Une ligne de fabrication de polyéthylène d’un atelier intégré à un vaste complexe industriel pétrochimique est arrêtée en raison de contraintes logistiques liées à un approvisionnement en matières premières insuffisant. Elle est redémarrée 12 jours plus tard selon une procédure spécifique en plusieurs étapes en raison du procédé de polymérisation sous haute pression.

En aval du réacteur de polymérisation, cette ligne comporte un séparateur entre le polymère (polyéthylène) envoyé vers l’extrudeuse et le monomère (éthylène) qui n’a pas réagi et qui est en partie recyclé via un échangeur thermique pour refroidir le séparateur. Les premières étapes se déroulent normalement : purge, test d’étanchéité et 1ère phase de démarrage. Lors de la 2ème phase de démarrage qui débute le lendemain vers 1h50 avec une montée en pression progressive du séparateur, une augmentation anormale de la température dans le séparateur provoque l’ouverture de la vanne de régulation du circuit de refroidissement. Une fuite d’éthylène sous pression est alors détectée à 2h26 en aval de la vanne avec chute de pression dans le circuit et alarme déclenchée par le réseau de détection gaz. L’opérateur stoppe la réaction chimique et met l’installation en sécurité. La fuite non enflammée s’arrête 3 min plus tard, 1 t d’éthylène a été émise à l’atmosphère. Le nuage formé se disperse, aucune conséquence humaine matérielle ou humaine n’est notée. L’exploitant informe l’inspection des IC dans les heures qui suivent l’accident.

Selon l’exploitant, la montée en température serait due à un échauffement intense et localisé de la tuyauterie du circuit de refroidissement du séparateur provoqué par la décomposition “molle” de l’éthylène contenu dans un volume mort du circuit de refroidissement en aval de la vanne. L’éthylène aurait fuit par une ouverture de quelques centimètres sur la ligne d’un disque de rupture du circuit. La décomposition très exothermique résulte d’un phénomène de re-compression isentropique de l’éthylène généré par les à coups de pression dans la ligne lors du redémarrage et à la présence du volume mort. Lors d’une maintenance un mois plus tôt, cette vanne avait été remplacée par un modèle plus étanche mais qui a amplifié les à coups de pression dans la ligne lors du redémarrage. Plusieurs dispositions sont prises avant redémarrage des installations :

• réduction du volume mort sur le circuit de refroidissement du séparateur,
• contrôle de l’absence de ce type de volume (et du risque de décomposition molle) sur les autres lignes de l’atelier,
• maintien d’un débit constant sur la section du circuit de refroidissement en aval de la vanne de régulation, pour éviter les à coups de pression à l’ouverture de la vanne.
• étude pour modifier le circuit de refroidissement et éliminer le volume mort.