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RAPPORT D’ÉTUDE 09/08/2010 N° DRA-09-102957-01582B Référentiels, normes et guid

RAPPORT D’ÉTUDE 09/08/2010 N° DRA-09-102957-01582B Référentiels, normes et guides de bonnes pratiques pour l’exploitation des chaudières industrielles au gaz DRA 71 INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 1 sur 89 Référentiels, normes et guides de bonnes pratiques pour l’exploitation des chaudières industrielles au gaz INERIS RAPPORT FINAL Client : MEEDDM Liste des personnes ayant participé à l’étude : Sébastien EVANNO INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 2 sur 89 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. INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 3 sur 89 TABLE DES MATIÈRES 1. GLOSSAIRE ..................................................................................................... 7 2. INTRODUCTION .............................................................................................. 9 2.1 Contexte de l’étude ....................................................................................... 9 2.2 Champ de l’étude ........................................................................................ 10 2.3 Structure du rapport .................................................................................... 10 3. ROLES ET DIFFERENTS TYPES DE CHAUDIERES ................................... 11 3.1 Rôle des chaudières et choix du fluide caloporteur ..................................... 11 3.2 Eléments constitutifs génériques ................................................................. 11 3.2.1 Les chaudières à tubes d’eau .................................................................. 12 3.2.2 Les chaudières à tubes de fumées .......................................................... 17 4. 4. RETOUR D’EXPERIENCE SUR L’ACCIDENTOLOGIE ............................ 19 4.1 Introduction ................................................................................................. 19 4.2 Typologie des évènements ......................................................................... 19 4.3 Conséquences des évènements ................................................................. 19 4.4 Résumé des événements accidentels ......................................................... 19 4.4.1 Fuite de gaz en amont de la chaudière .................................................... 20 4.4.2 Explosion dans la chambre de combustion de la chaudière .................... 20 4.4.3 Accidents impliquant le circuit caloporteur ............................................... 20 4.5 Retour d’expérience .................................................................................... 21 4.5.1 Conception et construction des équipements .......................................... 21 4.5.2 Exploitation des installations .................................................................... 22 4.6 Bilan de l’accidentologie .............................................................................. 22 5. VOLET REGLEMENTAIRE FRANÇAIS ET EUROPEEN ASSOCIE AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES ................................................................... 25 5.1 Le risque d’explosion ATEX (combustion chimique) de gaz dans la chaufferie engendrant un danger pour la sécurité des travailleurs .............. 25 5.2 Le risque d’explosion d’origine physique inhérent au système sous pression26 5.3 Le risque inhérent à la machine constituée par la chaudière ...................... 28 5.4 Le risque d’explosion dans la chaufferie engendrant des effets majeurs pour l’environnement industriel ............................................................................ 29 6. PRESENTATION DE LA METHODOLOGIE MISE EN ŒUVRE DANS LA RECHERCHE DOCUMENTAIRE ................................................................... 33 7. NORMES ........................................................................................................ 35 7.1 Norme NF EN 746-1 .................................................................................... 38 7.2 Norme NF EN 746-2 .................................................................................... 39 7.3 Norme NF EN 32-020-1 .............................................................................. 40 7.4 Norme NF EN 32-020-4 .............................................................................. 42 INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 4 sur 89 7.5 Norme NF EN 12952-1 ............................................................................... 42 7.6 Norme NF EN 12952-7 ............................................................................... 43 7.7 Norme NF EN 12952-8 ............................................................................... 44 7.7.1 Contenu du chapitre 4 « alimentation en combustible » .......................... 45 7.7.2 Contenu du chapitre 5 « Equipement d’alimentation en air et balayage des gaz de combustion » ................................................................................ 46 7.7.3 Contenu du chapitre 6 « Equipement de chauffe » .................................. 46 7.8 Norme NF EN 12952-10 ............................................................................. 47 7.9 Norme NF EN 12952-11 ............................................................................. 48 7.10 Norme NF EN 12952-12 ............................................................................. 48 7.11 Norme NF EN 12953-1 ............................................................................... 49 7.12 Norme NF EN 12953-6 ............................................................................... 49 7.13 Norme NF EN 12953-7 ............................................................................... 51 7.13.1 Contenu du chapitre 4 « alimentation en combustible » .................... 51 7.13.2 Contenu du chapitre 5 « alimentation en air, rapport air/combustible » 52 7.13.3 Contenu du chapitre 6 « Equipement de chauffe » ............................ 52 7.14 Norme NF EN 12953-8 ............................................................................... 52 7.15 Norme NF EN 12953-9 ............................................................................... 53 7.16 Norme NF EN 12953-10 ............................................................................. 53 8. GUIDES PROFESSIONNELS ....................................................................... 55 8.1 Règle de sécurité R3 du CODAP ............................................................... 55 8.1.1 Objet du document et classification des installations ............................... 55 8.1.2 Présentation de la structure du guide ...................................................... 58 8.2 Guide de recommandations de l’Association Technique de l’industrie du Gaz (ATG C.320)........................................................................................ 58 8.2.1 Objet du guide ......................................................................................... 58 8.2.2 Présentation de la structure du guide ...................................................... 59 8.2.3 Prescriptions contenues dans le document ............................................. 59 8.2.3.1 Prescriptions techniques du chapitre 4 .............................................. 59 8.2.3.2 Prescriptions techniques du chapitre 5 .............................................. 60 8.2.3.3 Prescriptions techniques du chapitre 6 .............................................. 62 8.3 Documents diffusés par l’AQUAP ............................................................... 64 8.3.1 Cahier des charges pour l’exploitation sans présence humaine permanente des chaudières de vapeur ou d’eau surchauffée ................. 64 8.3.1.1 Objet du document ............................................................................ 64 8.3.1.2 Présentation de la structure du guide ................................................ 66 8.3.1.3 Prescriptions contenues dans le document ....................................... 66 8.3.2 Prescriptions minimales pour l’exploitation avec présence intermittente ou en autocontrôle de générateurs à vapeur d’eau ou à eau surchauffée d’une puissance utile inférieure à 300 kW ............................................... 72 8.3.2.1 Objet du document ............................................................................ 72 INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 5 sur 89 8.3.2.2 Présentation de la structure du guide ................................................ 73 8.3.2.3 Présentation de quelques points clés ................................................ 74 8.4 BREF ........................................................................................................... 76 9. ANALYSE DES GUIDES, NORMES ET AUTRES DOCUMENTS DE REFERENCE .................................................................................................. 77 9.1 Analyse comparée des domaines d’application des documents consultés . 77 9.2 Prescriptions relatives à la maîtrise de la fuite de gaz en amont de la chaudière .................................................................................................... 79 9.3 Prescriptions relatives à la maîtrise de la concentration accidentelle de gaz à l’intérieur de la chambre de combustion ................................................... 81 9.4 Prescriptions relatives à la maîtrise de dysfonctionnements inhérents au fluide caloporteur (l’eau) .............................................................................. 82 9.5 Prescriptions relatives à la conduite et la surveillance de la production de vapeur d’eau et d’eau surchauffée .............................................................. 84 10. CONCLUSION ................................................................................................ 85 11. BIBLIOGRAPHIE ........................................................................................... 87 12. LISTE DES ANNEXES ................................................................................... 89 INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 7 sur 89 1. GLOSSAIRE AELE Association Européenne de Libre Echange AFIAP Association Française des Ingénieurs en Appareil en Pression AFNOR Agence Française de Normalisation APAVE Association des Propriétaires d'Appareils à Vapeur et Electriques ATEX Atmosphère Explosible ATG Association Technique de l’industrie du Gaz ARIA Analyse, Recherche et Information sur les Accidents ASAP Association Spécialisée dans les Appareils à Pression AQUAP Association pour la Qualité des Appareils à Pression BARPI Bureau d'Analyse des Risques et Pollutions Industrielles du Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement durable et de l’Aménagement du territoire. BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion BREF Best Available Techniques Reference document CCAP Commission Centrale des Appareils à Pression CE Communauté Européenne CEN Comité Européen de Normalisation CETIM Centre Technique des Industries Mécaniques CLAP Comité de Liaison des Appareils à Pression CLATEX Comité de liaison sur les ATEX CODAP Code de construction Des Appareils sous Pression non soumis à l’action de la flamme COVAP Code de Construction des. Générateurs de VAPeur, d’eau. surchauffés et à Fluides thermiques CORMAT Code de Construction des Récipients sous Pression intérieur ou extérieur non soumis à l’action de la flamme DESP Directive des Equipements Sous Pression (97/23/CE) DSDCS Dispositif de sécurité à décharge contrôlé contre les surpressions EAT Etude Appui Technique EdF Electricité de France FG3E Fédération Nationale de la Gestion des Equipements de l’Energie et de l’Environnement FIM Fédération des Industries Mécaniques GAPAVE Groupement des APAVE GPL Gaz de Pétrole Liquéfié INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 8 sur 89 GTP Groupe de Travail Pression GTO Groupe de Travail Orientation ICPE Installation Classée pour la Protection de l’Environnement INERIS Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques IPPC Integrated Pollution Prevention and Control JORF Journal Officiel de la République Française LCIE Laboratoire de Contrôle des Installations Electriques LIE Limite Inférieure d’Explosibilité MPC Marche Poussée Continue MW Méga Watt (unité de la puissance) NF EN Norme Française et européenne ORGALIME Organisme de Liaison des Industries européennes Mécaniques, électriques, électroniques et transformatrices des métaux RAU Règle de l'Art en Usage SIL Niveau intégré de Sécurité SNCT Syndicat National de la Chaudronnerie, de la Tôlerie et de la Tuyauterie Industrielle SPG Section Permanente Générale SPHP Sans Présence Humaine Permanente SPN Section Permanente Nucléaire SSP Soupape de Sûreté Pilotée UNM Union de Normalisation de la Mécanique et du Caoutchouc INERIS-DRA-09-102957-01582B Page 9 sur 89 2. INTRODUCTION 2.1 CONTEXTE DE L’ETUDE Le Programme EAT- DRA 71 (« Evaluation des risques des Systèmes industriels ») a pour objectif de renforcer et de partager une expertise sur les systèmes industriels à risques, mais également prévoit de développer ou de donner un avis sur les outils et/ou méthodes permettant de les évaluer dans le contexte réglementaire actuel. La présente étude s’inscrit dans la sous-opération A1 « Appui technique, aide à la mise en place des guides pratiques ». Cette sous-opération vise à comparer les textes de référence (textes réglementaires, normes européennes) utilisés au niveau européen. La comparaison a également porté sur les normes étrangères (Canada, Etats-Unis uploads/Industriel/ benchmark-chaudieres-bonnes-pratiques-ineriz.pdf