Sécurité pour appareils à pression


L’énergie contenue dans ces équipements est très importante et peut,
en cas de défaillance de l’enceinte (chocs, corrosion…), entraîner
la destruction de l’appareil avec des projections de fragments
et une libération brutale de gaz ou de vapeurs parfois toxiques ou inflammables, provoquant des dégâts humains et matériels dans le voisinage des lieux de l’accident. Dans l’industrie et en particulier dans l’industrie chimique et pétrolière, ces équipements sont nombreux et figurent parmi les principaux facteurs de risque.


Les appareils à pression sont présents, tant dans notre environnement quotidien (bouteilles de gaz, cocotte minute, compresseur d’air,…) que dans un milieu industriel (réacteurs de l’industrie pétrolière ou chimique, récipients de stockage de gaz,…).
Les appareils à pression sont des récipients conçus ou utilisés pour recevoir, contenir ou emmagasiner, sous pression supérieure à la pression ambiante, des liquides ou substances gazeuses dont la vapeur d’eau et l’air comprimé par exemple.
Un défaut de maintenance ou une mauvaise manipulation peuvent conduire à une explosion, ou à la rupture d’éléments fragiles (joints, ...) qui auront pour effet des projections d’éclats à grande vitesse, des ondes de chocs, des fuites de liquide ou de gaz.
Outre les risques liés à la pression, certains de ces appareils contenant des gaz peuvent présenter des risques associés qui dépendent de la nature du produit rejeté : intoxication, inflammation, explosion.
Ces appareils à pression sont destinés à la production, la fabrication, l’emmagasinage ou la mise en œuvre, sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, des vapeurs ou gaz comprimés, liquéfiés ou dissous. Les tuyauteries et accessoires de sécurité en font également partie car les différents éléments attachés aux parties sous pression (tels que les brides, piquages, raccords, etc.) contribuent à la résistance générale du récipient à la pression. Les méthodes de soudage employées pour souder les appareils à pression ou les tuyauteries sous pression sont souvent déterminantes quant à la résistance de l’ensemble.

Les risques présentés par ces appareils ont amené très tôt le législateur à les réglementer en les soumettant à des conditions relatives à leur construction et à une obligation de surveillance régulière durant leurs périodes d’utilisation.

En effet, l’énergie contenue dans ces équipements est très importante et peut, en cas de défaillance de l’enceinte (chocs, corrosion…), entraîner la destruction de l’appareil avec des projections de fragments et une libération brutale de gaz ou de vapeurs parfois toxiques ou inflammables, provoquant des dégâts humains et matériels dans le voisinage des lieux de l’accident. Dans l’industrie et en particulier dans l’industrie chimique et pétrolière, ces équipements sont nombreux et figurent parmi les principaux facteurs de risque. Leur surveillance est donc primordiale et une attention particulière doit être portée à leur construction, à leur exploitation, à leur entretien, à leur contrôle et à leur éventuelle réparation. Cette responsabilité incombe à l’exploitant pour ce qui concerne leur installation et leur utilisation.

Les modes de dégradation pouvant entraîner la destruction d’un appareil sont nombreux. Parmi ceux-ci on trouve, par exemple, les phénomènes de corrosion, la fissuration dans les zones à fortes contraintes ou le long des soudures, une utilisation erronée en dehors des limites de pression ou de température prévues par le fabricant. La poursuite de l’exploitation d’équipements affectés de tels défauts peut entraîner la rupture sous l’effet de la pression. La surveillance a donc pour objet de prévenir l’occurrence de tels évènements par l’exécution de contrôles appropriés permettant de déceler les altérations avant qu’elles ne deviennent dangereuses.

Les appareils à pression se rencontrent dans de très nombreuses applications industrielles: chaudières, échangeurs de chaleur, réservoirs d'air comprimé, installations frigorifiques, installations de production d'énergie, installations de chauffage, installations de gaz naturel et à usage médical, récipients à air comprimé ou gaz mobiles, réservoirs aériens en matières plastique ou métalliques dans lesquels sont emmagasinés des liquides inflammables (mazout, huiles, etc.).
En raison de la complexité de ces appareils et des risques y afférents, il est nécessaire de satisfaire un ensemble d’exigences de sécurité.

Les principaux risques dépendent de la nature de l’appareil à pression :
  • Les appareils à pression de gaz (compresseurs, bouteilles …)
Pour ces appareils, il faut craindre les projections d’éclats en cas de rupture de l’enceinte
ou en cas de défaillance d’une partie fragile, mais aussi les fuites de gaz qui
peuvent conduire à des intoxications et à des explosions.
  • Les appareils à pression de vapeur (chaudières, autoclaves à stérilisation…):
Les risques principaux résultent de jets de vapeur ou d’eau surchauffée en cas de
fuite, de projections d’éclats en cas de rupture brutale de l’enceinte ou des tubulures.
  • Les appareils à pression de liquide (équipements hydrauliques …):
Les risques résultent principalement de jets du liquide contenu en cas de fuite, ou de fouettement des tuyauteries flexibles en cas de rupture.

Obligations du fabricant et du distributeur

Avant de commercialiser d'appareils à pression, les fabricants et les installateurs par exemple de chaudières, de tuyauteries sous pression … doivent soumettre chaque appareil à pression à une procédure globale d'évaluation de la conformité.
Pour pouvoir être mis sur le marché ou être mis en service, les appareils à pression doivent répondre aux exigences essentielles de sécurité, porter le marquage "CE", indiquant qu'ils ont été soumis à une évaluation de la conformité, et être munis de la déclaration de conformité "CE".

Accessoires de sécurité

La protection contre la surpression permet de limiter les effets dangereux en cas de dysfonctionnement. Les accessoires de sécurité sont ainsi des dispositifs destinés à la protection des équipements sous pression contre le dépassement des limites admissibles.

Ces dispositifs comprennent :

  • des dispositifs pour la limitation directe de la pression maximale, tels que les valves de sécurité ou valves de surpression , les soupapes de sûreté, les dispositifs à disques de rupture, les tiges de flambage, les dispositifs de sécurité pilotés par des capteurs sensibles à différents paramètres (pression, température, concentration) commandant des dispositifs de prévention (coupure d’alimentation, mise en route de ventilation) en cas de dépassement des valeurs maximales.
  • des dispositifs de régulation de la pression de service qui mettent en œuvre des moyens de mesure, de contrôle et d’ intervention, tels que les commutateurs, régulateurs de débit … actionnés par des capteurs de pression, de température ou de niveau contrôlant les valeurs de consigne des différents paramètres physiques de l’ exploitation jouant un rôle en matière de sécurité.
  • Des dispositifs comme les clapets de décharge pour réduire la pression avant ouverture des petits appareils à pression
  • Des matériels adéquats nécessaires aux vérifications, par exemple :
    • appareil mesureur d’épaisseur à ultra-son,
    • appareil mesureur de résistance des aciers,
    • appareil de vérification intérieur (endoscope),
    • pompe pour épreuve hydraulique.

Les inspections

La réglementation prévoit un suivi en exploitation de ces installations et notamment des inspections et requalifications périodiques. Il convient :

- De mettre en place des dossiers descriptifs obligatoires pour chaque récipient.
- De procéder à des inspections périodiques (récipients et appareils à pression, tuyauteries sous pression, dispositifs de sécurité,…).
- De procéder à des requalifications périodiques, assisté par un expert ayant les délégations nécessaires : étude documentaire, examen visuel interne et externe, épreuve hydraulique, contrôle des accessoires de sécurité.

 

LES TEXTES REGLEMENTAIRES

Décret du 2 avril 1926 : Appareils à pression de vapeur
Décret du 18 janvier 1943 : Appareils à pression de gaz
Directive Européen 97/23/CE 27 mai 1997 : Équipements sous pression neufs destinés à être installées en Europe (exigences essentielles de sécurité, ainsi que les procédures d'évaluation de leur conformité)
Décret du 13 décembre 1999 : Transposition en droit français de la directive 97/23/CE
Arrêté du 15 mars 2000 : Règles pour l’exploitation des équipements sous pression
Arrêté du 15 décembre 1999 : Classification des équipements sous pressions neufs
Arrêté ministériel du 15 mars 2000 traitant de l'exploitation des équipements sous pression