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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L’enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université 20 août 1955 -SKIKDA- Faculté de Technologie Département de Pétrochimie et de Génie des procédés Mémoire En vue de l’obtention du diplôme de Master Filière : Hygiène et Sécurité Industrielle Spécialité : Sécurité des Procédés Industriels et Maitrise des Risques Thème Réalisé par : Encadré par : Mr. SOUIYOU Samir Dr. BOUGHAITA.I Mr. DJEKRIF Saber Année Universitaire 2019/2020 Analyse des risques liés au stockage d’isobutane par la méthode HAZOP Résumé Résumé Le stockage des hydrocarbures est un domaine très riche par les risques qui ont des effets généralement catastrophiques, parmi ces risques le phénomène (BLEVE), ce dernier est considéré comme le plus grave. L’objectif de cette étude est d’analyser les différents risques liés au stockage des hydrocarbures plus particulièrement isobutane. Pour que, on doit appliquer une méthode d’analyse comme HAZOP. Ainsi qu’interpréter les effets du phénomène (BLEVE) ; à partir de quelques travaux scientifiques, nous avons fait des résumés et résultats de ces travaux qui s’intéressent par les risques liés au stockage des hydrocarbures et l’analyse de risque de stockage de ces derniers par la méthode de HAZOP. Mot clé : Risque, Stockage, Hydrocarbures, Isobutane, BLEVE, HAZOP هلخص ا غٌياا جذاا هي حيث الوخاطز التي لها آثار كارثيت بشكل عام ، وهي بيي هذٍ الوخاطز ظاهزة يعذ تخزيي الهيذروكزبىًاث هجاًل ( BLEVE ) ، وتعتبز األخيزة األكثز خطىرة. الهذف هي هذٍ الذراست هى تحليل الوخاطز الوختلفت الوزتبطت بتخزيي األيزوبيتاى. لهذا ، يجب عليٌا تطبيق طزيقت تحليل هثلHAZOP . ثن تفسيز تأثيزاث ظاهزةBLEVE . :الكلواث الزئيسيتBLEVE ، HAZOP ، ، تحليل الوخاطز إدارة الوخاط ز، تخزيي Abstract The storage of hydrocarbons is a very rich area in terms of risks, which generally have catastrophic effects, among these risks the phenomenon (BLEVE); the latter is considered the most serious. The objective of this study is to analyze the various risks associated with the storage of isobutene. For this, we must apply an analysis method like HAZOP. Then interpret the effects of the BLEVE phenomenon. Keywords: BLEVE, HAZOP, risk analysis, risk management, storage Avec une profonde gratitude et grand amour que je dédie ce travail : A ma Mère qui m’a soutenue et encouragée dans tous mes projets, aucune dédicace ne saurait exprimer l’affection et le respect que j’éprouve envers toi. A mon Père, symbole de courage et de volonté, qui a consacré et sacrifié toute sa vie pour mon bien être. A ma chère sœur : Isra A mes chers frères : Abderrahmene, Abdennour A tous les membres de ma famille SOUIYOU. A mon binôme : Saber et toute sa famille. A mes chères amies : RAHIM Mohamed Amine, KHADICHE Abdelhakim, KECHOUT Mohammed, SABOUA Abdelghafour, BOUDJRIDA Tarik, HAMZA Bilal, CHTIOUI.B Mohamed. A mes collègues : BOULAMAIZ Alaeddine, Boukhrisa Abdelkader, HAMIDA Younes, Sahli Djaber, SAADA KHELKHAL Aymen, GUETTAF Nadjib. A mon professeur BOUZNED Hadjer SAMIR Avec une profonde gratitude et grand amour que je dédie ce travail : A ma Mère qui m’a soutenue et encouragée dans tous mes projets, aucune dédicace ne saurait exprimer l’affection et le respect que j’éprouve envers toi. A mon Père, symbole de courage et de volonté, qui a consacré et sacrifié toute sa vie pour mon bien être. A mes chères sœurs : Amira,Hadjer A mes chers frères : Aymen, mounsif, thamer A tous les membres de ma famille Djekrif A mon binôme : Samir et toute sa famille. A mes chères amies : djekrif zakaria ,heouaine walid ,Djekrif mouhemed,djekrif houssem . Et mes collègues :oussama aliout,djihad boudrioua,larit ala,fakhro zaabar. SABER Nous remercions notre Dieu de nous avoir donné la force, la volonté, la sagesse et la patience pour arriver à ce stade d’études. En premier lieu nous tenons à remercier Dr : BOUGHAITA Imane qui nous a orienté et conseillé tout au long de notre travail. Nos vifs remerciements s’adressent également aux enseignants du département Pétrochimie génie des procédés. Nos derniers remerciements et qui ne sont pas des moindres, vont à tous ceux qui ont participé de près ou de loin pour l’aboutissement de ce travail. Sommaire Introduction générale :............................................................................................................... 01 Chapitre I : Généralités sur les hydrocarbures et les risques liés aux stockages d'isobutane I.1. Introduction.......................................................................................................................... 04 I.2. Généralités sur les hydrocarbures...................................................................................... 04 I.2.1. Définition des hydrocarbures........ ...................................................................................04 I.2.2. Classes des hydrocarbures et leurs conditions de stockage............................................04 I.3. L'isobutane………………………………………………………………………………… 05 I.3.1. Définition.............................. ............................................................................................. 05 I.3.2. Utilisation d'isobutane………………………………………………………………….. 06 I.3.3. Effets physiologiques et précaution de l'isobutane...... .................................................. 07 I.4.4. Stockage d'isobutane……………………………………………………………………. 08 I.3.5. Condition de Stockage d'isobutane……………………………………………..……… 10 I.3.5.1. Réservoirs cylindriques (Cigares)……………………………………………………. 11 I.3.5.2. Sphères............................................................................................................................ 11 I.3.5.3. Équipements des réservoirs sous pression…………………………………………... 12 I. 4. Risques industriels liés à l'isobutane …………………………………………………… 13 I.4.1. Fuite d'isobutane.............. ................................................................................................ 14 I.4.2. Feux d'isobutane................................................................................................................ 15 I.5.VCE.... ................................................................................................................................... 18 I.5.1. Définition............ ............................................................................................................... 18 I.5.2. Processus et conditions d'apparition............................................................................... 18 I.5.3. Effets et conséquences...... ……………………………………………………….. ……..20 I. 6. BLEVE................................................................................................................................. 20 I.6.1. Définition... ……………………………………………………………………………… 21 I.6.2. Processus et conditions d'apparition................................................................................21 I.6.3. Théorie de BLEVE ........................................................................................................... 22 I.6.4. Effets et conséquences........................................................................................................24 Conclusion................................................................................................................................... 27 Chapitre II : Analyse des risques la méthode HAZOP II.1. Introduction………………………………………………………………………………. 28 II.2. Notions de risque et de danger.......................................................................................... 28 II.3. Gestion des risques ............................................................................................................ 29 II.3.1. Processus de gestion des risques .................................................................................... 29 II.3.2. Analyse des risques ......................................................................................................... 30 II.3.3. Evaluation des risques .................................................................................................... 31 II.3.4. Acceptation des risques ……………………………………………………………….. 31 II.3.5. Réduction des risques .................................................................................................... 32 II.4. Méthodes d'analyse et d'évaluation des risques............................................................... 33 A- Méthodes Quantitative.... . ... ............................................................................................... 33 B- Méthodes Semi-Quantitative……………………………………………………………… 34 C- Méthodes qualitatives............................................................................................................ 34 II.5. Hazard and operability study (HAZOP).......................................................................... 34 II.5.1. Historique ........................................................................................................................ 34 II.5.2. Description de l'étude HAZOP ................. .................................................................... 35 II.5.2.1. Critères de choix……………………………………………………………………... 35 II.5.2.2. Objectif de la méthode HAZOP ................................................................................. 35 II.5.2.3. Caractéristiques de la méthode HAZOP ................................................................... 36 II.5.3. Applications de la méthode HAZOP ............................................................................. 37 II.5.4. Principe de la méthode HAZOP .................................................................................... 37 II.5.5. Déroulement de la méthode HAZOP ............................................................................ 38 II.5.5.1. Définition des mots-clés................................................................................................ 40 II.5.5.2. Définition des paramètres............................................................................................ 41 II.5.5.3. Causes et conséquences de la dérive………………………………………………… 42 II.5.6. Avantages et limites de la méthode HAZOP .................................................................43 Conclusion .................................................................................................................................. 43 Chapitre III: Travaux scientifiques sur les risques liés au stockage des hydrocarbures et analyse des risques par HAZOP III.1. Introduction……………………………………………………………………………... 44 III.2. Résumés de quelques travaux scientifiques.................................................................... 44 Conclusion générale.................................................................................................................... 54 Bibliographie............................................................................................................................... 55 Liste des tableaux Tableau I.1: Classes des hydrocarbures et leurs conditions de stockage ................................ 05 Tableau I.2: Composition générale ......................................................................................... 05 Tableau I.3: Caractéristique d’isobutane ................................................................................ 06 Tableau I.4: Dimension du réservoir et le temps possible d’occurrence du BLEVE ............. 24 Tableau I.4: Dimension du réservoir et rayon de la boule de feu ........................................... 24 Tableau I.6: Dimension du réservoir et distance minimale d’approche ................................. 25 Tableau I.7: Dimension du réservoir et rayon d’évacuation ................................................. 26 Tableau II.1: Exemple de matrice des risques donné par la norme Mil-Std-882 ................... 32 Tableau II.2: Exemple de tableau pour l’HAZOP .................................................................. 40 Tableau II.3: Exemples de mots-clés pour l’HAZOP ............................................................ 41 Tableau III.1: Tableau HAZOP pour le système cigare 600-s-156........................................ 46 Liste des figures Figure 1.1 : Stockage des gaz liquéfiés. ....................................................................................10 Figure 1.2 : Vue extérieur de réservoirs sous pression .............................................................11 Figure 1.3 : Cigares d’isobutane ...............................................................................................11 Figure 1.4 : Les principaux équipements d’un réservoir sous pression ....................................13 Figure 1.5 : Fuite d’isobutane dans la phase gazeuse. ..............................................................14 Figure 1.6 : Fuite d’isobutane dans la phase liquide .................................................................15 Figure 1.7: Flash fire. ................................................................................................................16 Figure 1.8 : Feux de chalumeau (jet fire). .................................................................................16 Figure 1.9 : Feu de nappe ..........................................................................................................18 Figure 1.10 : Vitesse de combustion .........................................................................................19 Figure 1.11 : Mécanisme de rupture du réservoir .....................................................................22 Figure 1.12 : Rupture d’un réservoir de propane liquéfié .........................................................22 Figure 1.13 : Exemple de la boule de feu .................................................................................25 Figure 1.14 : Phénomène de BLEVE ........................................................................................26 Figure 2.1 : Processus de gestion des risques ........................................................................... 30 Figure 2.2 : Classification générale des méthodes d’analyse des risques ................................. 33 Figure 2.3 : Déroulement de la méthode HAZOP. ................................................................... 39 Figure 3.1 : Schémas générale de cigare 600-s-156 .................................................................48 Liste des abréviations Liste des abréviations ALARP : As low as reasonably practicable ADE : Arbre des évènements ADD : Arbre de défaillance APR : Analyse préliminaire des risques AMDEC : Analyse des modes de défaillance et leurs effets et leurs criticités AMDE : des modes de défaillances de leurs effets BLEVE : Boiling liquide Expanding Vapour explosion CFC : chlorofluorocarbures HFC : hydrofluorocarbures HSE : Health safety environment LOPA : Layers of protection analysis QRA : Quantitative Risk Analysis VCE : Vapour cloud explosion HAZOP : : Hazard and operability PSV : Pressure safety valve CEI : : Commission électrotechnique internationale HBK : Haoud Berkaoui GTFI : Groupement Tin Fouyé Tabankort. ATM : Atmosphérique GPL : Gaz pétrole liquéfié ICI : Impérial Chemical Industries UIC : Union des Industries Chimiques PID : Piping and Instrumentation Diagram Liste des abréviations TLS : température limite de surchauffe TC : température critique HES : Santé, Environnement et Sécurité ODP : ou potentiel de déplétion ozonique PRG : potentiel de réchauffement global INERIS : Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques ROV : Remote Operated Valve SADT : system uploads/Geographie/ memoire-souiyou-et-djekrif-mri-pdf 1 .pdf