Choisir le systeme de detection de fuites approprie pour les

 Publication : PetrolPlaza Technology Corner
Parution : Juin 2013
Auteur : Thompson Jamie
Choisir le système de détection de fuites approprié pour les
réservoirs
Par Jamie Thompson
Introduction
Au cours des dernières années, l'industrie pétrolière a adopté une attitude beaucoup plus
responsable vis-à-vis de la conception et de l'exploitation des dépôts pétroliers que lorsque j'étais
jeune régulateur à Londres au milieu des années 1960. La sécurité et la conscience de
l'environnement sont aujourd'hui une exigence cruciale pour quiconque est impliqué dans la
construction et la maintenance d'une station-service.
Une des contributions majeures à la sécurité et à la protection de l'environnement a été dans ce
contexte l'emploi de systèmes de détection des fuites comme outil essentiel pour le concepteur.
Les normes régissant la détection des fuites (EN 13160 1-7) ont été élaborées pour la première fois
il y a 10 ans comme standard européen. Les normes ont été saluées à la fois par les régulateurs, les
fabricants et les utilisateurs et je note qu'elles ont même trouvé un écho très positif auprès de
nombreux praticiens du monde entier, comme un bon exemple à suivre.
Ceci dit, au bout de 10 ans, l'industrie continue à évoluer et les normes sont maintenant révisées ; il
m'est apparu que, pour les réservoirs de stockage souterrains, l'utilisateur le plus éclairé va vers le
détecteur plus fiable de classe 1, réagissant soit à la pression, soit au vide, et abandonne le système
liquide de classe 2 plus traditionnel, utilisé pendant de nombreuses années dans toute l'Europe sur
les réservoirs souterrains, mais présentant toutefois quelques inconvénients.
Le choix et l'utilisation d'un système de détection de fuites de classe 1 implique quelques
considérations techniques, environnementales et économiques et je me propose d'en examiner
quelques-unes.
Les seuls détecteurs de fuites maintenant autorisés par la législation la plus stricte en matière
d'environnement dans plusieurs pays européens tels que l'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, l'Italie, la
Belgique, en partie le Royaume-Uni (approche fondée sur les risques), sont de la classe 1.
En outre, je note que BP, Shell et autres exploitants majeurs spécifient eux aussi la classe 1,
continuant à prendre au sérieux leurs responsabilités vis-à-vis de la sécurité et de l'environnement.
Examinons à présent les deux systèmes Classe 1 et Classe 2.
Systèmes de détection des fuites
Classe 1
Ces systèmes fonctionnent en utilisant soit la pression de l'air, soit celle de l'azote, ou encore en
générant un vide dans l'espace interstitiel. Ils détectent une fuite au-dessus ou au-dessous du niveau
de liquide d'un double système de paroi – en maintenant en fait le réservoir sous une « pression
d'essai » pendant toute sa durée d'utilisation.
Une fois la fuite détectée, le carburant peut être vidangé du réservoir avant qu'il puisse pénétrer
dans l'environnement.
DL 330
P
0,4
0,6
0,2
0
0,8
bar
1,0
Illustration A : Détecteur de fuites à surpression avec collecteur pour la surveillance de plusieurs réservoirs souterrains (source : SGB)
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2
Classe 2
Ces systèmes utilisent un espace interstitiel rempli de liquide et sont basés sur la pression générée
par la hauteur du collecteur de tête au-dessus du réservoir de stockage ; ils génèrent une pression
suffisante pour détecter une fuite, produisant une chute de liquide dans le collecteur de tête et
signalant une fuite dans une paroi du réservoir.
Quand une paroi du réservoir est percée, le liquide s'écoule dans le collecteur et contamine le
produit ou dans le sol – dans les deux cas, la contamination est inévitable. Le liquide utilisé dans
l'interstice est basé sur un antigel « écologique » mais, les normes et les connaissances ayant évolué
au cours des années, le liquide de détection des fuites est considéré à plusieurs égards comme
polluant les eaux souterraines et l'eau potable.
D'autre part, certains des liquides ont montré pendant de nombreuses années une tendance à
l'agression fongique, au développement d'algues et à la gélification, qui les empêchent de
fonctionner et de détecter une fuite.
Illustration B : Système liquide classe 2 (source : SGB)
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Comparaison de système technique
EN 13160-3 Critères exigés des systèmes liquides de détection des fuites
Systèmes liquides de détection de fuites
(classe 2) :
Valeur cible
(* référence : Jean-Marc Burnotte,
www.technicuve.com)
Critères exigés par la norme EN 13160-3
Conductivité électrique
> 10mS/m
Viscosité à -20 °C
< 100 mm²/S
Température au point de congélation
< -20 °C
Point d'éclair
> 80 °C
Coefficient d'expansion thermique
< 5/10000 K à 20 °C
Pas de décomposition
Procédure d'essai
7.4.8
Pas d'impact dangereux sur les matériaux
existants
peut diminuer à long terme
non atteint avec tous les liquides de
détection des fuites disponibles sur le
marché
Si mélangé correctement chez le fabricant
du réservoir
décomposition possible quand plusieurs
produits sont mélangés
l'agression fongique peut causer des
dysfonctionnements
Caractéristiques fongiques
Pas d'impact dangereux sur les eaux
souterraines
Difficulté / expérience pratique*
Procédure d'essai
7.4.10
pour l'essentiel, aucun additif classé comme
polluant l'eau (classe 0) n'est connu
Corrosion possible avec certains métaux
Pas de réaction exothermique avec le
produit stocké
Pas de réaction avec le produit stocké
révélant un foisonnement
Pas de réaction avec le produit stocké
causant une formation de gaz
Pas de réaction avec le produit stocké
causant une formation de gaz
Caractéristiques constantes pendant toute
la période de fonctionnement du système
Gélification, développement d'algues,
agression fongique possibles
Caractéristiques constantes après
nouveau remplissage et remplacement
Gélification, développement d'algues,
agression fongique possibles
Comparaison de coûts
Les comparaisons de coûts pour l'utilisation des deux systèmes ne ressortent pas de ma compétence
mais, après avoir contacté des fabricants de réservoirs souterrains, des fournisseurs de systèmes de
détection des fuites et des ateliers de maintenance, j'ai été confronté à certains chiffres que je vais
vous fournir sur les coûts d'acquisition et de maintenance des systèmes de détection des fuites.
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Coûts de la détection liquide de fuites de classe 2
Capacité Espace
du
interstitiel
réservoir Litres
(litres)
20 000
30 000
50 000
80 000
100 000
135
190
255
315
390
Liquide
de
détection
de fuites
en €
92,50
120,66
153,93
184,64
223,03
Détecteur Accessoires Installation Coût
de fuites
total
en €
réservoir
190
190
190
190
190
20
20
20
20
20
200
200
200
200
200
502,50
530,66
563,93
594,64
633,03
Coûts du détecteur de fuites sous pression de classe 1 (quelle que soit la taille du réservoir)
Nombre
Détecde
teur de
réservoirs fuites
surveillés
2 réservoirs
3 réservoirs
4 réservoirs
Kit
d'installation
Flexi- Collecbles
teur
2x10m
PA
Installation
Classe
1
Coût
total
281,30
39,70
84,80
155,09
250,00
810,89
Coût
total
par
réservoir
405,45
281,30
59,55
127,21 178,21
300,00
946,26
315,42
281,30
79,40
169,60 205,29
350,00
1085,59
217,40
Comparaison des coûts d'installation
Installation de
réservoir
Classe 2
Classe 1
4 x 20 000 litres
4 x 30 000 litres
4 x 50 000 litres
4 x 80 000 litres
4 x 100 000 litres
2 010,00
2 122,64
2 255,72
2 378,56
2 532,12
1 085,59
1 085,59
1 085,59
1 085,59
1 085,59
Économies
réalisées avec
la détection des
fuites classe 1
924,41
1 037,05
1 170,13
1 292,97
1 446,53
Les chiffres ci-dessus montrent que plus le réservoir (et son espace interstitiel) est grand, meilleur
est le rapport coût/efficacité du système de classe 1. Les économies de coût du liquide augmentent
proportionnellement à l'augmentation de la taille du réservoir. IL y a aussi le coût de remplissage du
liquide dans le réservoir pendant la phase de conception. Voir le graphique suivant pour éclaircir ce
point.
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5
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Class 2
Class 1
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Graphique 1 : Coûts d'installation suivant taille du réservoir (en €)
Class 2
Class 1
Savings using
Class 1
Graphique 2 : Coûts d'installation et économie Classe 2 –
Classe 1 (en €)
Comparaison des coûts de maintenance entre classe 1 et classe 2
Classe
2
Classe 1
dépenses
(minutes)
dépenses
(minutes)
facteur
facteur
Maintenance annuelle / essai
fonctionnel
Préparation du site de construction
0
1
0
10
4
40
Mesures de protection contre les explosions
Préparation/nettoyage du compartiment de
regard
0
1
0
10
1
10
0
1
0
20
4
80
Test d'étanchéité
20
1
20
n. a.
Contrôle du filtre sec / remplacement
Nouveau remplissage du liquide de détection
des fuites
2
1
2
n. a.
0
1
0
5
4
20
Essai de passage des espaces interstitiels
5
4
20
5
4
20
Test des valeurs de commutation
2
1
2
n. a.
Test de soupape de régulation de pression
1
1
1
n. a.
Remise en service
10
1
10
10
4
40
Sortie du rapport de test
5
1
5
5
4
Temps de travail total (minutes)
Coût de travail total (80,00 €/h)
20
60
230
80,00
306,67
Coût de matériel :
Filtre sec TF 1
Coût de maintenance annuel
Coût de maintenance sur 20 ans €
6,10
86,10
1 722,00
306,67
6 133,40
Coûts d'évacuation des déchets (en
20 ans) :
Ferraille électronique
10,00
10,00
Coût total d'évacuation des déchets
Coût total de maintenance et
d'évacuation des déchets, en 20 ans
10,00
10,00
1 732,00
6 143,40
Estimations • Avant-cour de dépôt pétrolier avec 4 réservoirs d'une capacité de 30 000 litres
• Tous les prix en euros
• 20 ans de fonctionnement
• Coûts de développement non pris en compte • Frais de déplacement non compris
• Coût horaire de main-d'œuvre estimé 80 €
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6
7.000,00 €
6.000,00 €
5.000,00 €
4.000,00 €
3.000,00 €
2.000,00 €
1.000,00 €
0,00 €
Class 1
Class 2
Graphique 3 : Coût total de maintenance et d'évacuation des déchets, en 20 ans, en euros
Coût total de propriété sur 20 ans
Surveillance de 4
réservoirs de
30 000 litres
Coût d'installation
Coût de
maintenance
Coût d'évacuation
des déchets
Coût total
Classe 2
Détection de fuites
par liquide
2 122,64
6 133,40
Classe 1
Détection de fuites
par pression
1 085,59
1 722,00
Économies avec
la classe 1
10,00
10,00
0
8 266,04
2 817,59
5 448,45
1 037,06
4 411,40
9000
8000
7000
6000
Class 2 liquid leak detection
system
5000
4000
Class 1 overpressure leak
detection system
3000
Savings using Class 1 (in Euro)
2000
1000
0
Installation cost
Maintenance and
disposal cost
Total cost
Graphique 4 : coûts répartis suivant installation, maintenance et évacuation des déchets et économies réalisées avec la classe 1
(en 20 ans)
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7
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
Class 2 liquid leak
detection system
Class 1
overpressure leak
detection system
Savings using
Class 1
2000
1000
0
Graphique 5 : coûts et économies totaux avec la classe 1 (en 20 ans)
Résumé
En conclusion, on peut clairement démontrer que le système de détection des fuites de classe 1
présente des avantages en matière d'environnement et de sécurité, comparativement à un système de
classe 2.
Le système de classe 1 démontre que l'opérateur est responsable et doit prendre toutes les mesures
relatives à la sécurité et à la protection de l'environnement que les régulateurs respectifs attendent
d'eux.
En plus des chiffres, j'ai montré que ceci a aussi des avantages économiques pour les stationsservice comparativement aux systèmes de classe 2.
A. Avantages en termes d'environnement du système de détection de fuites par pression
de classe 1 :
- C'est un vrai « système de prévention des fuites » qui reste très sûr en matière
d'environnement, même quand une fuite est détectée
- Il maintient le réservoir en mode « test » pendant toute sa durée de fonctionnement
- En cas de fuite, il n'y a pas de contamination du produit stocké
- En cas de fuite, il n'y a pas risque de pollution de l'environnement
B. Avantages en termes de technique du système de détection de fuites par pression de
classe 1 :
- Plusieurs réservoirs souterrains peuvent être surveillés avec un seul système de détection des
fuites
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8
-
Système de classe 2 sans risque de développement d'algues, de gélification et de dispersion
cristalline comme ce peut être le cas avec un système de classe 2
Pas de réaction possible entre le fluide de détection de fuite (air) et le produit stocké et, le
cas échéant, remplacement de l'air par de l'azote comme fluide de détection des fuites
Essai fonctionnel possible sans accès au compartiment de regard du réservoir souterrain
C. Avantages en termes d'économie du système de détection de fuites par pression de
classe 1 :
- Avantages considérables au niveau des coûts d'installation dans toutes les applications
usuelles, en fonction du nombre et de la capacité des réservoirs
- Réduction considérable de temps et de coûts pour la maintenance annuelle
- Économies de coûts moyenne d'environ deux-tiers par station, soit plus de 5 500 euros dans
notre exemple
Jamie Thompson a rejoint le London County Council en 1961 et, formé comme inspecteur des pétroles, il est
devenu inspecteur principal des pétroles pour la London Fire Brigade, la plus haute autorité européenne
dans le secteur du pétrole Il s'est spécialisé dans les normes pétrolières, la construction, l'application des
lois, l'homologation des équipements et les nouveaux concepts pour stations-service depuis plus de 40 ans.
Il est actuellement président du Comité européen de normalisation (CEN TC 393), chargé de l'équipement
des stations-service et qui a élaboré 23 normes européennes relatives aux stations-service. Il préside aussi
le CEN TC 265 WG8 sur les réservoirs de stockage souterrains et à l'air libre et siège en tant que
contributeur européen aux standards Underwriter Laboratory pour les réservoirs et conduites de carburant
aux États-Unis. Il a été éditeur du journal technique APEA « The Bulletin » pendant 23 ans et, en tant que
président de la commission technique de l'APEA, il est impliqué dans la publication du guide APEA/EI pour
la conception et la construction de stations-service, le fameux Blue Book.
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