Rappel des risques et des mesures de sécurité liés aux installations de méthanisation

Par | 2018-01-10

Risques liés aux installations de méthanisation et mesures de sécurité indispensables

Les projets de biométhanisation qui transforment les matières résiduelles en biogaz permettent de répondre aux objectifs de développement durable. Cependant, les installations de biométhanisation comportent des risques d’incendie, d’explosion, d’intoxication, d’anoxie ou de pollution.

Les concepteurs et les opérateurs doivent travailler de concert pour identifier les risques de santé et sécurité et prendre les mesures qui s’imposent pour les réduire afin de disposer d’une installation sûre.

Réalisé par l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (France), le document Règles de sécurité des installations de méthanisation agricole a pour objectif de fixer les exigences minimales de sécurité à adopter lors de la conception, de la construction et de l’exploitation d’une installation de méthanisation agricole. Il est destiné aux différents acteurs qui interviennent lors des différentes phases de réalisation d’une installation.

Selon votre région, voici plusieurs guides qui peuvent vous être utiles :

Le résumé ci-dessous explique les phénomènes dangereux associés, montre les schémas types d’une installation (zones à risque d’explosion) et présentent quelques mesures de sécurité indispensables.

1    Le biogaz

Le biogaz est produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l’absence d’oxygène.  Il est essentiellement un mélange de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2) inerte. Des impuretés sont toujours plus ou moins présentes comme de l’eau (H2O), des sulfures d’hydrogène (H2S), du diazote (N2) et des siloxanes. La présence de H2S, de CO2 et d’eau rend le biogaz très corrosif.

La composition varie en fonction de la nature des substrats entrants et des condi­tions opératoires.

Teneurs des principaux composants du biogaz agricole (INERIS)

Teneurs des principaux composants du biogaz agricole (INERIS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2    Phénomènes dangereux associés 

Tous les risques énumérés ci-dessus peuvent être aisément atténués si les mesures de santé & sécurité sont appliquées au cours de toutes les phases de développement du projet.

  • Les incendies
  • Les explosions
  • Les intoxications au gaz (H2S, NH3)
  • Les fuites de gaz à haute pression ou de liquide
  • Les risques liés à l’équipement mécanique rotatif
  • Les pathogènes

Risques biologiques (pathogènes)

Les intrants et le digestat contiennent des microorganismes pouvant être à l’origine de maladies plus ou moins graves chez l’homme : infection, allergie, intoxication produite par des bactéries ou des moisissures.

Ex. : le déversement d’une citerne dans une cuve de lisier peut créer des projections et des aérosols contenant des microorganismes.

Risques chimiques

Par leurs caractéristiques toxicologiques, l’ammoniac, l’hydrogène sulfuré ou le dioxyde de carbone exposent les opérateurs à des risques. Pour réduire les risques, il est essentiel de respecter les valeurs limites d’exposition.

 

 

 

 

 

 

Risques d’asphyxsie

La formation, le transport et le brûlage du biogaz sont des étapes qui peuvent mener à des atmosphères appauvries en oxygène. L’accumulation de biogaz dans un espace confiné peut diminuer sensiblement le taux d’oxygène (anoxie) et rendre le travail dangeureux.

La teneur minimale réglementaire à respecter en oxygène est de 19 %. Les principaux gaz qui ont un pouvoir anoxiant sont le méthane (CH4 ) et le dioxyde de carbone (CO2 ).

Risques d’explosion

Une explosion se produit lorsque les conditions suivantes sont réunies simultanément :

  • Présence d’un gaz combustible : méthane (CH4 )
  • Présence d’un comburant : oxygène de l’air
  • Présence d’une source d’inflammation
  • Concentration du gaz combustible comprise dans son domaine d’explosivité (LIE – LSE)
  • Présence d’un confinement

Figure  : Triangle du feu (Institut National de Recherche et de Sécurité)

 

 

 

 

 

 

Figure : Hexagone de l’explosion et domaine d’explosivité (Institut National de Recherche et de Sécurité)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour un biogaz composé de 60% de méthane et de 40% de dioxyde de carbone, la gamme de concentrations de biogaz dans l’air nécessaire pour atteindre le domaine d’explosivité est comprise entre 8,5 et 20,7.

3    Schémas types d’une installation avec ses principaux organes de sécurité (INERIS)

Schémas types d’une installation de biométhanisation

Zones à risques d’explosion (INERIS)

Zones à risques d'explosion installation de biométhanisation

 

 

 

 

Quelques mesures de sécurité indispensables (INERIS)

Générales

  • Utiliser des matériaux qui ne sont pas sus­ceptibles de subir une corrosion par l’eau ou par des produits soufrés (du type inox ou polyéthylène par exemple);
  • Les matériaux utilisés doivent être étanches au biogaz;
  • Les installations électriques seront conformes aux normes et à la réglementation (norme NFC15-100 et article R 4227-21 du code du travail).

Concernant le risque d’incendie :

  • Les matériaux constitutifs, notam­ment des digesteurs ou de l’unité de combustion, doivent être incombustibles;
  • Les installations doivent respecter les dispositions de l’article R4216 du code du travail : prévoir à l’intérieur des locaux des systèmes de détection, des systèmes d’extinction spécifiques;
  • Le stockage à l’intérieur des locaux doit être évité;
  • Les stockages des produits pétroliers doivent respecter l’arrêter du 1er juillet 2004 fixant les règles techniques et de sécurité applicable au stockage de produits pétroliers.

Digesteurs, post-digesteurs et réservoirs de stockage de biogaz

  • Installer un dispositif de protection contre les effets d’une explosion;
  • Soupape de sécurité : les digesteurs et les réservoirs de stockage de biogaz doivent être équipés de dispositifs de sécurité (souvent des soupapes de sécurité) qui empêchent d’avoir une dépression ou une sur­pression trop importante;
  • Redondance des vannes : dis­poser de 2 vannes de vidange pour un diges­teur au cas où l’une des deux se casserait. De plus, il doit être possible de verrouiller manuel­lement une des deux vannes;
  • Mélangeur : se munir d’une alimentation électrique secourue.

Désulfuration du biogaz par injection d’air

  • À l’intérieur du digesteur ou du post-digesteur, la pompe de dosage d’air doit être réglée de telle manière que le débit d’air ne puisse pas dépasser 8% du volume de biogaz produit durant la même période;
  • La conduite d’arrivée dans le digesteur doit être équipée d’un clapet anti-retour qui empêche le biogaz de refluer.

Unité de combustion

Mettre en place les dispositifs de sécurité suivants :

  • Dispositifs de type « coup de point » situé à l’extérieur du local permettant l’arrêt du moteur;
  • Vanne pneumatique de fermeture;
  • Raccords souples et anti-vibrations.

Torchères

  • La torchère doit être munie d’un arrête-flamme;
  • Elle doit posséder un dispositif de ventilation préalable.

Condenseur

  • S’assurer que la vidange de vapeur se fasse sans que le biogaz s’échappe à l’extérieur;
  • Mettre en place des détecteurs de niveau haut et bas asservis à l’arrêt de la pompe.

Fosse de stockage du digestat

  • Si une fosse est recouverte, il faut alors s’assurer qu’elle est suffisamment aérée;
  • Mettre en place un détecteur de niveau haut asservis à l’alimentation en digestat.

Locaux techniques

Les locaux techniques doivent être correctement ventilés.

Canalisations

Découpler les réseaux de biogaz et de substrat. Les canalisations de biogaz doivent notamment :

  • Être suffisamment résistantes aux fluides, à la corrosion et à la pression;
  • Être étanches et testées avant leur première utilisation;
  • Être facile d’accès et placées de préférence en surface;
  • Être constituées de tronçons soudés et ne pas passer à l’intérieur d’espaces confinés, notamment des locaux;
  • présenter des pentes afin d’évacuer les produits corrosifs et les condensats;
  • Les canalisations véhiculant les substrats doivent être protégées contre les effets du gel;
  • Des vannes de sécurité doivent être mises en place en amont des installations destinées à la production, au stockage et au traitement ou à l’exploitation de biogaz;
  • Les dispositifs déclenchant ces vannes de sécurité doivent être placés dans des endroits faciles d’accès.

 

Consultez le document Règles de sécurité des installations de méthanisation agricole (INERIS) pour de l’information sur le fonctionnement et l’entretien. Il contient les mesures indispensables pour assurer la prévention des risques lors de l’exploitation des installation, la réception, le démarrage, le contrôle et la maintenance des installations, les mesures d’intervention dans des espaces clos, dans les digesteurs, les post-digesteurs et les réservoirs de stockage.