Phénomène dangereux, mouvements de terrain, émissions particulaires : expérimenter à échelle réelle

Pour une demande technique spécifique, la littérature scientifique ne propose pas systématiquement de données pour y répondre. Dans ce cas, une modélisation s'appuyant sur des cas voisins est évidemment possible, mais les essais à taille réelle permettent d'apporter une réponse plus précise et de fiabiliser les modèles développés. En effet, si les modèles numériques sont de plus en plus performants, les essais en grand demeurent nécessaires pour plusieurs cas de figure :
-    pour produire dans un premier temps les données qui vont les alimenter, puis de confirmer par des essais l'adéquation des simulations avec la réalité de terrain ;
-    pour valider des protocoles/méthodes d’analyse et vérifier la performance d’équipements de mesure.

Au plus près des conditions réelles

Comme l'explique Stéphane Duplantier, responsable du pôle Phénomène dangereux et résistance des structures à la direction des risques accidentels, « l'essai de laboratoire ne peut prendre en compte qu'une partie des paramètres. Pour des phénomènes complexes, comme la dispersion atmosphérique de substances toxiques ou inflammables, la modélisation n’apporte pas une réponse complète comme peuvent le faire les tests à taille réelle ». De plus, à l'échelle du laboratoire, les phénomènes dangereux sont observés dans des conditions dites optimales. Baser les calculs de distances d'effet (et donc de sécurité), uniquement sur des données extrapolées à partir de résultats de laboratoire, aboutirait donc à des modèles extrêmement majorants, rendant difficile l'aménagement du territoire autour des sites industriels, le développement des véhicules équipés de batteries etc., du fait de distances de sécurité très élevées. L'enjeu est ici de faire le calcul au plus juste en assurant la sécurité des personnes et des biens.

L’essai en grand a une fonction de validation des équipements de sécurité et techniques de maîtrise du risque. Par exemple, la plateforme souterraine de Saint-Maximin, dans l’Oise, vise notamment à accueillir différentes techniques innovantes de maîtrise du risque « cavités », tels que le confortement ou le comblement, que des partenaires industriels pourraient vouloir mettre en œuvre à des fins de tests et de validation.

Pierre angulaire des problématiques connues de sécurité industrielle, les essais en grand trouvent désormais une nouvelle application avec les technologies émergentes. Les expérimentations que l'Ineris peut mettre en œuvre à l'échelle réelle ou proche de 1, permettent d'accompagner le développement de ces nouveaux procédés dans de bonnes conditions de sécurité.

Sur la plateforme « explosion dispersion » de Montlaville (Oise) est notamment vérifiée l'efficacité des équipements de protection, tels que les évents des réservoirs d'hydrogène sous haute pression - petite zone de la paroi spécialement fragilisée pour se rompre en premier, libérer une éventuelle surpression et ainsi protéger l'ensemble de l'équipement et de l’environnement. Le site dispose de 8 plateformes (5 aériennes, 3 souterraines) pour la réalisation d’essais d’explosion à moyenne et grande échelle des équipements de sécurité

L’Ineris organise depuis 1998 des essais inter-laboratoires grâce à son banc d’essais à l’émission. L’installation, qui est en mesure d’accueillir simultanément jusqu’à douze équipes de mesure permet de simuler des effluents gazeux et particulaires pour comparer les méthodes ou systèmes de mesurage. Le banc permet également de caractériser les émissions de générateurs de capacité inférieure à 50 kW (chaudière bois, insert, cheminée). La France est le seul pays en Europe doté d’un tel outil.
L’Institut dispose également d’un banc vertical de test pour conduire ses travaux sur le chauffage domestique au bois. Ce banc est un dispositif de dilution des fumées (tunnel à dilution) qui autorise la mesure de particules ou de composés particulaires selon les techniques les plus récentes utilisées en Europe. L’installation est utilisée pour évaluer et comparer les performances de divers types d'appareils de chauffage (foyer ouvert, poêle ancien, poêle récent...) et de différents systèmes de traitement des fumées.