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CLUB BIOGAZ ATEE ASSOCIATION TECHNIQUE ÉNERGIE ENVIRONNEMENT 47 Avenue Laplace

CLUB BIOGAZ ATEE ASSOCIATION TECHNIQUE ÉNERGIE ENVIRONNEMENT 47 Avenue Laplace 94117 Arcueil Date: Septembre 2012 Nature GUIDE Sujet GUIDE PROFESSIONNEL RELATIF AUX CANALISATIONS DÉDIÉES ATEE– 47 avenue Laplace, 94 117 Arcueil cedex www.biogaz.atee.fr – club.biogaz@atee.fr – tel : +33 1 46 56 41 43 – fax : +33 1 49 85 06 27 Association Loi 1901 – SIRET 315 062 786 00027 – Code NAF 7022 Z – TVA FR 00315062786 AU TRANSPORT DES BIOGAZ OBSERVATIONS Ce guide a été reconnu par la décision ........................ 1ère EDITION: Septembre 2012 MISE A JOUR OBJET REPERE DATE ......................... ..................... ......................... 2 3 GUIDE PROFESSIONNEL RELATIF AUX CANALISATIONS DÉDIÉES AU TRANSPORT DES BIOGAZ AVANT-PROPOS Ce guide professionnel définit l'ensemble des dispositions particulières complémentaires ou substitutives à retenir pour les canalisations de transport de gaz de biomasse non épuré. Son élaboration est prévue par l'article 6 de l’arrêté du 20 décembre 2010, modifiant l'arrêté « Multifluide »du 4 août 2006 portant règlement de sécurité des canalisations de transport de gaz combustibles, d'hydrocarbures liquides ou liquéfiés et de produits chimiques: « Toute canalisation de transport est conçue, construite et exploitée conformément à […] un guide professionnel reconnu qui précise, sur la base des dispositions applicables aux fluides classés E au sens du 1 de l'article 2, l'ensemble des dispositions particulières complémentaires ou substitutives à retenir pour les canalisations de transport de gaz de biomasse non épuré ». Ce guide fait donc l'objet d'une reconnaissance officielle selon l'arrêté Multifluide du 4 Août 2006. À noter que comme il sera précisé dans le § Selon la terminologie et le type de gaz de biomasse, conformément au cahier des charges et par consensus avec les différents contributeurs à la rédaction du présent guide et compte tenu des spécificités des gaz de biomasse, il a été jugé utile que le cas du « gaz de biomasse convenablement épuré pour être injecté de manière sûre dans les réseaux de gaz naturel (et donc gaz combustible de classe D) soit aussi traité dans le présent guide lorsque des compléments par rapport à l’AMF spécifiques au gaz de biomasse sont jugés nécessaires. Le guide ne traitera donc pas uniquement des gaz de biomasse non épurés considérés comme des fluides de classe E. Cette inclusion des gaz de biomasse de classe D n’est pas contradictoire avec l’article 6 de l’AMF. Le présent guide a été établi de bonne foi et représente l'état de la technique et des connaissances au jour de son établissement. Il peut être sujet à des modifications ou amendements de la part de l'ATEE en fonction de l'évolution des techniques et connaissances, notamment en fonction de nouvelles réglementations ou normes (biogaz, gaz de biomasse, PEHD…). 4 GUIDE PROFESSIONNEL RELATIF AUX CANALISATIONS DÉDIÉES AU TRANSPORT DES BIOGAZ Ce guide a été réalisé par le Club Biogaz ATEE assisté par ARISTOT. Ont particulièrement participé à la rédaction de sous chapitres et à la relecture du guide: • AFG • ARISTOT • ATEE • DEGREMONT • GDF-SUEZ • INERIS • INNOGE • MEDDE • PLASSON Remerciements pour les participants au groupe de travail et à la relecture du guide: Liste des participants Organisme Représentant ATEE Caroline Marchais ADEME Olivier Theobald ARISTOT Christophe Mandereau ARISTOT François Gaussent ARISTOT Barriatoulah Achimi BOREALIS+PLASTIC EUROPE Thierry Pezard* BURGEAP ICE Jérôme Braxmeyer DEGREMONT Eric Fievez ENEA Laurent Blaisonneau FERTIGAZ Martin Hanrot GDF-SUEZ Maïlys Pale Guerquin GDF-SUEZ Aude Ferre GRDF Catherine Martin-Fournier 5 INERIS Sandrine Descourrière INERIS Sebastien Evanno INNOGE / STRPE Christophe Bouniol MEDDE-DGPR Jean Boesch MEDDE-DGPR Thomas Blaton PLASSON France Corinne Colas SIAAP Ronan Nedelec SIAAP Michel Riotte SITA Bio-énergie Nicolas Brunel SYPLAST-STR-PE Eric Chatelain 6 À insérer: Décision du 6 septembre 2011 portant qualification de l'ATEE pour réaliser le guide. 7 À insérer: Décision de reconnaissance du guide de transport de biogaz par canalisations. 8 Lexique ADG Arrêté Distribution Gaz du 13 juillet 2000 AMF Arrêté Multifluide du 04 août 2006 AFG Association Française du Gaz ATEE Association Techniques Energie Environnement ATEX ATmosphère EXplosive BG BioGaz BNG Bureau de Normalisation du Gaz BP Basse Pression (<400 mbar) CdE Code de l’Environnement CdT Code du Travail DESP Directive Equipements Sous Pression DGEC Direction Générale de l’Energie et du Climat EDD Etude De Dangers EI Etude d’Impact ESP Equipement Sous Pression GES Gaz à Effet de Serre GESIP Groupe d'Études de Sécurité des Industries Pétrolières et Chimiques GN Gaz naturel GrDF Gaz réseau Distribution France HP Haute Pression ICPE Installation Classée pour la Protection de l’Environnement INERIS Institut National de l’Environnement industriel et des RISques ISDND Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux LIE Limite Inférieure d'Explosivité LSE Limite Supérieure d'Explosivité LSL/LSH Level Switch Low / Level Switch High MEDDE Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de l'Energie (MEDDE). Mésophile qualifie une production de biogaz reposant sur des organismes se développant à des températures moyennes (35 - 40°C) MPA Moyenne Pression A (50 mbar à 400 mbar) MPB Moyenne Pression B (400 mbar à 4 bar) MPC Moyenne Pression C (supérieur à 4 bar) MRS Minimum Required Strength PCI Pouvoir Calorifique Inférieur PCS Pouvoir Calorifique Supérieur PE/PEHD Polyéthylène / Polyéthylène Haute Densité PID Piping & Instrumentation Diagram PMS Pression Maximale de Service POI Plan d’Organisation Interne PR Point de Rosée PSI Plan de Secours et Intervention REX Retour d’Expérience RSDG Règlement de Sécurité de la Distribution de Gaz SDR Rapport des dimensions nominales. Désignation numérique d’une série de tube qui est un nombre rond pratique, approximativement égal au rapport du diamètre extérieur nominal et de l’épaisseur nominale. SIAAP Syndicat Interdépartemental pour l’Assainissement de l’Agglomération Parisienne SIG Système d’Information Géographique 9 SGS Système de Gestion de la Sécurité STEP Station d’Épuration STRPE Syndicat des Tubes et Raccords en Polyéthylène Thermophil e qualifie une production de biogaz reposant sur des organismes se développant à des températures élevées (50 - 60°C) TMS Température Maximum de Service UVCE Unconfined Vapour Cloud Explosion = explosion de gaz à l’air libre VLE Valeur Limite d'Exposition VME Valeur Moyenne d'Exposition 10 Plan du guide Introduction .............................................................................................................................................................. 16 Objet du guide ..................................................................................................................................................... 16 Contexte réglementaire du guide : Révision de l’arrêté Multifluide du 4 août 2006 ............................................ 16 Expérience française et européenne ................................................................................................................... 17 Domaine d’application et périmètre ..................................................................................................................... 19 Selon les caractéristiques de la canalisation .................................................................................................. 19 Selon la terminologie et le type de gaz de biomasse ...................................................................................... 20 Présentation des enjeux ...................................................................................................................................... 22 Rappels sur les biogaz et classification ................................................................................................................... 22 Définition : Biogaz, gaz, combustibles et fluides dangereux ............................................................................... 22 Présentation des gaz de biomasse : biogaz et syngaz ....................................................................................... 23 Utilisations des biogaz ........................................................................................................................................ 23 Composition des biogaz ...................................................................................................................................... 23 Propriétés des biogaz .......................................................................................................................................... 26 Risques, impacts et nuisances liés au biogaz ..................................................................................................... 26 Risques d’inflammation : explosion et incendie .............................................................................................. 28 Définition ..................................................................................................................................................... 28 Explosivité ................................................................................................................................................... 28 Inflammation ............................................................................................................................................... 29 Risques toxicologiques aigus .......................................................................................................................... 29 Risque d’anoxie ............................................................................................................................................... 29 Impacts sur les équipements .......................................................................................................................... 30 Formation de dépôt ..................................................................................................................................... 30 Corrosion .................................................................................................................................................... 30 Altération des propriétés physiques des matériaux en PEHD .................................................................... 31 Classification des biogaz ..................................................................................................................................... 32 Traitement des biogaz ......................................................................................................................................... 33 Référentiels .............................................................................................................................................................. 33 Conventions ......................................................................................................................................................... 33 Exigences contradictoires .................................................................................................................................... 33 Référence réglementaire ..................................................................................................................................... 35 Références normatives ........................................................................................................................................ 35 Références techniques et pratiques .................................................................................................................... 35 Démarches et règles de conception ........................................................................................................................ 36 Présentation du système de transport de biogaz ................................................................................................ 36 Contraintes et paramètres de conception ........................................................................................................... 39 Valeurs limites et contraintes relatives aux conditions de services ..................................................................... 40 Conception du tracé ............................................................................................................................................ 41 Cheminement enterré et à l’air libre des tronçons .......................................................................................... 41 Profondeurs d’implantation ............................................................................................................................. 42 Courbure ......................................................................................................................................................... 42 Inclinaison ....................................................................................................................................................... 43 Conception du réseau des canalisations ............................................................................................................. 43 Architecture réseau ......................................................................................................................................... 43 By-pass ........................................................................................................................................................... 43 Risques et dérives du procédé ........................................................................................................................ 44 Démarche de choix de conception du matériau de transport et de dimensionnement de la canalisation ........... 44 Définition des conditions de service et d’environnement ................................................................................ 45 Conditions de service ................................................................................................................................. 45 Conditions d'environnement - coefficients de sécurité ............................................................................... 46 Vitesses de transport pour le calcul du diamètre des canalisations ............................................................... 46 Choix de la classe de matériau (PE ou acier) ................................................................................................. 47 Choix des dimensions et caractéristiques des matériaux pour les canalisations - Cas du PEHD .................. 48 Référentiels normatifs et techniques relatifs à la conception des réseaux en PE ...................................... 48 Choix des dimensions et caractéristiques des tubes pour les canalisations en PE .................................. 48 Les différentes qualités de tubes PE pour les combustibles gazeux .................................................... 48 11 Choix de la qualité de PE compatible avec les conditions de service (P,T) et d'environnement (C). ..... 48 Choix de la gamme de diamètre nominal disponible en fonction du débit réel du gaz .......................... 51 Influence de la température de service sur la durée de vie des tubes PE ............................................. 52 Choix des dimensions et caractéristiques des matériaux pour les canalisations en acier .............................. 53 Choix du prétraitement pour adapter la qualité de biogaz .............................................................................. 53 Spécifications générales des matériels .......................................................................................................... 53 Homogénéité de conception des matériels et accessoires ........................................................................ 53 Sûreté de fonctionnement ........................................................................................................................... 53 Sécurité fonctionnelle ................................................................................................................................. 54 Classes d’étanchéité ................................................................................................................................... 54 Sécurité feu ................................................................................................................................................. 54 ATEX ........................................................................................................................................................... 54 Conception des accessoires uploads/Philosophie/ guide-biogaz.pdf