1 Étude complémentaire des risques venant de la plate forme chimique de Pont de Claix Diffusion...

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Étude complémentaire des risques venant de la plate forme chimique

de Pont de ClaixDiffusion d’un nuage toxique par vent faible ou nul

et étendue des zones à risques. Confinement : efficacité, recommandations.

Avril 2008

Association des Riverains de la Plate-forme Chimique de Pont de Claix AR2PC 13 allée du Clos des Pierres 38640 Claix 04.76.98.14.39

Site Internet : http://perso.wanadoo.fr/ar2pc.org

http://perso.wanadoo.fr/ar2pc.org

2Association des Riverains de la Plate-forme Chimique de Pont de Claix

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Sommaire

4 Risques annoncés par l’industriel et prévention associée

17 Étude complémentaire des risques potentiels aux faibles vitesses de vent

38 Étude complémentaire des protections nécessaires face à ces risques : confinement

66 Étude complémentaire des risques potentiels quand le vent s’annule

74 Propositions. Ajustements. Incertitudes.

85 Annexe : Comparaison avec le logiciel ALOHA

99 Résumé et amorce de conclusion

N° diapos


Première partie :

risques annoncés par l’industriel

et prévention associée

remarque : la couleur bleue indique qu’il s’agit de données provenant de

divers documents extérieurs, utilisés ici après éventuelle modification de présentation, ou calculs intermédiaires, ou

transcription dans le système d’unités internationales.


Risques annoncés par l’industrieldans le rapport soumis à enquête publique en 2002

dans le cas éventuel du rejet accidentel le plus pénalisant de

1.3 tonne de phosgène en 3 minutes :

• 1 % de décès à 2.7 km = limite de la zone Z1 • dommages irréversibles sur la santé jusqu’à 6.4 km = limite de la zone Z2

• Conformément aux recommandations des services de l’État (DRIRE), les distances limites à risques ont été calculées par vent de 3 m/s en régime d’inversion des températures atmosphériques.

• Ces calculs ont été effectués par l’industriel à l’aide du logiciel de dispersion du CEA, et du logiciel PAMPA, l’un des 55 logiciels de diffusion atmosphérique cités en [N], où il est indiqué que la précision des résultats que l’on obtiendra avec les modèles de type gaussien ou intégral peut être de l’ordre d’un facteur 10 sur les concentrations et d’un facteur 3 sur les distances.


La Drire et ses moyensDirection Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de

l’Environnement

• Le Préfet s’appuie sur la Drire pour évaluer les risques et effectuer les contrôles industriels, avant de donner les autorisations de fonctionnement.

• Mais les moyens de la Drire sont limités : seulement 6 inspecteurs en 2002 (une dizaine en 2007) affectés au contrôle de 29 sites Seveso seuil haut en Isère. Conséquences :

• La Drire ne peut que satisfaire aux directives générales du ministère, et n’a pas assez de disponibilité pour approfondir le cas particulier de la cuvette grenobloise.

• La Drire doit le plus souvent se contenter de faire confiance aux calculs et aux contrôles des industriels eux-mêmes.


Consignes en cas d’alerte par la sirène :d’après le DICRIM de Claix (2003)

• Rejoindre le bâtiment le plus proche si le nuage toxique vient vers vous, fuir selon un axe

perpendiculaire au vent

• S’y confiner : boucher les entrées d’air (portes, fenêtres, aérations), arrêter ventilation et climatisation.

• écouter la radio (102.8)• ne pas chercher à rejoindre les membres de sa famille• ne pas téléphoner• se laver en cas d’irritation et si possible, se changer• ne sortir qu’en fin d’alerte ou sur ordre d’évacuation


La prévention est-elle adaptée aux risques ?

• sirène inaudible dans la plus grande partie de la zone à risques

• consignes succinctes (et pas toujours adéquates)

• information de la population insuffisante : des réunions d’informations sont organisées obligatoirement tous les 5 ans, mais touchent à peine 2% du public.

Les Mairies « peuvent » organiser des réunions supplémentaires. Comment les nouveaux arrivants sont-ils mis au courant ?

• peu de logements pré-confinés dans la zone à risques


Le 10.10.03, suite à l’enquête publique,le Préfet de l’Isère a autorisé Rhodia

Intermédiairesà augmenter la production de TDI et de HDI

sans exiger que la prévention soit adaptéeaux risques annoncés


Comment expliquer cette autorisation du Préfet ?

• Parce que la nouvelle installation est plus sûre que la précédente : – il n’y a plus de stockage massif de phosgène, car maintenant il est

fabriqué juste avant d’être utilisé.– La réaction s’effectue maintenant dans une enceinte étanche sous

dépression, résistant à la pression et aux séismes.

Il n’y aurait donc pas lieu de remettre en question les précédentes autorisations d’exploiter.

• Parce que, comme l’affirme l’industriel dans le rapport soumis à enquête

publique en 2002, « les calculs ont été effectués avec les hypothèses extrêmement maximalistes par rapport à la réalité, notamment du point de vue des conditions de dispersion atmosphérique : – effet de pré-dilution de la fuite dans les structures de l’atelier– dispersion dans un espace libre d’obstacles – direction et vitesse du vent constantes, ce qui n’est jamais le cas– calcul avec réflexion sur le sol. »

• Parce qu’il n’y a jamais eu de décès à l’extérieur du site de Pont de Claix suite à un rejet toxique, et que la probabilité d’un tel accident est communément considérée comme très faible, voire quasi-nulle


Comment expliquerl’accord des communes concernées ?

• tous les conseils municipaux des communes de l’agglomération grenobloise concernées ont donné leur accord à l’augmentation de la production de phosgène, sans doute pour les mêmes raisons que ci-dessus

• probablement aussi parce que l’augmentation de production favorise les emplois et les ressources financières de l’agglomération

• et parce que, se considérant incompétentes pour évaluer les risques, elles font confiance à l’industriel et à l’administration (Préfet, DRIRE)

• mais leur accord était souvent assorti de recommandations sont-elles prises en compte ?• une seule exception : par délibération du 14.10.02, les élus municipaux de

Seyssinet ont refusé à l’unanimité en raison du principe de précaution, parce que l’hôpital ne peut soigner que 20 intoxiqués par le phosgène.


Un doute :

Les calculs ont-ils été effectués « avec les hypothèses

extrêmement maximalistes par rapport à la réalité, notamment du point de vue des conditions

de dispersion atmosphérique » ?


Une réalité incontestable :

• Un rejet de gaz toxique est d’autant plus dangereux que le vent est plus faible, car alors il est moins dilué et moins vite dispersé.

• Or la vitesse du vent à Grenoble est souvent plus faible que 3 m/s.

• Par exemple, elle ne dépasse pas 1 m/s – 20 à 25 % du temps au CENG, site le plus venté de l’agglomération grenobloise– près de 70% du temps sur le site Athanor d’incinération des ordures ménagères à La

Tronche (mesures de Juillet 2002 à Octobre 2005)

• Conditions d’étude « extrêmement maximalistes » ? Oui et non.


Rose des vents à Grenoble(en % du temps)

toutes vitesses confondues en fonction des

classes de diffusion

0%

2%

4%

6%

8%

10%

0 °

20°

40°

60°

80°

100°

120°

140°

160°

180°

200°

220°

240°

260°

280°

300°

320°

340°

diffusion normale (35.5% du temps)

diffusion faible (48% du temps)

pluie (5 % du temps)

vent nul sans pluie (11.5% du temps)

vent du Nord

vent du Sud

d'après CEA / DASE / SRCE présentation CERES journées SFRP 2006

Diffusion normale : gradient thermique vertical < - 0.5 °C/100mDiffusion faible : gradient thermique vertical > - 0.5 °C/100m


Pourquoi les études de risques sont-elles limitées aux vents de 3m/s ?

Les logiciels de calculs de diffusion atmosphérique, tout comme les mesures sur maquettes hydrauliques, sont reconnus comme peu précis aux faibles vitesses de vent.

Est-ce pour ces raisons que l’état et ses services (DRIRE) recommandent de faire les calculs par vent de 3 et 5 m/s ?

Nota : la Métro a commandé une étude détaillée à propos de la dispersion des émissions de l'incinérateur de La Tronche. Les prestataires de cette étude (cabinet allemand) ont eu des difficultés liées à la spécificité du site (faible vitesse des vents) et ont développé un modèle adéquat.


Des inconnues :

• Quels délais pour se confiner ?

• Si 1% de décès à 2.7 km par vent de 3m/s, – Quel pourcentage à 1 km, à 500 m, à 300 m ?

– Quels risques par vents plus faibles ou nuls ?

• Quelle est l’efficacité d’un confinement ?

• Où est-il nécessaire et avec quelles performances ?

Face à la sous-estimation des risques et à ces inconnues, une étude

complémentaire était plus que souhaitable.


Deuxième partie :

étude complémentaire des risques potentiels

aux faibles vitesses de vent [A] Données[B] Modèle simple de diffusion atmosphérique[C] Concentrations et doses relatives[D] Hydrolyse du phosgène[E] Concentrations en phosgène

19


Produit pouvant

être rejeté

Producteur Quantité Durée rejet Distance 1% létale

(vent 3m/s)

Distance effets irréversibles

(vent 3m/s)

Phosgène (TDI)

(risque majorant)

Rhodia 1.3 tonne

3 minutes 2690 mètres

6420 mètres (2004)

Phosgène (HDI)

Rhodia 3 minutes 426 m. 2010 m.

HCl gazeux Rhodia 3 à 30 minutes

1080 m. 3760 m.

Phosgène Isochem 5 minutes 1782 m. 3814 m.

Chlore liquéfié Chloralp 1290 m. 3508 m.

Chlore gazeux Chloralp 1104 m. 2911 m.

Ammoniac Chloralp 253 m. 1777 m.

[A] Données concernant les rejets accidentels possibles

Remarquer les durées de rejets de 3 minutes ou presque

23


[B] Notre modèle simple de diffusion atmosphérique

• élaboré pour effectuer cette étude complémentaire,• utilisable aux faibles vitesses de vent,• dédié aux cas d’inversions des températures

atmosphériques, (situations particulièrement défavorables, mais qui ne sont pas les pires)

• simple et de bon sens,• capable de donner un bon ordre de grandeur des

concentrations, des doses, des distances limites à risques.


Validité de notre modèle simple :Le logiciel ALOHA permet de valider les résultats obtenus à

l’aide de notre modèle simple de diffusion atmosphérique :

• Dans son rapport d’évaluation (INERIS-DRA N° 46053 Nov. 2006), l’INERIS conclue :

« Le modèle ALOHA dans son domaine d’application permet d’évaluer rapidement un évènement en situation d’urgence en donnant des ordres de grandeur acceptables pour le terme source et la dispersion atmosphérique associée. … En conclusion, il ressort que le logiciel pourrait être intégré comme un des outils de simulation des phénomènes dangereux. »

• Notre modèle simple de diffusion atmosphérique est cohérent avec ALOHA dans les cas où il est possible de faire des comparaisons.

• Toutefois, ce logiciel ALOHA présente des limites au delà desquelles il est nécessaire de rechercher les niveaux de risques encourus. Notre modèle simple permet les calculs au delà des limitations d’ALOHA, en particulier aux vitesses de vent inférieures à 1 m/s, aux durées supérieures à 1 heure et aux distances supérieures à 10 km.


Modèle simple de diffusion atmosphérique (1)

Hypothèses :

• la fuite de gaz toxique est supposée constante pendant 3 minutes

• l’ensemble du nuage toxique reste contenu dans un volume délimité, que l’on appelle aussi nappe, ou volume de dilution voldil

• voldil s’éloigne de la source poussé par le vent, avec une vitesse radiale égale à la vitesse du vent



Hypothèses (suite) :

• à un moment donné, la concentration de gaz toxique est homogène dans ce volume

• au cours de la propagation, il y a conservation de la quantité totale de gaz toxique contenue dans voldil

(cette hypothèse pessimiste est aussi utilisée par l’industriel)

• la direction et la vitesse du vent sont stationnaires et uniformes dans la zone de propagation


Modèle simple de diffusion atmosphérique (3) Origine d = 0 Ouverture alpha Hauteur h Longueur v x 180 Largeur d x alpha du gaz toxique du panache du nuage toxique du nuage toxique du nuage toxique

v x t1 v x (t1+180s) distance d v x t2 v x (t2+180s) Position de la nappe Position de la nappe au temps t1+180 s au temps t2+180s

Direction du vent

Nota : à grande distance par vent faible, la « longueur » est plus courte que la « largeur »

26



Hypothèse sur la hauteur h du volume de dilution voldil

• nos calculs, comme ceux de l’industriel, sont effectués dans le cas défavorable d’inversion des températures atmosphériques, qui se produit 15 à 20 % du temps à Grenoble

• cette inversion empêche les gaz toxiques de se diluer au dessus de la limite d’inversion

• la hauteur h de voldil est donc limitée et supposée constante

• nous la choisissons égale à 30 mètres, soit le double de la hauteur du point où se produirait la fuite



Hypothèses sur l'angle alpha d'ouverture du panache

• à la vitesse de vent de 3 m/s, nous choisissons alpha = 0.35 radians (soit 20 degrés)

– pour que le produit [alpha(0.35) x h(30)] soit tel que le modèle simple de diffusion et les calculs de l'industriel donnent les mêmes résultats

– pour que cet angle d'ouverture du panache soit assez vraisemblable pour un vent de 3m/s (cohérent avec les observations)

– augmenter alpha et diminuer h dans le même rapport ne change ni le volume de dilution, ni la concentration, ni les distances limites à risques

• Plus le vent est faible, plus il change facilement de direction, et plus alpha est grand. A partir de valeurs observées, nous retenons la loi approximative : Alpha (radians) = 0.62 x (vitesse du vent(m/s)) - 0.52


Grenoble

Vent 3 m/s

alpha = 0.35 radian

Limite Z2 = 6.4 km =

effets irréversibles

Limite Z1 = 2.7 km =

1% décès

Vent 0.5 m/s

alpha = 0.9 radian

Limite Z1 = 6.8 km

Echirolles

Angles alpha et

Distances limites à risques

en fonction de la vitesse du vent

Progression du nuage contaminépendant les 3 premières minutes,

puis positions 6, 9, 12, 15 ... minutesaprès le début du rejet --->

28



• largeur de voldil = d (distance à la source) x alpha (radian)

• longueur de voldil

cette longueur est égale à la distance parcourue par le vent à la vitesse v pendant la durée de la fuite. Pour une fuite de 3 min :longueur = v (m/s) x 180 (s)

• D’où le volume de dilution voldil :

voldil = hauteur h x largeur x longueur

voldil = 30 x (d x 0.62 x v – 0.52) x ( v x 180)

voldil augmente en s’éloignant de la source proportionnellement à d


[C] Concentrations et doses relatives(1)

• Le gaz toxique est supposé émis pendant 3 minutes.

• Tout se passe comme si, sous le vent, une personne non confinée était exposée pendant 3 minutes, quelles que soient sa distance à la source et la vitesse du vent (excepté par vent nul).

• Il est pratique de définir une échelle de concentrations relatives Cr proportionnelle à la concentration de toxique dans l'air, normalisée à 1 pour une concentration pouvant entraîner 1% de décès après une exposition de 3 minutes.

• On définit de même une échelle de doses relatives Dr normalisée à 1 pour une dose pouvant entraîner 1% de décès.

30


Concentrations et doses relatives (2)

• Seuil de l' Effet Létal (SEL) entraînant 1% de décès :Celui du phosgène varie entre {150 ppm x minute} si l’exposition dure 1 min et {60 ppm x min} si elle dure 30 min ou plus d’après INERIS 2001. Nous choisissons la valeur conservative de {60 ppm x min}.

• 1300 kg de phosgène peuvent se dissiper accidentellement à l'atmosphère.

Diluée d'une manière homogène à la concentration de 20 ppm, cette quantité

occuperait un volume volsel d'environ 15 000 000 m3, (sachant que 1 ppm = 4 mg/m3) dans lequel le Seuil de l’Effet Létal (SEL) serait atteint en 3 minutes.

• Seuil des Effets Irréversibles sur la santé (SEI) : Il est de {30 ppm x minutes} soit 10 ppm pendant 3 min (valable jusqu’à une durée d’exposition de une heure)

• Nota :

- La valeur limite d’exposition pour les travailleurs est de 0.1 ppm pendant 8 heures.

- Le seuil d’exposition IDLH (Immediately Dangerous to Life and Health) = 2 ppm

selon ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) (USA)


Concentrations et doses relatives(3)

Si la concentration relative Cr ou la Dose relative Dr

= 1 1% de décès

(soit 20 ppm de phosgène qui donnent 60 ppm.min en 3min)

= 0.5 effets irréversibles sur la santé


= 5 50% de décès (valeur admise par les chimistes)


35


Concentrations et doses relatives(4)

Concentration relative Cr = volsel/voldil

Cr = 15600000 / (h*(d*0.62*v–0.52)*(v*180))

Cr diminue en s’éloignant de la source (en 1/d)

hypothèse : par temps sec sans hydrolyse du phosgène


[D] Hydrolyse du phosgène

= décomposition sur l’eau de l’atmosphère ou du sol

La cinétique de cette réaction• dépend de la pression de vapeur d’eau

atmosphérique• dépend sans doute aussi de la température

• Peut être caractérisée par sa demie-vie T1/2


Loi régissant la cinétique de l’hydrolyse du phosgène :

• t = temps • ppe = pression partielle d'eau• cp = concentration de phosgène au cours du temps en un

endroit donné• cpo = concentration de phosgène au même endroit sans

hydrolyse

cp/cpo = exp(- f(température)*ppe*t )

cp/cpo = exp(- Ln2*t / T1/2 )


[E] Concentrations en phosgènecalculées par le modèle simple

et reportées sur les 3 graphiques suivants

• en fonction de la distance et de la vitesse du vent

• pour 3 valeurs de demie-vie du phosgène :– infinie (= temps sec, sans hydrolyse)

– 5 heures (avec hydrolyse)

– 1 heure (avec hydrolyse plus rapide)


Concentrations possibles en Phosgène (ppm) en fonction de la distance (km) et de la vitesse du vent (m/s)

(dans une zone et à un moment particuliers, mais pas partout à la fois).

1

10

100

1000

0.1 1 10 100

Concentrationsppm phosgène

0.5

1

3

5

10

Vitesse du vent (m/s)

Concentration (ppm) = 20 x 15600 / (vit x 180 x Dist. x 0.62 x (vit - 0.52) x 30)

Hors confinement. Fuite : 1.3 tonne en 3 minutes.

2.8 5.6

20

Points d'ajustement du modèle simple de diffusion sur les résultats des calculs de l’industriel

Z1 Z2

Distances limites à risquespar vent de 0.5 m/sLimite 1% de décès si 3 min d ’exposition

Limite effets irréversibles sur la santé si 3 min d ’exposition

Limite 50% de décès si 3 min d ’exposition

Distance à la source (km)

Sans hydrolyse (temps sec)

Z1 Z2

> ou = 50% de décès jusqu’à 1.2km par vent de 0.5 m/s


1

10

100

1000

0.1 1 10 100

Concentration ppm phosgène

0.5

1

3

5

10


2.8 5.6

20Limite 1% de décès si 3 min d'exposition

Limite effets irréversibles sur la santé si 3 min d'exposition

Limite 50% de décès si 3 min d'exposition


en appliquant la fonction d'hydrolyse avec demie-vie = 5 heures




Concentration (ppm) = 20 x 15600 / (vit x 180 x Dist. x 0.62 x (vit - 0.52

) x 30)


1

10

100

1000

0.1 1 10 100

Concentration ppm phosgène

0.5

1

3

5

10


2.8 5.6

20Limite 1% de décès si 3 min d'exposition

Limite effets irréversibles sur la santé si 3 min d'exposition

Limite 50% de décès si 3 min d'exposition





Concentration (ppm) = 20 x 15600 / (vit x 180 x Dist. x 0.62 x (vit - 0.52

) x 30)

en appliquant le fonction d'hydrolyse avec demie-vie = 1 heure


Troisième partie :

étude complémentaire du

confinement

pour faire face à ces risques


Étude complémentaire du confinement

[1] Délais pour se confiner

[2] Renouvellement d'air ou « Changement d'Air par Heure » (CAH) dans un local confiné

[3] Choix du local servant au confinement renforcé

[4] Concentrations à l’Intérieur (Ci) d'un local confiné.

[5] Délai de Fin d'Alerte et Doses sous confinement

[6] Performances minimales des confinements CAH10max


Etude complémentaire du confinement

[1] Délais pour se confinerdélai pour que l’accident de rejet soit constaté par le responsable+ délai pour en apprécier la gravité+ délai pour décider de déclencher la sirène de la Plate-forme+ délai pour répercuter l’alerte aux Mairies voisines (sirène de Claix ...)

+ délai pour comprendre le sens de la sirène (si on l’entend : à l’intérieur des appartements ? à longue distance ? en cas de surdité ?)

+ pour une personne hors de chez elle, délai pour entrer (chez l’inconnu le plus proche, s’il accepte de rompre son confinement !)

+ délai pour fermer la ventilation (comment faire là où les VMC n’ont pas d’interrupteur ?)

+ délai pour obstruer les bouches d’aération, tour de porte et fenêtre(s) avec de l’adhésif large (comment font les personnes à mobilité réduite ? Et celles qui n’ont pas d’adhésifs ? Et les adhésifs qui collent sur eux-mêmes, ou qui collent aux ciseaux...)

= au total, combien de minutes (dans le meilleur des cas, pour les personnes en bonne

santé, informées et entraînées par des exercices d’alerte ?)


Délais entre le début du rejet de gaz et l’arrivée du nuage toxique selon la distance à la source

(délais = distance / vitesse du vent)

0.1

1.0

10.0

100.0

0.1 1 10

distance (km)

minutes

0.25

0.5

1

3

5

10

20

30

vitesse du vent(m/s)


Vitesse du vent m/s 0.5 1 2 3 5 10

Concentration relative extérieure à 2 km

Cre 3.2 2.3 1.7 1.4 1.1 0.8

Délais pour se protéger

à 2 km

minutes 67 33 17 11 7 3

Concentration relative extérieure à 500 m.

Cre 12.9 9.3 6.7 5.5 4.3 3.1

Délais pour se protéger

à 500 m

minutes 17 8 4 3 1.7 0.8

délais pour se protéger ou se confiner entre le début du rejet de gaz et l’arrivée du nuage toxique

• Exemple tiré de ce tableau : par vent de 5 m/s à 500 mètres du point de fuite (habitations proches), on dispose de moins de 2 minutes pour se protéger ou

se confiner (concentration relative 4.3, proche de 50% de décès).• A faible vitesse de vent, les concentrations sont plus fortes, mais on dispose de plus de temps pour se protéger.

2830


Si l'on ne peut pas se confiner, faut-il fuir, évacuer ?

A pieds ?

Par vent de l'ordre de 1 à 5 m/s (≈ 4 à ≈ 18 km/h), le pire serait de marcher ou de courir en s'éloignant de Pont de Claix.

Ce réflexe normal pourrait être fatal : la fatigue accélère la respiration et donc la dose inhalée, et surtout la personne se déplace dans le même sens et à peu près à la même vitesse que le volume d'air contaminé, augmentant sa durée de présence dans la contamination.


Si l'on ne peut pas se confiner, faut-il fuir, évacuer ?

Certaines consignes (DICRIM de Claix) recommandent de sortir du panache en s'éloignant perpendiculairement à la direction du vent. Cela pourrait être une mauvaise solution, surtout par vent faible et à longue distance.

Il pourrait être préférable de rester sur place, sans se fatiguer, et utiliser un absorbant chimique (voir diapo 79).

Fuir En voiture ? C’est probablement impossible dans les délais requis compte tenu des encombrements aggravés par la panique.

De plus, le confinement n'y est pas satisfaisant (voir diapo 48)

- L’évacuation d’une agglomération comme celle de Grenoble est impossible dans les délais (voir les études canadiennes).


En moyenne, CAH a pour valeur

0.5 pour un logement peu ventilé

1 pour un logement normalement ventilé

2 s'il est très ventilé


à retenir.

[2] Changement d’air par heure CAH

Le Renouvellement d'Air dans un local est caractérisé par le taux de Changement d'Air par Heure appelé ici CAH.

Il dépend de la perméabilité du local à l'air extérieur, de l'efficacité de la ventilation mécanique, et des conditions de température et de vent.

Par définition, CAH = 1 si un volume d’air extérieur égal au volume du local y entre en une heure.


Fuites et Changement d'Air par Heure

Ventilation mécanique arrêtée, CAH dépend de la différence de pression (exprimée en Pascal Pa) entre l'intérieur et l'extérieur du local, produite par l'effet de la température ou du vent, ainsi que des surfaces de fuite. La différence de pression dPT en fonction de l'écart de température intérieure/extérieure dT et de la hauteur hp sous plafond du local a pour valeur

dPT (Pa) = 0.043 x hp (m) x dT (°C) .

soit par ex. dP = 1.1 Pa sous 2.5 m de plafond avec 10°C d'écart de température. La différence de Pression dPV en fonction de la vitesse du vent V, en km/h a pour valeur

dPV (Pa) = 0.035 x (V (km/h))2.

V (km/h) 0.72 1.8 3.6 10.8 16.8 18 36 72

V (m/s) 0.2 0.5 1 3 4.7 5 10 20

dP (Pa) 0.018 0.115 0.46 4.15 10 11.5 46 184


Fuites d'air Q dans les bâtiments (avec dP = dPT + dPV)

Q (m3/h) = 0.28 x SF (cm

2) x (dP (Pa))

1/2

Cette équation donne le débit de fuite maximal Q pour une surface de fuite SF à bord franc et perpendiculaire au vent. Dans un local, il peut être plus faible ou plus fort selon l'orientation relative de la surface de fuite et de la direction du vent, selon le nombre et la disposition des ouvertures, selon l'environnement proche.

Fuites et changements d’air par heure (suite 2)

Relation déduite de la définition de CAH :

CAH = Q (m3/h) / Volume du local (m3)


CAH10 varie en moyenne de 0.5 à 3.7 en passant d’un logement collectif en structure lourde (béton et

isolation extérieure) à un logement individuel en structure légère.

Fuites et changements d’air par heure (suite 3)

Dans une voiture à l'arrêt, par vent de 0.5 à 5 m/s,

CAH varie de 0.5 à 9. On déduit :

CAH10 ≈ 9 dans une voiture fermée

Une voiture fermée ne protège guère mieux qu’une décapotable !

Les performances du confinement d’un local - ventilation stoppée et bouches d'air obstruées - peuvent être caractérisées par la valeur de CAH sous une différence de pression test de 10 Pascal entre l’intérieur et l’extérieur du local, appelée CAH10.

Nous proposons une relation complémentaire approchée, déduite des formules précédentes, utile pour connaître les ordres de grandeur :

CAH10 ≈ Surface de Fuite (cm2) / volume du local (m3)

à retenir.


Niveaux d'exposition et proposition de protection passive CETE Lyon 8.10.96 : Guide provisoire pour servir au confinement.

Recherche et aménagement d'un local adapté.

Niveau

d'exposition

niveau

Proposition de situation

Type de confinement

CAH10 maxi autorisé

Faible 1 Ensemble du territoire De base 1

Moyen

2

Zone enveloppe des PPI, gares de triage, points routiers dangereux.

Le niveau 2 est déterminé par arrêté préfectoral.

Amélioré

0.8

Fort 3 Zones Z2

(directive Seveso)

Effets irréversibles sur la santé

Renforcé

0.5

Très fort 4 Zones Z1

(directive Seveso)

> ou = 1% de décès

Non précisé Non précisé


[3] Choix du local servant au confinement renforcé

Local de 1 m2 mini à 1.5 m2 par occupant, 2.5 m3 à 3.6 m3 par occupant, avec le minimum de contact avec l'extérieur, à une seule porte, avec peu ou pas d'ouvertures, si possible sans ouverture côté source. Eviter la double exposition (ouvertures sur 2 côtés différents de la pièce) et les grandes hauteurs sous plafond.

Local sans appareil à combustion, sans conduit de fumée, à parois peu perméables à l'air, avec peu de traversées de parois (électricité, plomberie, chauffage, ventilation), sans coffre de volet roulant s'il n'est pas totalement extérieur.

Local avec prise de courant et point lumineux, point d'eau (ou prévoir bouteilles d'eau), entrées et sorties d'air obturables, clapet anti-retour sur l'extraction.


Et depuis l’explosion AZF à Toulouse, vitrages incassables s’il y a risque d’explosion simultanée.


Recommandations pour aménager ou construire un local selon le type de confinement recherché

Type de confinement De base Amélioré Renforcé

Eviter les techniques constructives avec perméabilité à l'air difficilement maîtrisable (structures ventilées, structures légères)

Si possible

Si possible

Impératif

Fixer contractuellement et vérifier que CAH10 ne dépasse pas 1 0.8 0.5

Mesurer la perméabilité à l'air du local Impératif

Si ouvrant, choisir des menuiseries classées A3 A3 Supérieur à A3

et le vérifier

Porte à joints périphériques et seuil suisse,

avec grille d'ouverture obturable

Oui

oui

Oui, âme pleine

type acoustique

Revêtements dits "humides" sur les parois : carrelage, faïence oui

Local sans tableau de fusibles ni disjoncteur Oui Oui Oui

Le ventilateur d'extraction doit pouvoir être arrêté Oui Oui Oui

Colmater les espaces autour des conduits et canalisations traversant

les parois

Oui Oui Oui

Placer des bouchons de silicone au départ des gaines électriques oui

Equiper le local de 50 m. de ruban adhésif en papier crêpe de 4 à 5

cm de large, d'un poste radio à piles, lampe de poche, consignes.

Oui Oui Oui

Informer les occupants sur les consignes Oui Oui Oui

voir diapo 75Remarquer les faibles performances de CAH10 fixées contractuellement (1, 0.8, 0.5) au regard des contraintes nécessaires pour les obtenir et des

valeurs de CAH10 (de 0.5 à 3.7) existant naturellement dans les locaux ordinaires sans pré-confinement


[4] Concentrations à l'intérieur (Ci) d'un local confiné.

Pendant les 3 minutes de présence du nuage contaminé à l'extérieur du local, en choisissant l'origine du temps à l'arrivée du nuage toxique, l'évolution au cours du temps de la concentration de toxique dans le local confiné, caractérisé par CAH, obéit à la loi

Ci = Ce x (1-exp(-CAH x t))

t en heures ; Ce = concentration à l’extérieur

Après 3 minutes, quand le nuage extérieur s'est retiré, la concentration du toxique qui a réussi à entrer à l'intérieur va diminuer progressivement selon la loi

. Ci = Ce x (1-exp(-CAH x (3/60)) x exp(-CAH x (t-3/60)) .



Dose à l’intérieur (Di) d'un local confiné.

La dose à l'intérieur Di est calculée en fonction du temps de séjour dans le local confiné par intégration des équations ci-dessus.

Graphique suivant :

Evolution des concentrations Ci et des doses Di à l’intérieur d’un local confiné où CAH = 0.01, 0.1 ou 1.

Les valeurs à l’intérieur sont comparées aux valeurs extérieures, dans le cas « théorique » de la présence du toxique pendant une heure à l’extérieur.

Rappelons que CAH est proche de 1 en moyenne dans les locaux sans autre confinement que l’arrêt de la ventilation et la fermeture des portes, des fenêtres et des bouches d’aération.


0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

Minutes

Ci / Ce (%) (trait fin)

Di / (De 60min) (%) (trait épais)

Efficacité du confinement :Evolution au cours du temps des rapports (en %) entre

la concentration à l'intérieur et la concentration à l'extérieur Ci/Ce la dose à l'intérieur et la dose à l'extérieur en 60 min Di/De 60min

en fonction du Changement d'Air par Heure CAH. présence du toxique pendant une heure à l'extérieur du local confiné

1 CAH

0.1 CAH

0.01 CAH

Présence du nuage toxique(concentration supposée constante)

à l'extérieur pendant 60 min Si CAH=0.01, après une heure en présence du nuage toxique, un volume de nuage égal à 1% du volume du local y est entré.Ci est très proche de 0.01Ce. Ensuite Ci diminue de 1% par heure.

Si CAH=0.1, après une heure en présence du nuage toxique, un volume de nuage égal à 10% du volume du local y est entré. Ci est proche de 0.1 Ce. Ensuite Ci diminue de 10% par heure

Si CAH=1, après une heure en présence du nuage toxique, un volume de nuage égal à 100% du volume du local y est entré. Ci = 0.7Ce et non pas = 1Ce, car l’air contaminé qui entre se mélange à l’air du local, et ce qui sort pendant cette 1re heure contient de plus en plus de toxique. Ensuite, la diminution de Ci est assez rapide.


Graphique suivant :

Évolution au cours du tempsdes Concentrations relatives Cri

et des Doses relatives Dri

à l’Intérieur du local confiné en fonction de CAH

dans le cas d’un rejet pendant 3 minutes

par exemple pour une Concentration relative extérieure Cre = 10

Il est aisé de transposer à toute autre valeur de Cre, car Cri et Dri sont proportionnelles à Cre.


Evolution au cours du tempsde la concentration relative Cri et de la dose relative Dri

à l'intérieur d'une pièce confinéepour une concentration relative extérieure = 10

en fonction du Changement d'air par heure (CAH )

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Minutes

Concentration Cri et Dose Dri

sous confinement

Graphique 2Fuite pendant 3 minutes

Cri 2 CAH

Cri 1 CAH

Dri 2 CAH Dri 1 CAH Dri 0.5 CAH

Dri 0.2 CAH

Dri 0.1 CAH

Dri 0.05 CAH

Dri 0.02 CAH

Cri 0.5 CAH

Limite 1% de décès

Limite effets irréversibles

Le nuage toxique n’est présent à l’extérieur du local confiné que pendant 3 min.

Les concentrations à l’intérieur augmentent pendant 3 min et diminuent dès que le nuage s’est éloigné

Les doses à l’intérieur continuent à augmenter quand le nuage s’est éloigné


Graphique suivant :

Même graphique que le précédent, en focalisant sur des échelles différentes de temps et de doses.

Ce graphique est pertinent pour illustrer l’évolution des Doses Relatives à l’Intérieur Dri :

Quelles que soient les valeurs de CAH, les doses Dri croissent toutes jusqu'à la même limite maximale Dre, Dose Relative à l’Extérieur sans protection, mais avec d'autant plus de retard que CAH est plus petit.


Evolution au cours du tempsde la dose relative Dri

à l'intérieur d'une pièce confinéepour une concentration relative extérieure = 10

en fonction du Changement d'air par heure (CAH )

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600

minutes

Dri 2 CAH Dri 1 CAH Dri 0.5 CAH Dri 0.2 CAH

Dri 0.1 CAHDri 0.05 CAH

Dri 0.02 CAH

Dri 0.01 CAH

Graphique 3fuite pendant 3 minutes

Dose Dri sous confinement



1 h après le passage du nuage, dans un local où CAH=1 comme c’est le cas dans la moyenne des logements non confinés, la dose est à peine plus faible (68%) qu’au dehors. On est très peu protégé dans un local où le confinement n’est ni amélioré ni renforcé si on doit y rester une heure après le passage du nuage toxique !

Si CAH = 0.5, la dose est peu réduite : 40% de la dose au dehors. Avec les recommandations draconiennes du CETE (dias 50 et 51) pour obtenir un « confinement renforcé », on devrait obtenir (et on a besoin d’obtenir) un CAH10 beaucoup plus performant que 0.5.

Toutes les doses atteignent la même limite maximale égale à la dose à l’extérieur



[5] Délai de fin d’alerte et Doses sous confinement

• Les équations illustrées par les graphiques précédents montrent que si une personne reste dans un local confiné et contaminé assez longtemps pour que la contamination en soit complètement sortie, elle respire au total la même quantité de toxique que si elle était restée à l'extérieur au même endroit sans protection.

• Un confinement ne sert qu'à retarder l'inhalation de toxique. Il n'est utile que si on s'en échappe le plus tôt possible après l'éloignement du nuage toxique.

• Suite à un rejet de faible durée, l'essentiel de la dose est inhalé non pas pendant la présence du nuage autour du local confiné, mais pendant l'attente de fin d'alerte. Il est donc impératif d'être prévenu au plus tôt de la fin d'alerte.


Croyant bien faire, le pire serait de continuer à améliorer le confinement après le passage du nuage contaminé, ce qui risque fort de se produire- si les riverains sont incommodés par les odeurs toxiques - et si, dans l’affolement, ils appliquent alors la consigne de boucher les entrées d’air !

En effet, le peu de contamination qui serait entré dans le local aurait plus de mal à en sortir. La dose inhalée à l'intérieur pourrait être supérieure à celle à l'extérieur !

Un confinement doit donc être réalisé le plus rapidement possible, avant l'arrivée du nuage, et ne plus être amélioré ensuite.


Graphique suivant :

durées maximales sous confinementen cas de rejet de 1.3 tonne de phosgène en 3 minutes

en fonction de Cre et de CAH

pour ne pas dépasser la dose Dri = 0.5seuil des effets irréversibles sur la santé.


Durée maximale sous confinement pour ne pas s'exposer à des effets irréversibles sur la santé

(dose relative = 0.5)en fonction de la concentration relative extérieure

et du Changement d'Air par Heure (CAH)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 12

Concentration relative extérieure

durée (minutes)

2 CAH

1 CAH

0.5 CAH

0.2 CAH 0.1 CAH 0.05 CAH

0.02 CAH

fuite pendant 3 minutes


Délai de Fin d'Alerte durée écoulée entre la fin de la présence du gaz toxique à l'extérieur du

local confiné et le moment de l'annonce de la fin d'alerte

• Pour déterminer le niveau minimal CAH10 de performance du confinement à l’intérieur duquel la dose relative 0.5 n’est pas dépassée, on a besoin d’évaluer le temps nécessaire pour que les autorités s’assurent qu’il n’y a plus de danger et puissent donner l’ordre de sortie.

• En effet, il ne faut pas attendre que le nuage se soit éloigné de l'ensemble de l'agglomération pour donner cet ordre à proximité du point d'émission, surtout par vent faible !

• Cela nécessite l’organisation d’une gestion de la fin d'alerte quartier par quartier, à des moments différents.

• On peut estimer que pour avoir le temps de faire ces contrôles adéquats dans les différents quartiers, le Délai de Fin d'Alerte serait

d'une heure environ ou davantage.


• pour un délai de Fin d'Alerte = 1h,

• pour deux valeurs de la hauteur sous plafond hp du local confiné,

• pour deux valeurs de l'écart de température interne-externe dT,

• en fonction de la distance et de la vitesse du vent.

sous une différence de pression test égale à 10 Pascals

entre l'intérieur et l'extérieur du local,

pour ne pas dépasser le seuil des effets irréversibles sur la santé (Dri = 0.5)

dans le cas de l'accident maximal phosgène par vent faible

Etude complémentaire du confinement :

[6] Performances minimales du confinement CAH10max

Voir réseau de courbes graphique suivant


Performances minimales du confinement d'un local CAH10 max

Changement d'Air par Heure maxi sous 10 Pascalpour ne pas dépasser la Dose relative = 0.5

(effets irréversibles sur la santé)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0 1 2 3 4 5 6 7 8

CAH10 maxi

0°C 0.5m/s

0°C 1m/s

0°C 3m/s

30°C hp2.5m 0.5m/s

30°C hp2.5m 1m/s

30°C hp2.5m 3m/s

30°C hp4m 0.5m/s

30°C hp4m 1m/s

30°C hp4m 3m/s

dT=0°C vent=0.5m/s

dT=30°C vent=0.5m/shp=2.5m

dT=30°C vent=1m/shp=2.5m

dT=30°C vent=3m/shp=4m

dT=0°C vent=3m/s

dT=30°C vent=0.5m/s

hp=4m

dT=30°C vent=1m/s hp=4m

Fuite 1.3 tonne de phosgène en 3 minutes.

Délai de fin d'alerte supposé = 1 heure.

dT=0°C vent=1m/s

dT=30°C vent=3m/s hp=2.5m


Courbe des valeurs de CAH10 les plus exigeantes par vent de 0.5 m/s

Dans cette zone, jusqu’à près de 4 km de la source, CAH10 devrait être plus performant que ce que propose le confinement renforcé (0.5).

Valeur moyenne de CAH10=1 ventilation arrêtée et bouches d’air obstruées.

En dessous de cette ligne, un pré-confinement est indispensable.


Quatrième partie :

étude complémentaire des

risques potentiels

quand le vent s’annule.

72


Par beau temps, notamment en régime anticyclonique,

l'air descend la vallée le matin,

s'immobilise environ une heure vers midi,

remonte l'après midi,

s'immobilise à nouveau 8 heures (en moyenne) la nuit,

et peut recommencer ainsi plusieurs jours de suite.

On parle de brise de vallée ou de phénomène de "reverses".

Si le rejet de gaz toxique a lieu dans ces conditions, le nuage

contaminé peut stagner plusieurs heures au même endroit.


1) Si le rejet a lieu le matin (entre 6 et 12 heures environ)

Pendant 0 à 6 heures environ, selon l'heure à laquelle se produit l'accident, le vent de vallée descend vers Grenoble et la nappe de contamination avec lui. Il pourrait parcourir une distance comprise entre 0 et 20 km environ en supposant par exemple une vitesse de vent de 1 m/s.

Puis le vent devient nul pendant une heure environ(reverse de midi).

Là où la nappe stagne, entre Pont de Claix et 20 km vers le Nord, les doses hors confinement et sous confinement sont beaucoup

plus grandes que par vent faible.


2) Si le rejet a lieu l'après midi (entre 13 et 22 h. environ) :

Pendant 0 à 9 heures environ, selon l'heure à laquelle se produit l'accident, le vent de vallée remonte vers le Sud, et la nappe de contamination avec. Il pourrait parcourir entre 0 et 30 km environ en supposant par exemple une vitesse de vent de 1 m/s.

Puis le vent devient nul pendant huit heures environ(reverse de nuit).

A l'endroit où le nuage s'est arrêté (entre Pont de Claix et 30 km environ au Sud), les doses seraient encore plus élevées.

Remarque 1 :pendant 8-10 heures de confinement, l'air devient irrespirable si le volume par personne se limite aux recommandations données plus haut.


Remarque 2 : Seuil olfactif du phosgène

Il se peut que la concentration soit de 0.4 à 1.5 ppm de phosgène pendant une à plusieurs heures, conduisant à une dose pouvant être très supérieure à 30 ppm*mn (seuil des effets irréversibles sur la santé).

Or le seuil olfactif du phosgène est compris entre 0.4 et 1.5 ppm. Son odeur banale (douce, mal identifiable, pomme pourrie, foin fraîchement coupé, foin moisi) est difficile à percevoir, d'autant plus que la progression de la concentration est lente sous confinement, et que l'on est de moins en moins sensible à une odeur au cours du temps. Le seuil d'irritation est de 3 ppm.

L'odeur ne permet pas de prévenir le danger.

Rappel : - la valeur limite d’exposition pour les travailleursest de 0.1 ppm pendant 8 heures.- Seuil d’exposition IDLH (Immediately Dangerous to Life and Health) = 2 ppmselon ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) (USA)


Graphique suivant : CAH10max en cas de reverses

pour ne pas dépasser le seuil des effets irréversibles sur la santé (Dri = 0.5) dans les cas de reverses de midi et de nuit

• en fonction de la distance et du délai de fin d'alerte

• pour une hauteur du local confiné de 4m (salle de classe),

• pour un écart de température interne-externe de 30°C(en hiver, quand il fait –10°C),

• pour une vitesse du vent de 1m/s entre les reverses (d’autres vitesses conduiraient à des valeurs différentes)

• par temps sec : les calculs ne prennent pas en compte la vitesse de décomposition du phosgène sur l'eau de l'atmosphère, du sol, des végétaux. Cet effet peut conduire à des incertitudes fortes dans le

sens favorable.


Performances minimales du confinement d'un local = CAH10maxpour ne pas dépasser la dose relative = 0.5 (effets irréversibles sur la santé)

pour un vent moyen de 1 m/s entre les reversesen fonction du Délai de Fin d'Alerte et de la distance (km)

0.0001

0.001

0.01

0.1

0.1 1 10 100

CAH10max

0h

1h

2h

0h

1h

4h

Délai de Fin d'alerte

Au Nord de Pont de Claix reverse de midi pendant 1 heure

Au Sud de Pont de Claix reverse de nuit pendant 8 heures

Fuite 1.3 tonne de phosgène en 3 minutes. Hauteur sous plafond du local 4 m.

Ecart de température intérieur-extérieur =30°C


Niveaux de confinements quasi-irréalisables techniquement et financièrement

Confinement renforcé nécessaire et possible


Par vent nul ou quasi-nul

• Il est tout à fait probable que la nappe ne stagne pas strictement au même endroit pendant 1 à 8 heures, ce qui limite la dose.

• Sur la figure précédente, les valeurs de CAH10max nécessaires pour se protéger de la reverse de nuit seraient donc trop pessimistes ; elles pourraient être environ 10 fois moins sévères.

• Par contre, si la nappe se déplace « lentement », elle peut couvrir un secteur pendant 10, 20 ou 30 minutes, voire davantage, et aller ensuite agresser tour à tour des quartiers différents, ce qui multiplie le nombre de victimes là où les pré-confinements sont inadaptés ou inexistants, d’autant plus que la nappe reste « coicée » dans la cuvette grenobloise entre collines et montagnes.

• C’est ce qui s’est passé à Bhopal : le gaz toxique dense, restant au ras du sol la nuit, a fait 20 à 30 000 morts et 500 000 personnes contaminées.


PropositionsAjustements Incertitudes

.


Comment réaliser les protections nécessaires ?

En arrêtant la ventilation et en "scotchant" porte et fenêtre, il est possible d'obtenir un confinement tel que CAH10 ≈ 1 ou un peu mieux,qui correspondrait à une surface de fuite d’environ 30 cm2 ou un peu moins, dans une salle de volume de 30 m3

rappel : CAH10 ≈ surface de fuite (cm2) / volume (m3)

Il est difficile d'admettre que les confinements "amélioré" et "renforcé", coûteux, préconisés plus haut (diapos 50 et 51), ne permettent pas d’obtenir des CAH10 meilleurs que 0.8 et 0.5. (24 et 15 cm2 de fuite pour 30 m3).

Selon nous, on peut espérer que

CAH10 se rapproche de 0.1 au lieu de 0.8 avec un confinement amélioré(fuite 3 cm2 dans une salle de 30 m3)

CAH10 se rapproche de 0.01 au lieu de 0.5 avec un confinement renforcé(fuite 0.3 cm2 dans une salle de 30 m3)


Comment parvenir aux niveaux ultimes de protectionjusqu'à CAH10max = 0.001 à 0.0001 ou équivalent ?

(correspondant à une fuite de 3 à 0.3 mm2 dans une pièce de 30 m3 ! )

- Des pré-confinements « exceptionnels » avec des CAH10 compris entre 0.01 et 0.0001 sont quasi-irréalisables tant techniquement que financièrement.

- Il faut alors compléter les pré-confinements « améliorés ou renforcés » par d’autres moyens à étudier et à expérimenter, indispensables pour gagner le ou les ordres de grandeur de protection manquants.


Propositions de moyens complémentaires de protectionde réalisation aisée, rapide et économique,

à utiliser en plus des confinements « améliorés » ou « renforcés »

sous réserve de vérification et de faisabilité

1re proposition :


Humidification abondante du local

Dès les premières odeurs suspectes dans le local insuffisamment confiné, on pourrait projeter un brouillard d’eau avec un simple pulvérisateur de jardin de quelque litres.

En effet, par réaction sur l'eau (hydrolyse), le phosgène se décompose (certes lentement) en gaz carbonique et acide chlorhydrique.

Même si cet acide est toxique, il l'est environ 100 fois moins que le phosgène. Il pourrait de plus être partiellement entraîné par l’eau.

Sans être aussi efficace qu’un rideau d’eau comme il en existe auprès des installations industrielles les plus dangereuses, on pourrait sans doute attendre une efficacité d’environ 90 %, sous réserve de vérification.


« Absorbant facial »

La réaction de décomposition du phosgène en gaz carbonique et acide chlorhydrique est plutôt lente, mais elle est accélérée par du charbon actif mouillé. Un absorbant facial contenant par exemple du charbon actif mouillé, léger et peu encombrant, pourrait être déballé et appliqué contre le visage pour piéger les gaz toxiques dès la survenue des premières odeurs suspectes.

Cet absorbant serait une amélioration du simple mouchoir mouillé.Une efficacité d’au moins 90% serait réalisable, pour un prix modique.

Condition : que toute personne située dans la zone à risques soit munie en permanence de cet absorbant.

2ème proposition

Avantage essentiel : ce serait pratiquement la seule protection possible pour les proches riverains surpris en dehors de chez eux, ou si comme à Toulouse, une explosion a volatilisé les vitres sur des km à la ronde.

Il est irréaliste de préconiser les masques à gaz pour l’ensemble de la population, car ils sont encombrants, difficiles à adapter aux différentes morphologies et peu efficaces s’ils sont mal appliqués.


3ème proposition : «Couvertures absorbantes»

contenant par exemple du charbon actif mouillé, présentant une grande surface de contact pour capter les gaz toxiques, à déballer et à dérouler dans le local confiné contre porte et fenêtre.

Elles seraient utiles surtout en cas de longue durée d'exposition en attendant la fin d’alerte.

Avantage : contrairement au cas de l’absorbant facial, l’acide chlorhydrique, sous-produit de l’hydrolyse du phosgène, est fabriqué loin du visage.

Une efficacité d’au moins 90 % serait possible.

Remarque : Les efficacités de ces 3 propositions ne peuvent sans doute pas se cumuler entièrement, à moins que l’acide chlorhydrique formé ne soit lui-même piégé par les absorbants


Ajustements

Des coefficients d'ajustements sont à appliquer au cas particulier

retenu ci-dessus, pour transposer les doses et les CAH10max aux

autres cas.


Types d'ajustements Coefficients multiplicatifs favorables

Coefficients multiplicatifs défavorables

Valeurs dans l'axe du vent / moyenne ~ 2 Délai de fin d'alerte Hors reverses Reverse 1 heure Reverse 8 heure

0.025 si 0 h. 0.5 si 1/2 h. 0.3 si 0 h. 0.8 si 0 h.

1 si 1h 1 si 1h 1 si 1h

2 si 2 h. 3 si 3h.... 1.7 si 2h. 1.6 si 4h.

Ecart de si 30°C température si 20°C par vent faible si 10°C ( inf. ou = à 1m/s) si 5°C

0.8 0.6 0.4

1

Vitesse du vent inf. ou = à 0.2 m/s (en comparaison des valeurs à 0.5 m/s)

~ 1.5 à ~ 2.2 (si < 2 km) ~ 2.2 ( si > 2 km)

Hauteur h d'inversion des températures = 30 mètres < 30 mètres (surtout en hiver) > 30 mètres

30/h

1

30/h Phosgène (TDI) Rhodia Phosgène (HDI) Rhodia HCl gazeux Rhodia Phosgène Isochem Chlore liquéfié Chloralp Chlore gazeux Chloralp Ammoniac

0.3 0.6 0.6 0.5 0.45 0.3

1


Phosgène et autres toxiques

Le risque maximal phosgène de Rhodia n'est pas le seul : il y a aussi le phosgène d'Isochem, le Chlore liquéfié et gazeux de Chloralp, l'acide Chlorhydrique gazeux de Rhodia, l'ammoniac de Chloralp....

Ces autres rejets possibles induisent des zones limites à risques et des confinements presque aussi contraignants que le phosgène de Rhodia.

Tout risque considéré comme «plausible industriellement» devrait être réévalué à la lumière de cette étude complémentaire, de même que les risques dus aux transports par canalisations, wagons ou camions.


Types d'incertitudes Coefficients multiplicatifs favorables

Coefficients multiplicatifs défavorables

Tendance du phosgène à descendre au sol (densité 3.4 / air) au niveau du rez-de-chaussée (C'est ce qui s'est passé à Bhopal avec un gaz lourd) dans les étages supérieurs

De 1 à 0 ? suivant étage

Jusqu'à 10 ? si tout le phosgène descend en dessous de 3 m.

Diminution de la concentration par réactions sur l'eau (atmosphère, sol, végétaux)

De 1 à 0.1 ? selon durée, humidité, température

Vitesse du vent entre les reverses et chronologie des reverses

0.3 ?

3 ?

Nombre, disposition et orientation des fuites

0.3 ? 2 ? s'il y a effet Venturi

Stagnation du vent dans les rues perpendiculaires au vent

2 ?

Vitesse du vent plus faible au sol qu'en hauteur

2 ?

Diffusion thermique (longue durée) De 1 à 0.5 ? Angle d'ouverture alpha du panache 0.5 ? 2 ?

Incertitudes


Annexe :

Comparaisons entre les calculs effectués par le modèle simple et

par le logiciel ALOHA


Logiciel ALOHAde calcul de dispersion atmosphérique :

• Logiciel USA téléchargeable gratuit.

• différents modes de calculs des concentrations :– avec ou sans inversion des températures atmosphériques

– choix par Aloha d’après les conditions atmosphériques (ensoleillement, humidité relative, vent) :

• dispersion gaussienne ou écoulement de gaz lourd

• 6 degrés de stabilité atmosphérique (A à F)

• Ses limites : - pas de calculs des doses

- incertitudes si faibles vitesses de vent, atmosphère stable, proximité de la source.

- calculs limités à 1 heure, à 10 km, et à des vents d’au moins 1 m/s.

• Sa précision : il donne des ordres de grandeurs acceptables pour la dispersion atmosphérique selon INERIS-DRA N° 46053 de Nov. 2006.


Doses en divers points particuliers déduites de courbes de concentrations

• La dose (ppm x minutes) est la grandeur recherchée.

• En un point particulier, après un rejet de 1.3 tonne de phosgène en 3 minutes, la dose peut être calculée en intégrant la courbe des concentrations en fonction du temps donnée par Aloha.

• Au lieu d’intégrer laborieusement et maintes fois de telles courbes, il est plus simple de supposer un rejet continu au même débit de phosgène, et de considérer qu’en un point donné la concentration maximale à l’équilibre n’est présente que pendant 3 minutes. On obtient effectivement la même dose.

• Sur les graphique suivants, les concentrations correspondent à un rejet continu au même débit.


Doses calculées à partir du modèle simple et d'ALOHAsur la perpendiculaire à l'axe du maximum à 2800 m de la source.

Vent 3m/s ; inversion 30m ; Gaussiennedose max aloha / dose moyenne modèle simple = 2.8

Intégrale (ppm*m3) m. s. / int. aloha = 1.4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

distance perpendiculaire à l'axe (m)

Dose (ppm*min)

ALOHA

modèle simple

Remarque : Le pic Aloha à mi-hauteur est assez large : 240 mètres environ à 2800 mètres de la source avec vent de 3 m/s.


Doses calculées à partir du modèle simple et d'ALOHAsur la perpendiculaire à l'axe du maximum à 500 m de la source.

Vent 1m/s ; inversion 30m ; Gaussiennedose max aloha / dose moyenne modèle simple = 4.5

Intégrale m. s. / intégrale aloha = 1.4

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

distance perpendiculaire à l'axe (m)

Dose (ppm*min)

ALOHA

modèle simple


Ensemble du nuage contaminé et quantité de phosgène rejetée

• Le volume du nuage contaminé (en m3) calculé par Aloha peut être défini par une longueur (en mètres) dans l’axe du vent, équivalente à sa vitesse (m/s) multipliée par

180 secondes (3 minutes), une largeur dans le sens perpendiculaire au vent définie par les

courbes précédentes, et une hauteur limite égale à la hauteur d’inversion des températures, soit 30 mètres dans ces cas particuliers

• A chaque distance particulière à la source, l’intégration des ppm selon les 3 dimensions de ce volume (ppm x m3) permet de retrouver la quantité totale de phosgène émise (hypothèse : pas de perte de phosgène par hydrolyse), et de conforter ainsi les résultats obtenus.

• Les écarts entre les intégrales Modèle Simple et Aloha sont faibles (40%). Ils correspondent aux différences entre les surfaces sous les courbes des figures précédentes. Ces écarts pourraient s’expliquer

– par l’inhomogénéité (inconnue) de la répartition des concentrations verticales dans Aloha, contrairement au modèle simple qui suppose une répartition homogène dans tout le volume,

– et par le gradient vertical des vitesses de vent utilisées dans Aloha (plus faibles au sol que la vitesse de référence à 10 m de hauteur, et plus fortes en altitude).


Dose maximale et dose moyenne

• Sur la perpendiculaire à l’axe du vent, les doses déduites des calculs ALOHA

présentent une forme gaussienne (cf. diapos 88 et 89).

• Dans l’axe du vent, dans les deux cas particuliers précédents, les doses

maximales ALOHA sont respectivement 2.8 et 4.5 fois supérieures aux doses

moyennes calculées par le modèle simple

• Il est plus que probable que la dose maximale réelle dans l’axe du vent se

situe entre les deux :

– environ deux fois plus faible que ce que prédit ALOHA pour tenir compte des

battements du vent qui ne manquent jamais de se produire (cf. mise en garde

dans la notice Aloha, reprise dans le rapport soumis à enquête publique)

– environ deux fois plus forte que ce que prédit le modèle simple, qui doit être

corrigé dans le sens pessimiste, car les doses dans l’axe sont évidemment

plus élevées que sur les bords.


Comparaison entre calculs par le modèle simple et par Aloha

1

10

100

1000

10000

0.1 1.0 10.0 100.0Distance à la source (km)

ppm de phosgène

modèle simple : vent 1 m/s ; moyenne ; inversion 30m

modèle simple : vent 3 m/s ; moyenne ; inversion 30m

données industriel 3m/s = "extrêmement maximaliste"

Aloha : pic max à 1m/s ; stabilité atmo. 6/6 ; inversion30m


10 ppm limite effets irréversibles sur la santé si 3 mn exposition

20 ppm limite 1% décès si 3 mn exposition


La concentration maximale réelle dans l’axe du vent se situe entre deux courbes :plus faible que ce que prédit ALOHA pour tenir compte des battements du vent, plus forte que ce que prédit le modèle simple, car les valeurs dans l’axe sont évidemment plus élevées que sur les bords.

La courbe modèle simple à 3m/s a été calée sur les valeurs données par l’industriel, qui ne sont pas « extrêmement maximalistes » comme on peut le voir ici et sur les diapos suivantes.



1

10

100

1000

10000


ppm de phosgène

modèle simple : 3 m/s ; moyenne ; inversion 30m




Aloha : pic max à 3m/s ; stabilité atmo. 6/6 ; inversion300m = sans inversion




Calculs Aloha par vent de 3 m/s : on peut distinguer les distances à partir desquelles le nuage contaminé est limité par la hauteur d’inversion des températures : avant 300 m de la source si la hauteur d’inversion est de 30 m (loi sensiblement en 1/d comme pour le modèle simple), vers 1.5 km si la hauteur d’inversion est de 100 m, au delà de 10 km si la hauteur est de 300 m. A proche distance, les concentrations ne dépendent pas de la hauteur d’inversion.



1

10

100

1000

10000


ppm de phosgène

modèle simple : 3 m/s ; moyenne ; inversion 30m




Aloha : pic max à 3m/s ; stabilité atmo. 6/6 ; gaz lourd

Aloha : pic max à 3m/s ; stabilité atmo. 6/6 ; inversion300m = sans inversion




Même graphique que le précédent, en ajoutant la dispersion selon le mode gaz lourd, encore plus pénalisante à faible distance (en dessous de 1.5 km), avec risques plus grands dans les points bas et dans les rues transversales où le gaz peut stagner



1

10

100

1000

10000


ppm de phosgènemodèle simple : 1 m/s ; moyenne ; inversion 30m

Aloha : pic max à 1m/s ; stabilité atmo. 6/6 ; inversion30m ; ville

Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv100m ; ville


Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv300m = sans inv ; Ville




Aloha par vent de 1m/s : les calculs étant limités à 1 heure, les courbes ne peuvent pas être prolongées au delà d’environ 3 km.La hauteur d’inversion de 30 m est atteinte avant 300m.



1

10

100

1000

10000


ppm de phosgène modèle simple : 1 m/s ; moyenne ; inversion 30m


Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv100m ; ville


Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv100m ; Ville ; gaz lourd

Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv300m = sans inv ; Ville

Aloha : pic max à 1m/s ; stab atmo. 6/6 ; inv100m ; campagne ; gaz lourd




Calculs Aloha par vent de 1m/s. Sont ajoutées au graphique précédent : - la dispersion en mode gaz lourd, ici aussi la plus pénalisante à faible distance- les concentrations en rase campagne, environ 2 x plus fortes qu’en ville(Sauf indication contraire, tous les calculs Aloha ont été faits « en ville »).


Comparaison entre calculspar le modèle simple et par ALOHA

• En régime d’inversion des températures atmosphériques, hors mode gaz lourd, pour les vitesses de vent de 1 et 3 m/s, le modèle simple et Aloha sont en bon accord si– on divise par 2 environ les concentrations maximales Aloha dans l’axe

du vent pour tenir compte des inévitables battements de ce vent, et si

– on multiplie par 2 environ les concentrations moyennées du modèle simple pour passer d’un niveau moyen à un niveau normalement plus

élevé dans l’axe.

• Et sachant que, si on se réfère à Aloha, à moins d’environ 1.5 kilomètre de la source, le modèle simple sous-estime les concentrations jusqu’à un facteur 3 à 3 m/s et jusqu’à 5 à 1m/s :– tant que le nuage contaminé n’a pas atteint la hauteur d’inversion,

– ou si la dispersion se produit en « mode gaz lourd » comme le préconise Aloha


Comparaison entre Aloha et modèle simple : précision

• Aloha calcule la forme gaussienne des concentrations

• Aloha met en garde sur le manque de précision – à proximité de

la source – par vent faible

(=1 m/s) – par temps

stable (inversion des températures)

• Le modèle simple utilise une équation élémentaire, et se limite à des moyennes.

• Sa précision pourrait s’évaluer en considérant Aloha comme référence.

• Il donnerait alors des résultats aussi fiables qu’Aloha, à environ un facteur 2 près dans les cas comparables traités, à condition de multiplier les concentrations :– par 2 pour passer du niveau moyen au

niveau normal plus élevé dans l’axe du vent,

– par jusqu’à 3 ou 5 à moins de 1.5 km de la source pour les hauteurs d’inversions nettement supérieures à 30 mètres, ou s’il y a dispersion en « mode gaz lourd » comme le prévoit Aloha.

• Les incertitudes présentées sur la diapo 84 ne sont pas réduites pour autant.


Résumé

et amorce de conclusion


Situation actuelle et insuffisances des protections

• Suite au rejet éventuel de 1.3 tonne de phosgène de Rhodia en 3 minutes (cas le plus pénalisant), les précautions ne sont pas suffisantes pour protéger les populations de l’agglomération grenobloise face aux risques « reconnus » par vent de 3 m/s, à savoir 1% de décès à 2.7 km de la plate-forme chimique de Pont de Claix.

• A proche distance et par vents moyens ou forts, les délais sont trop courts pour se confiner. Les proches riverains ne sont pas protégés.

• Les calculs de dispersion atmosphériques effectués selon les directives de la DRIRE ne couvrent pas les situations les plus défavorables, en particulier par vents plus faibles ou nuls qui représenteraient plus de 60 % des cas.


Limite de la zone à risque mortel

• Pour évaluer les ordres de grandeur des risques en fonction de la distance à la source, par vents faibles ou nuls, nous avons utilisé en particulier le logiciel de diffusion atmosphérique ALOHA (qui donne des ordres de grandeurs acceptables pour la dispersion atmosphérique selon INERIS-DRA N° 46053 [M]) ainsi qu'un modèle simple

de diffusion atmosphérique.

• Ces évaluations montrent qu’aux faibles vitesses de vent et surtout lorsque le vent devient nul, la limite de la zone à risque mortel pourrait couvrir la plus grande partie de l’agglomération grenobloise.

• Il est donc nécessaire de prévoir des protections plus performantes.


Confinement et protections

• Il est recommandé de se confiner dans un local en arrêtant la ventilation et en obstruant les bouches d’aérations.

• Cependant, la protection y est très faible, la dose n’étant réduite que d’environ 30% en moyenne si on reste une heure sous

confinement après l’arrivée d’un nuage toxique suite à un rejet de 3 minutes.

• L’essentiel de la dose est inhalé non pas pendant la présence du nuage autour du local confiné, mais en attendant le signal de fin d’alerte.

• Un confinement ne sert qu’à retarder l’inhalation d’un toxique. Il faut en sortir au plus tôt. La fin d’alerte doit être donnée dès que possible.

• Les confinements « améliorés » et « renforcés » devraient permettre des protections environ 10 à 100 fois supérieures, mais néanmoins insuffisantes dans les cas les plus graves.

• D’autres moyens, tels les absorbants que nous proposons, peu coûteux, pourraient améliorer la protection.


Précision des calculs effectués par le modèle simple de diffusion atmosphérique

• Cette précision pourrait s’évaluer en se référant au modèle Aloha utilisé aux USA.

• Le modèle simple donnerait alors des résultats aussi fiables qu’Aloha, à environ un facteur 2 près dans les cas comparables traités, à condition d’augmenter les doses évaluées par le modèle simple

– en les multipliant par 2 , car le modèle simple donne les doses moyennes dans un large secteur sous le vent, et non pas la valeur la plus probable dans l’axe du vent ;

– en les multipliant en outre par 3 à 5 à moins de 1.5 km de la source, lorsque les hauteurs d’inversions des températures atmosphériques sont nettement supérieures à 30 mètres, ou s’il y a dispersion en « mode gaz lourd » comme le prévoit Aloha.


Ajustements et incertitudes

• Des coefficients d’ajustements permettent de passer du cas particulier de l’accident maximal prévisible (phosgène de Rhodia) aux autres cas :

– Le phosgène d'Isochem, le chlore liquéfié et gazeux de Chloralp, l'acide chlorhydrique gazeux de Rhodia et l'ammoniac de Chloralp présentent des risques environ 50% plus faibles, ce qui est peu au regard des incertitudes.

– D’autres coefficients d’ajustement ont été évalués pour tenir compte des conditions météorologiques et des principaux paramètres qui peuvent améliorer ou aggraver la situation

• Les incertitudes peuvent être grandes, jusqu’à peut-être un facteur 10 environ dans un sens et dans l'autre, liées aux hypothèses météo, au comportement du phosgène et au modèle de diffusion (que ce soit le modèle simple, le logiciel ALOHA ou un autre).

Il est donc illusoire de figer avec précision les limites des zones à risques ainsi que les performances minimales des confinements en fonction de la distance. La prudence s’impose.


Poursuivre les études

Nous n’avons pas réussi à connaître les cinétiques d'hydrolyse du phosgène en fonction du degré hygrométrique et de la température de l'atmosphère ; elles permettraient de réduire en partie les incertitudes et de déterminer dans quelle mesure l'humidification du local confiné pourrait diminuer la dose inhalée.

Pour infirmer ou améliorer les résultats de cette étude complémentaire, qui peut comporter des erreurs, il est nécessaire que soient effectués des calculs plus poussés et des mesures approfondies des vents et des gradients de températures à Grenoble et alentours, avec une attention particulière aux inversions de températures et aux vents très faibles ou quasi-nuls, surtout en hiver. Ce travail est évidemment hors de portée de notre association.


Prendre les décisions appropriées ?

Si tout ou partie des résultats de cette étude complémentaire étaient avérés, il faudrait :

• Pré-confiner les logements dans les zones à risques

• Etudier, expérimenter et mettre en œuvre des moyens complémentaires de protection, comme par exemple ceux que nous proposons

• Organiser des équipes aptes à mesurer la contamination sur le terrain et à donner rapidement et efficacement le signal de fin d'alerte dans les quartiers

• Remettre en chantier les normes de calculs de risques en vigueur à la DRIRE, pour tenir compte des vents faibles ou nuls et du cas particulier de la cuvette grenobloise

• Revoir les consignes, l'information, les moyens et exercices d'alerte, les plans de secours

• Continuer et accentuer la diminution des risques à la source : procédés alternatifs moins dangereux, quantités limitées, qualité et entretien des installations, personnel compétent, fidélisé, en nombre suffisant, et former parfaitement les sous-traitants.


[A] Rapport de la société Rhodia Intermédiaires soumis à enquête publique en 2002 dans les communes de l'agglomération grenobloises, disponible dans les mairies concernées. [B] Plan Particulier d'Intervention, Plate-forme chimique de Pont de Claix. Préfecture de l'Isère 30.04.04[C] Mesures des vents et températures de l'air sur le pylône météorologique du Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble (CENG) au cours de l'année 1972.[D] INERIS – 2001.[E] CETE Lyon 8.10.96 : Guide pour servir au confinement. Recherche et aménagement d'un local adapté.[F] Conseil National de Recherches Canada. Institut de Recherches en construction.RSB 83 Ventilation des maisons http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/bsi/83- 4_F.htmlCBD 25 – F Fuites d'air autour des fenêtres http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd025f.htmlCBD 245 F Ventilation mécanique et pression d'air dans les maisons http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd245f.html

CBD 23 F Fuites d'air dans les bâtiments http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd023f.html[G] Guide toxicologique pour les urgences en santé environnementale de l'Institut National de santé publique du Québec (Mars 04) : Section A - 8 Evacuation et confinement.[H] Catalogue CAMIF 2005[J] Société ALDES Grenoble[K] ATSDR, Agency for Toxic Substances and Disease Registry (USA)[L] Departement of Health. USA.[M] Examen de l’utilisation du logiciel ALOHA-CAMEO en situation d’urgence INERIS-DRA N° 46053. Nov. 2006[N] http://membres.lycos.fr/pico3/DISPLOG.html

Références.

http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/bsi/83-4_F.html

http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd025f.html




Résumé des principaux titres

4 Risques annoncés par l’industriel et prévention existante

17 Risques potentiels aux faibles vitesses de vent. 23 Modèle simple de diffusion 35 Concentrations

39 Protections nécessaires face à ces risques : confinement41 Délais pour se confiner

45 Renouvellement d'air ou « Changement d'Air par Heure » (CAH) dans un local confiné

50 Choix et aménagements du local servant au confinement

63 Délai de Fin d'Alerte et Doses sous confinement

65 Performances minimales des confinements CAH10max

66 Risques potentiels quand le vent s’annule. Doses et 72 CAH10max

74 Propositions. Ajustements. Incertitudes.

85 Comparaison avec le logiciel ALOHA

99 Résumé et amorce de conclusion

Merci de votre attention. Vous avez la parole …...

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