5. discussion sur l’explosion Dans le batiment 221
Travaux d’expertise réalisés jusqu’au 5 juin 2002
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- Données utilisées Heure origine obtenue Modèle de propagation utilisé
- 8h17mn55,4s et 8h17mn55,9s »
5.4.1 Travaux d’expertise réalisés jusqu’au 5 juin 20025.4.1.1 Datation de l’instant d’origine (TO) de l’explosion AZF Tout d’abord, notre démarche consista à nous baser sur les signaux sismiques enregistrés le 21 septembre 2001 par l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) du CNRS se trouvant dans l’enceinte de l’Université Paul Sabatier à TOULOUSE et les stations sismiques du CEA - organismes pouvant dater les événements en temps universel (TU) et sur des valeurs relevées par le téléperturbographe (TPE) de l’AZF, non calé sur le temps universel. Les enregistrements consignés dans les rapports de ces organismes et les conclusions apportées par leurs auteurs, nous ont permis d’établir nos premières évaluations, mentionnées dans notre rapport d’étape du 5 juin 2002 (D2185). Les origines de ces informations sont :
En fonction des enregistrements de 35 des stations du réseau sismique permanent du CEA métropolitain et de celle du réseau de l’OMP à 4,2 km de l’usine AZF, faisant partie du Réseau National de Surveillance Sismique (RéNASS), le CEA/DAM/DASE a pu constituer un tableau qui résume les résultats :
Les commentaires et conclusions du CEA/DAM/DASE ont été les suivants :
L’analyse des résultats conduit aux conclusions suivantes :
J.M. BRUSTET, expert adjoint au Collège, a analysé le rapport d’A. SOURIAU (D2175). Nous l’avons également fait dans notre premier rapport (D2185). Le signal sismique a été enregistré, de « façon fortuite grâce à un sismomètre posé dans un bureau au rez-de-chaussée » de l’OMP, tel que cela apparaît dans ce rapport. Ce sismomètre n’enregistrait que sur deux composantes, l’une verticale et l’autre horizontale, la seconde horizontale étant hors service. Cet appareil n’était pas enterré, pas orienté et non relié à une base temps de référence. Cependant, à 4,2 km environ du cratère de l’AZF, vu la proximité de l’événement sismique, il était bien placé pour enregistrer des signaux sismiques de bonne qualité. Sur les enregistrements (horizontal et vertical), il fut relevé des ondes sismiques, puis la présence d’un signal de faible amplitude, mais de signature très différente, lié au passage de l’onde aérienne acoustique. La première arrivée des ondes sismiques est à 1,42 s, suivie de la phase Ph1 entre 1,5 et 1,6 s, des phases Ph3 entre 2,1 et 2,3 secondes, et des phases Ph4 entre 2,6 et 2,8 s. En exploitant les données recalées par le RéNASS et la station OMP, un temps de 8h17mn55,15s a été estimé par le modèle régional et le modèle théorique infrason, en considérant une vitesse de l’onde aérienne de 343 m/s (vitesse du son) pour une distance de 4,200 km séparant le cratère AZF de l’OMP. Compte tenu d’un relevé effectué à notre demande par M. SOMPAYRAC, géomètre expert, fixant cette distance à 4,184 km et de la vitesse moyenne de l’onde aérienne à 355 m/s entre le cratère et l’OMP, d’après le modèle de calcul de D. BERGUES, expert en détonique adjoint au Collège, portant sur l’explosion d’une équivalence de 126 tonnes TNT (le maximum de la fourchette 126 – 70 tonnes ressortant de son premier rapport (D2173)) et non 343 m/s tel que l’a retenu A. SOURIAU, ce temps de 8h17mn55,15s devient 8h17mn55,61 s. Compte tenu des différences de vitesse induisant évidemment des temps parcourus différents : - Temps de parcours de l’onde aérienne par A. SOURIAU : 4200 = 12,245 s 343
- Temps de parcours de l’onde aérienne par les experts : 4184 = 11,79 s 355
D’après l’heure d’arrivée de la première excitation sismique, l’écart de temps entre celle-ci et l’onde aérienne est de : 1179 – 1,42 = 10,37 s. En conclusion :
C’est ainsi que nous avions retenu, dans notre rapport d’étape du 5 juin 2002, une plage de valeurs comprise entre 8h17mn55,45s et 8h17mn55,61s en temps universel, cette fourchette de temps s’inscrivant dans celle proposée par le CEA : 8h17mn55,4s – 8h17mn55,9s. Malgré ces valeurs relativement précises, nous étions conscients des travaux qu’il restait à réaliser pour valider ou invalider ces premiers résultats, issus certes de spécialistes reconnus, mais n’étant pas consécutifs à des travaux d’expertise judiciaire. C’est pour cela que nous avions mentionné dans notre premier rapport d’étape : « A notre stade d’investigation, il est apparu nécessaire de lancer une expérience in-situ pour connaître la vitesse de propagation de l’onde sismique entre le centre du cratère et le site de l’Observatoire Midi-Pyrénées. Les estimations de cette vitesse retenues par l’OMP sont valables mais pas suffisamment précises pour notre cas d’expertise où aucune incertitude de mesure ne peut subsister. » 5.4.1.2 Etablissement et localisation de l’explosion Les nombreuses heures consacrées à examiner les destructions survenues sur le site AZF et sur les établissements industriels et commerciaux alentours, ne nous ont pas permis de découvrir un deuxième cratère, ni des endommagements spécifiques importants susceptibles d’avoir été causés par une autre explosion, qu’elle soit un précurseur de celle qui forma le cratère ou en soit une conséquence directe. Les descriptions de ces désordres matériels apparaissent dans les chapitres précédents 3.1.1, 3.1.2 et 5.3. Effectivement, il ressort que les dévastations les plus importantes se situent à l’intérieur de l’usine AZF, surtout à l’endroit où étaient construits les bâtiments attenants 221, 222, 223, 224 et 225, le cratère impressionnant se trouvant en lieu et place desdits bâtiments 221 et 222. Il convient de souligner que les experts soussignés ont toujours eu à l’esprit de rechercher un ou plusieurs moyens indépendants pour confirmer ces constatations. A ce titre, le contenu de la note de mars 2002 du CEA/DAM/DASE a apporté un élément technique instructif avant le dépôt de notre premier rapport d’étape. C’est aussi le cas du rapport d’Annie SOURIAU : « Si une autre explosion a eu lieu, elle n’a pas engendré de signal sismique détectable (elle n’était pas couplée au sol, ou était d’énergie trop faible)». Le CEA a recherché dans le signal principal sismique les traces d’événements multiples ou d’un événement déclencheur. L’étude des ondes induites dans le sol, par plusieurs dizaines de stations sismiques du réseau CEA, ont permis d’aboutir aux premières conclusions suivantes : « L’analyse spectrale de ces données sismiques ne met pas en évidence des sources multiples à l’intérieur du signal détecté (c’est-à-dire des sources d’énergie comparables séparées par un intervalle de quelques secondes). L’étude fine des données sismiques dans les 10 minutes précédant l’explosion ne met en évidence aucun événement situé au même endroit que l’explosion détectée. On peut donc affirmer qu’aucune explosion mettant en jeu une énergie supérieure à quelques centaines de kilogrammes d’équivalent TNT ne s’est produite dans les 10 minutes précédant l’événement principal. » « L’analyse des données fournies par les capteurs et stations de mesure des infrasons n’a pas, elle non plus, mis en évidence de source multiple dans le signal principal. Aucune explosion préalable n’a donc été mise en évidence sur les signaux infrasoniques. » Quant au rapport de l’OMP, les ondes sismiques enregistrées sur le sismomètre proviennent du cratère. D’après Annie SOURIAU, une onde acoustique a été relevée sur le capteur sismique 10,4 secondes environ après le début du train d’ondes sismiques. Ce deuxième signal en forme de pic ne ressemble pas au premier, beaucoup plus long avec des amplitudes nettement plus grandes. Nantis du résultat de ces analyses et en nous appuyant sur l’examen des lieux sinistrés, que ce soit sur le site de l’usine AZF ou à l’extérieur, il nous est apparu cohérent de retenir que la catastrophe a été provoquée par une seule explosion, celle qui forma le cratère, dont l’origine se situe dans le bâtiment 221, contenant le stockage de nitrates d’ammonium déclassés. Devant cet énorme cratère où des milliers de mètres cubes de terre ont été remués, pulvérisés et éjectés par l’explosion, il nous ait apparu évident de retenir l’existence d’un couplage avec le sol aboutissant à la formation d’ondes sismique et aérienne dont les vitesses de propagation sont différentes : la propagation de l’explosion par le sol étant plus rapide que dans l’air. Nous savions aussi que si une charge explosive, non couplée avec le sol, avait explosé avant le tas de nitrates d’ammonium entreposés dans le hangar 221, elle n’aurait pas été décelée, ni par le sismomètre de l’OMP, ni par les stations sismiques du CEA. 5.4.1.3 Enregistrements sur le site AZF Nous avons pris connaissance des enregistrements effectués par un appareil de surveillance, de marque SCHLUMBERGER, relié au réseau électrique de l’AZF, appelé téléperturbographe (TPE). J.M. BRUSTET et nous-mêmes avons tenté d’exploiter au mieux les informations qu’il détenait dans le but de découvrir dans quel sens l’onde de choc aérienne s’était propagée, de connaître son origine et éventuellement sa vitesse par les relevés des temps effectués en des endroits différents. Nos premières investigations ne visaient pas à rechercher un défaut ou incident électrique, qu’il soit la cause ou la conséquence de l’explosion, mais à prendre connaissance de ces temps. Tous les défauts éventuels, anomalies et enregistrements d'origine électrique n’étant pas de nos compétences, ont fait l’objet d’investigations de la part des experts en électricité Paul ROBERT et Pierre MARY (D6265). L’horloge de ce téléperturbographe était remise à l’heure manuellement deux fois par an, à l’occasion du changement d’heure. La précédente remise à l’heure remontait donc au 25 mars 2001, passage de l’heure d’hiver à l’heure d’été. Cet appareil n’était donc pas calé sur le temps universel. Dans son rapport d’étape du 3 juin 2002, J.M BRUSTET a exploité un document synthétique, confectionné par le personnel AZF à partir de données brutes, annexé à son rapport. Les données y sont exploitées en terme de vitesse moyenne, ce qui n’est pas correct sur une courte distance compte tenu que la vitesse de propagation étant, à 10 mètres de distance, de l’ordre de 4009 m/s pour 126 tonnes TNT et de 3539 m/s pour 70 tonnes TNT, qui décroît par la suite pour égaler la vitesse de propagation du son à plusieurs centaines de mètres de distance. En effet, la vitesse de propagation du choc aérien est fonction du niveau de pression la propageant et ne peut être moyennée égale à celle du son. Pour une masse d’explosif donné, il peut être déterminé, à chaque distance du point d’explosion, le temps d’arrivée de l’onde aérienne et sa vitesse instantanée en ce point. Ces calculs ont été effectués par D. BERGUES, dans son rapport d’étape du 3 juin 2002 (D2173). Ces calculs, au vu des relevés dimensionnels du cratère, ont permis de définir qu’une masse d’équivalent TNT comprise entre 70 et 126 tonnes avait été à l’origine de cette profonde excavation. Ils déterminent également qu’à 908 mètres du cratère, le temps d’arrivée de l’onde aérienne est de 2,228 secondes pour une masse de 126 tonnes TNT et de 2,298 secondes pour une masse de 70 tonnes TNT. Respectivement, à cette distance, les vitesses instantanées du front de choc sont de 350 m/s et 347,7 m/s, c’est-à-dire encore supérieures à la vitesse de propagation du son. En champ proche, jusqu’à 400-500 mètres environ, l’erreur est importante. Cette dernière s’estompe évidemment au fur et à mesure que la distance augmente. Les informations relevées sur cet appareil de surveillance nous ont néanmoins apporté des enseignements :
5.4.1.4 Sens de propagation de la détonation dans le stockage de nitrates d’ammonium Le cratère de grandes dimensions, de forme elliptique, le grand axe étant orienté Est-Ouest, et les endommagements en champ proche ont délivré des enseignements que nous avons exploités. Voici, en résumé, ceux que nous avons retenus, sur la base de nos constatations et en nous appuyant sur les travaux de D. BERGUES, objet de son rapport d’étape (D2173) :
Nous en avions déduit que le point d’initiation était situé dans cette zone et que la propagation de l’onde de détonation dans le tas s’est faite de l’Est vers l’Ouest. Cela conforte les aspects techniques connus par ailleurs, à savoir que l’explosion d’une charge ponctuelle sur un sol homogène, forme un cratère de révolution si l’amorçage est central. Si l’amorçage est décalé, il y a perte de symétrie. La présence de croûtes de nitrate d’ammonium, observée uniquement sur le dallage à l’Ouest du cratère, indique que la détonation s’est propagée d’Est en Ouest. Les points les plus profonds du cratère se situent approximativement à la verticale de la hauteur la plus importante du tas. Ils ne révèlent, en aucun cas, le point d’amorçage du tas. 5.4.1.5 Synthèse Conscients que :
les investigations, études et travaux que nous avons réalisés ne sont pas en incohérence avec les données que nous avons eues à notre disposition venant du CEA, de l'OMP et du téléperturbographe de l'AZF. En conséquence, pour le rapport du 5 juin 2002, nous avions retenu que :
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