les autres atomes de Chlore étant recombiné pour former de l’acide chlorhydrique (HCl). La matière combustible est représentée par la palette en bois et les contenants en plastiques. Plus la masse unitaire de chaque contenant est importante, plus faible est la proportion de plastique présente sur la palette. Pour ces modélisations, trois types de contenants ont été pris en compte.

Pour chaque configuration modélisée, les effets toxiques sont estimés, pour l’incendie des deux palettes, en considérant une surface d’émission égale à la surface au sol. En effet, les vitesses de combustion sont ramenées à une surface unitaire au sol et, en cas d’ouverture des contenants, la surface de produit sera peu différente de la surface au sol des palettes. L’hypothèse d’émission sur cette surface revient à supposer l’absence de toute dilution des fumées avant la traversée des exutoires. Le point d’émission est placé à 3,75 m du sol, correspondant à la hauteur du bâtiment. La température au point d’émission est prise égale à 150°C pour être représentatif d’un feu de faible puissance. A noter que cette valeur est cohérente avec la température mesurée lors des essais réalisés pour ces produits, étude INERIS DRA-13-139831-13426C et reste bien inférieure à la valeur calculée au moyen de l’outil 3D justifiant le caractère enveloppe de cette modélisation.

2.3.2 CONSEQUENCES DE L’ INCENDIE D’UN LOT DE 2 PALETTES COMPOSEES DE

CONTENANTS UNITAIRES DE 45 KG

Les données relatives à la masse des différentes composés présents sur une palette sont présentées dans le Tableau 1.

Composé Masse unitaire Nombre

d’éléments Masse totale

Fraction massique

CaCl2O2 45 16 720 90,3%

Plastique pot 3,5 16 56 7,0%

Palette bois 20 1 20 2,5%

Film 1 1 1 0,1%

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Tableau 1 : Composition d’une palette composée de contenants unitaires de 45 kg.

Les caractéristiques du terme source, en considérant la présence de 10% de produits combustibles sur la palette, sont synthétisées dans le Tableau 2. Il convient de souligner qu’au regard de la composition du produit (CaCl2O2), ne contenant donc pas de matière organique, il est fait l’hypothèse de fumées composées uniquement de Cl2 et d’HCl.

Caractéristique Valeur

Débit de fumée 0,003 kg/s

Vitesse d’émission 0,002 m/s

Température d’émission 150°C

% massique de Cl2 dans les fumées 35%

%massique de HCl dans les fumées 65%

SEI30 pour le mélange 55 ppm

SEL30 pour le mélange 336 ppm

Tableau 2 : Caractéristiques du terme source pour une palette constituée de contenants unitaires de 45 kg.

La cartographie des effets irréversibles pour 30 min d’exposition est représentée sur la Figure 6 pour cette configuration.

Figure 6 : Vue latérale du panache, cartographie des iso-contours au SEI30 pour les différentes classes de vent.

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Ce résultat montre l’absence d’effet irréversible au niveau du sol et une distance maximale atteinte par le panache de 50 m environ, distance à compter à partir du premier exutoire du bâtiment. Le panache n’atteindrait donc pas la limite de site dans la direction du dancing.

La Figure 7 montre la cartographie des effets létaux pour 30 min d’exposition, ces effets sont limités à la zone proche de la source de fumées.

Figure 7 : Vue latérale du panache, cartographie des iso-contours au SEL30 pour les différentes classes de vent.

2.3.3 CONSEQUENCES DE L’INCENDIE D’UN LOT DE 2 PALETTES COMPOSEES DE


Les données relatives à la masse des différentes composés présents sur une palette sont présentées dans le Tableau 3.



Fraction massique

CaCl2O2 25 24 600 91%

Plastique pot 1,59 24 58,56 5,8%


Film 1 1 1 0,3%


La proportion massique de combustible sur la palette est peu différente de ce qui a été calculé pour une palette composée de contenants unitaires de 45 kg, les résultats sont considérés identiques pour ce qui concerne les distances d’effet.

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2.3.4 CONSEQUENCES DE L’INCENDIE D’UN LOT DE 2 PALETTES COMPOSEES DE


Les données relatives à la masse des différentes composés présents sur une palette sont présentées dans le Tableau 4. A noter que les résultats sont considérés identiques, de manière prudente, pour des contenants de plus faible masse unitaire.



Fraction massique

CaCl2O2 5 48 240 78,3%

Plastique pot 0,73 48 35 11,4

Carton 0,44 24 11 3,4%


Film 1 1 1 0,1%


Les caractéristiques du terme source, en considérant la présence de 20% de produits combustibles sur la palette, sont synthétisées dans le Tableau 5.









Tableau 5 : Caractéristiques du terme source pour une palette constituée de contenants unitaires de 5 kg.

La cartographie des effets irréversibles pour 30 min d’exposition est représentée sur la Figure 8 pour cette configuration.

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Ce résultat montre l’absence d’effet irréversible au niveau du sol et une distance maximale atteinte par le panache de 48 m, distance à compter du premier exutoire du bâtiment. Le panache resterait dans les limites de propriétés du site dans la direction du dancing.

La Figure 9 montre la cartographie des effets létaux pour 30 min d’exposition, les effets restent limités à la zone proche de la source de fumées.


2.3.5 CAS D’UN INCENDIE DANS L’ATELIER DE RECONDITIONNEMENT

Le fonctionnement de l’atelier consiste à composer une palette des pots de 1 à 2,5 kg à partir de deux palettes constituées de contenants de 45 ou 25 kg. De manière prudente, les 3 palettes sont supposées pleines de CaCl2O2. La

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modélisation des conséquences toxiques d’un incendie propagé à ces 3 palettes a été modélisé.

La composition massique du stockage est indiquée dans le Tableau 6.

Composé Masse unitaire

Nombre d’éléments

Masse totale

Fraction massique

CaCl2O2 2,5 216 540 24,6%

CaCl2O2 45 32 1 440 65,7%

Plastique pot de 2,5 kg 0,23 48 11,04 0,5%

Plastique pot de 45 kg 3,5 32 112 5,1%

Carton (palette 2,5 kg) 1,13 24 27,1 1,2%


Film 1 3 3 0,1%

Tableau 6 : Composition massique des palettes présentes dans l’atelier.

Les caractéristiques du terme source, en considérant la présence de 10% de produits combustibles sur la palette, sont synthétisées dans le Tableau 2.









Tableau 7 : Caractéristiques du terme source pour un groupe de 2 palettes composées de contenants de 45 kg et une composée de pot de 2,5 kg.

La cartographie des effets irréversibles pour cette configuration est représentée sur la Figure 10.

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Ce résultat montre l’absence d’effet irréversible au niveau du sol et une distance maximale atteinte par le panache de 85 m à 3,5 m au-dessus du sol. Cette distance est à compter du premier exutoire du local atelier. Ainsi, en positionnant l’atelier dans la zone la plus éloignée du dancing, cela permettrait de conserver, dans cette direction, les effets sur le site. Il convient de souligner que le chemin piétonnier passant à proximité du site le long de la clôture est situé 1 m en contrebas. La hauteur libre de près de 2,0 m environ au minimum sous le panache permet donc d’assurer l’absence d’effet sur les usagers de ce chemin.

La Figure 11 montre la cartographie des effets létaux, effets limités à la zone proche de la source de fumées.


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A noter qu’une organisation de l’atelier avec des alvéoles permettant d’isoler les palettes conduirait à des distances identiques à celles calculées pour les stockage, l’incendie se limiterait en effet dans ce cas à une seule palette.

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3. CONCLUSIONS

Sur son site d’Amboise, la société Arch WATER a pour projet, de déplacer son stockage d’hypochlorite de calcium afin, notamment, d’éviter des transferts de produits entre les deux entités du site localisées de part et d’autre d’une route ouverte. Elle souhaite pour cela aménager un bâtiment en structure parpaings avec différents zones compartimentées par des parois similaires en parpaings. Les produits seront stockés, comme c’est le cas pour le stockage actuel, dans des alvéoles en parpaings contenant deux palettes. Un atelier de reconditionnement est également en projet dans ce bâtiment.

L’objet était de modéliser les conséquences possibles d’un départ de feu sur ces produits, le principal enjeu en cas d’incendie étant un dancing, classé ERP, et localisé à 55 m du bâtiment. Ces modélisations mettent en évidence l’absence d’effet irréversible, et a fortiori létal, au sol. Il ressort par ailleurs de la modélisation des effets que, pour la partie stockage, les effets sont, dans la direction du dancing, contenus sur le site toutes hauteurs confondues.

Concernant l’atelier de conditionnement, avec une configuration pouvant conduire à l’incendie simultané de 3 palettes, les effets au sol peuvent être écartés pour le chemin passant à proximité du site au regard du décaissé de 1 m. En altitude, à 3,75 m du sol, les effets irréversibles sont à envisager jusqu’à 85 m environ. Aussi, sous réserve de positionner l’atelier de reconditionnement dans la cellule du bâtiment la plus éloignée du dancing, aucun effet irréversible ne serait observé sur le dancing. Une autre solution consisterait à mettre en place dans cet atelier des alvéoles, de manière identique à ce qui est fait pour les stockages. Les effets seraient alors identiques pour l’atelier à ceux modélisés pour le stockage et resteraient contenus dans les limites de site.

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