5. discussion sur l’explosion Dans le batiment 221
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- Datation des événements Nous rappelons que l’heure origine T0 de lexplosion, enregistrée le 21 septembre 2001 déterminée par le CEA, est comprise entre 08h17mn55.44 s
- 08h17mn55.514s
- TPE-AZF-TU TPE.AZF – GTC-AZF GTC.AZF – ST ORENS
En conclusion : le nombre d’explosions (terme générique) entendue par les témoins en nombre statistiquement significatif étant fonction de leur distance au cratère, est donc conforme aux lois de propagation physique des phénomènes issus d’une seule et même explosion de forte intensité survenue dans le hangar 221 du site AZF. La campagne sismique effectuée par les experts sismiques (D6465) et l’analyse statistique des écarts temporels entre ces phénomènes sonores successifs ressentis, confirment l’unicité de la source leur ayant donnée naissance.Cette étude statistique conforte nos premières conclusions de notre rapport du 5 juin 2002, à savoir : "Les effets sismiques induits ont des effets sonores, le front de choc aérien également. Leur déplacement dans leurs milieux respectifs ne se fait pas à la même vitesse. Les bruits se décalent dans le temps. Un double bang a été entendu par plusieurs témoins. D'autres témoins n'ont entendu qu'une seule explosion. Ces manifestations sonores peuvent varier en fonction des positions des personnes et du milieu urbain à moyenne distance ». Il ressort avec certitude qu'à 1 km de distance environ, l'onde sismique a précédé l'onde aérienne, ce qui provoqua deux bruits distincts (deux bangs). Une explosion unique peut expliquer les deux "bangs" perçus par la population, en tenant compte de la propagation dans la terre, et à condition que le délai entre les deux "bangs" augmente avec la distance de l'explosion. Ceci est le cas, d'après les témoignages recueillis. Si le délai entre les deux "bangs" ne variait pas avec la distance, il s'agirait de deux explosions distinctes. Nous constatons que cette analyse rejoint parfaitement celle que faisait déjà dès le mois d’octobre 2001 la commission d’enquête de la société Grande-Paroisse qui indiquait dans ses rapports provisoires des 11 et 16 octobre 2001 (D5814) : « Après analyse de la position géographique des personnes interrogées, il s’avère que la différence de perception sonore (un ou deux sons) est nettement fonction de leur éloignement de l’explosion. L’interprétation la plus vraisemblable semble être celle donnée par l’observatoire Midi-Pyrénées. Le premier son correspondrait à l’onde transmise par le sol et se déplaçant à une vitesse de l’ordre de 2000 à 3000 m/s, et le second correspondrait à l’onde aérienne qui se déplace à une vitesse supersonique près de la source et dont la vitesse décroît rapidement pour se stabiliser à la vitesse du son au-delà d’une certaine distance. Au-delà de 500 m, l’écart entre les deux signaux sonores est donc vraisemblablement supérieur à la seconde et augmente d’environ 2,5 s par km d’éloignement. Ceci est cohérent avec les témoignages des personnes du site qui ne mentionnent deux sons que pour des éloignements de 400 m et plus, et qui décrivent un écart d’autant plus long qu’ils étaient éloignés de l’explosion ». Ces phénomènes de double « bang », lors du fonctionnement de charges explosives sur le sol, sont bien connus et Didier BERGUES a transmis aux magistrats instructeurs, au mois de juillet 2005 (D6112), trois articles scientifiques d’origine américaine (D6113, D6114 et D6115) se rapportant, d’une part, à deux attentats (l’attentat du 7 août 1998 contre l’ambassade des États-Unis d’Amérique à Nairobi (Kenya), l’attentat du 19 avril 1995 contre un immeuble fédéral situé à Oklahoma-City (USA) et, d’autre part, à une campagne de tirs volontaires de bombe placée dans des camions, et de masse comprise entre 3 et 12 tonnes de TNT. Ces trois articles confirment qu’il existe bien une onde sismique associée à chaque explosion se produisant au contact ou à proximité du sol, que l’onde de choc aérienne est bien perçue par les sismographes situés à proximité, et que la déconvolution des signaux sismiques par des spécialistes du domaine apporte des renseignements fiables et précis sur l’explosion elle-même. Quant à l’hypothèse soutenue par certains, selon laquelle une première explosion non couplée avec le sol sur un autre site, -par exemple à la SNPE ou au-dessus de TOULOUSE-, qui aurait quelques secondes plus tard entraîné l’explosion des nitrates d’ammonium entreposés dans le bâtiment 221, si c’était le cas, un grand nombre de toulousains auraient dû alors percevoir trois phénomènes sonores successifs, ce qui, manifestement, n’a pas été le cas. Le fait de n’en avoir perçu que deux à partir d’une distance supérieure à quelques centaines de mètres prouve l’unicité de leur source. Il convient également de souligner que si une première détonation était survenue sur un site extérieur à l’usine AZF avec une énergie suffisante pour initier par influence ou sympathie la détonation des nitrates entreposés dans le bâtiment 221 du site AZF, les autres stockages de nitrates d’ammonium de l’usine AZF auraient dû être concernés, ce qui n’a pas été le cas et obligatoirement l’onde de choc de cette première explosion aurait provoqué de très importants effets destructeurs généralisés dans toute la région toulousaine.
En définitive, l’exploitation statistique du nombre d’explosions ou phénomènes explosifs perçus par les personnes se trouvant sur le site AZF le jour de l’explosion nous permet d’affirmer donc que le 21 septembre 2001, il n’y a eu qu’une seule explosion ayant conduit à la perception de deux phénomènes impulsionnels successifs :
Autres investigations sur les effets sonores Par ailleurs, l’exploitation des témoignages de 42 personnes, objet de missions d’expertises ordonnées par les Magistrats Instructeurs à deux d’entre-nous, faisant l’objet du rapport en date du 9 mai 2006, nous a permis d’indiquer : Les effets de l’onde de choc aérienne, de fort niveau, se propageant en champ lointain à la vitesse du son dans l’air, soit 345 m/s, ont causé les dégâts matériels observés sur tout le site AZF ainsi que sur tous les sites périphériques. Ces endommagements ont été causés par l’explosion d’une masse d’explosif de 300 tonnes de nitrate d’ammonium ayant pour équivalence une masse d’explosif de 100 tonnes TNT. En champ proche, la vitesse de propagation de cette onde a été nettement plus élevée et davantage destructrice, en créant des dommages spécifiques, en cohérence avec la forme allongée du tas principal et le sens de la détonation. Cette puissante explosion a induit un couplage sismique avec le sol. L’énorme cratère qui a été creusé en est l’expression évidente. Cela a été également le centre de génération des ondes sismiques et de l’onde de choc aérienne. Ces ondes sismiques se sont propagées dans le sol à des vitesses nettement supérieures à celle du son. Ces vitesses ont été en moyenne de l’ordre de 2500 m/s, variables en fonction des densités plus ou moins élevées du sous-sol rencontré. C’est ce qui a été mesuré sur plusieurs sites lors de la campagne sismique de l’été 2004 (D6465). En moyenne, nous considérons que la vitesse de l’onde sismique est environ 7 fois plus rapide que l’onde aérienne. Ces ondes sismiques ont provoqué des secousses sur les bâtiments touchés, assimilables à des séismes et ont été génératrices d’effets acoustiques. Ces perceptions acoustiques sont normales comme l’a relevé le Bureau Central Français de Sismologie (BCFS) à la suite de l’analyse de nombreux séismes. En résumé :
Pour visualiser l’évolution de ces écarts de temps, à notre demande, le cabinet SOMPAYRAC a réalisé une animation par images informatiques, montrant le déplacement du train d’ondes sismiques et de l’onde aérienne avec les positions des 42 témoins. Cette pièce informatique est associée au rapport du 9 mai 2006, répondant à la mission des Juges sur l’exploitation de ces témoignages. L’existence de ces deux effets acoustiques ne signifie pas qu’ils sont issus de deux explosions distinctes : cas de la double explosion évoquée dans cette affaire. C’est la conséquence logique d’effets physiques résultant d’une seule explosion qui a généré simultanément des ondes sismiques et de choc aériennes, comme c’est le cas dans cette affaire.
Effectivement, si deux explosions temporelles distinctes dans le temps avaient eu lieu au même endroit, sans induire de couplage avec le sol, deux ondes de choc aériennes se seraient propagées, dans toutes les directions et à la même vitesse, produisant chacune un bruit à leur passage. Tous les observateurs auraient entendu deux effets acoustiques avec un même écart de temps, quelles que soient leurs positions. Par contre, nous n’aurions pas constaté le creusement d’un tel cratère et il n’y aurait pas eu formation d’ondes sismiques. Comme la vitesse de l’onde sismique est environ 7 fois supérieure à celle de l’onde aérienne, le premier effet ressenti par la plupart des témoins a été « sismique ». Les termes vibrations et secousses ont été utilisés quelques fois pour décrire ce premier effet. Le second effet a été ressenti avec beaucoup plus de force. Il s’agit du passage de l’onde de choc aérienne qui est à l’origine des destructions matérielles. Les écarts de temps entre les deux effets acoustiques survenus, indiqués par les témoins, ne sont pas représentatifs de la réalité des événements. La très grande majorité des témoins a ressenti successivement les deux effets acoustiques qui accompagnent les ondes sismique et aérienne. Le plus souvent, l’écart de temps indiqué est différent de la réalité des lois de la physique et des temps que nous avons établis au vu des mesures faites lors de la campagne sismique et des calculs en matière de détonique.
Cette tendance est parfaitement cohérente des vitesses respectives des ondes sismique et aérienne. La vitesse de l’onde sismique étant supérieure à celle de l’onde aérienne, il est logique de constater une augmentation de cet écart de temps au fur et à mesure que l’on s’éloigne de leur source. Les deux effets acoustiques perçus par ces témoins ont été l’expression du passage des ondes sismique et aérienne provenant d’une même source, l’explosion du nitrate d’ammonium entreposé dans le bâtiment 221. Il ne s’agit pas de la perception d’une double explosion. Il est normal que les témoins, sauf ceux qui étaient près du cratère, aient nettement ressenti ces deux effets acoustiques, assimilables à deux explosions, après l’apparition du flash lumineux, phénomène qui est développé dans le paragraphe suivant 5.5.2. En synthèse de ces études, compte tenu de l’exploitation statistique du nombre d’explosions perçues par des témoins,
l’unicité de la source des deux phénomènes acoustiques successivement ressentis par tous ces témoins, se situe au niveau de l’explosion du bâtiment 221. Les effets destructeurs constatés sur le site AZF et dans son voisinage sont également cohérents avec cette unicité de la source.
Il est indiscutable qu’un certain nombre de témoins a aperçu un effet lumineux intense et bref assimilable à un flash accompagnant l’explosion du hangar 221. C’est ce qui ressort de l’étude des pièces et surtout des auditions des témoins désignés par les Magistrats Instructeurs faisant l’objet de plusieurs missions de transports pour deux d’entre-nous, D. DEHARO et D. VAN SCHENDEL. Le nitrate d’ammonium pur, ou du moins celui des tas du box et du stockage principal, hormis la semelle qui était polluée, ne produit pas d’effet lumineux significatif lorsqu’il détone. Sa température de décomposition à cœur, qui est de l’ordre de 1700°K est certes suffisamment élevée pour produire intrinsèquement un effet lumineux mais extrêmement bref, de l’ordre de la milliseconde, et/ou masqué ou couvert aussitôt par les gaz de la réaction de détonation et les fumées. C’est ce que nous avons constaté lors des essais de détonation de nitrate d’ammonium réalisés par D. BERGUES, notamment au cours du tir n° 24. Sur les images de l’explosion enregistrée avec la caméra vidéo rapide 1000 images/seconde, nous relevons la présence d’un effet lumineux qui montre l’amorçage de la détonation survenant dans la première milliseconde : voir figure 90 du rapport (D6721 à D6726). Une milliseconde plus tard, cet effet lumineux a disparu. Dans le volume de la boule de chaleur formée, la température est de l’ordre de 700°K, ce qui est insuffisant pour éclairer. Cette température est la signification de la formation d’une boule de chaleur sur laquelle nous reviendrons dans les effets produits après l’événement lumineux. Cette boule de chaleur n’est pas lumineuse. Par contre, le nitrate d’ammonium, mélangé à un combustible comme le fuel (ANFO à 6 % de fuel) ou pollué par des produits à coupe pétrolière, possède une température de réaction plus élevée que le nitrate d’ammonium pur. En conséquence, il produit un effet lumineux lors de son explosion. Certes l’intensité lumineuse de la source n’est pas très élevée. C’est en fait un très mauvais éclairant, n’étant pas conçu pour cette fonction. Des photographies d’explosions d’ANFO, jointes en annexe II.11, donnent une idée de cette intensité lumineuse. A titre de comparaison, la tolite possède un rendement lumineux encore plus élevé, mais très bref, de l’ordre de quelques microsecondes. Nous avons donc recherché dans quelles conditions et avec quels produits associés, l’effet lumineux vu par les témoins avait eu lieu. Compte tenu de la puissance du flash qui ressort à l’évidence des témoignages, nous avons considéré qu’une réaction pyrotechnique s’était engagée dans le même temps ou presque, avec la détonation du nitrate d’ammonium. Il est connu dans le domaine de la pyrotechnie, que les effets lumineux ne peuvent être obtenus qu’en associant un élément oxydant à un élément réducteur pour obtenir une réaction d’oxydo-réduction. L’oxydant peut être l’air ambiant, mais du fait de la faible surface de contact entre ces deux corps réagissants, la réaction sera alors lente et ce cas est donc peu utilisé. Bien sûr, si la surface de contact est grande, par exemple dans le cas d’une suspension de fines particules dans l’air, la réaction peut devenir très vive et même donner lieu à une déflagration ou à une détonation : (cas d’explosions de poussières) qui se traduisent par un « éclair ». Plus souvent, l’oxydant et le réducteur sont deux substances qui sont mélangées intimement pour l’obtention de l’effet lumineux. Il s’agit en général des produits solides que l’on a préalablement broyés en fines particules. Les principaux produits oxydants utilisés dans la pyrotechnique sont :
Les principaux produits réducteurs sont :
Parmi tous ces corps, seuls sont utilisés de façon courante le magnésium, le phosphore, le carbone et surtout l’aluminium qui demeure comme l’a dit CHILDLOVSKI dans sa «bible pyrotechnique » : « le combustible pyrotechnique fondamental ». En plus de ces deux constituants principaux, il peut y avoir dans les compositions pyrotechniques des liants, des colorants et des flagmatisants, dans le but de maîtriser les effets et d’accroître la stabilité.
L’aluminium en poudre est associé depuis très longtemps dans beaucoup de compositions pyrotechniques destinées à produire des effets lumineux et/ou obtenir des rendements thermiques élevés. Le magnésium en poudre ou en copeaux, de fine épaisseur, possède une fonction comparable en apportant des performances meilleures sur l’intensité lumineuse. Cependant, il était indispensable que l’aluminium de ces bacs fixés sur la chapente métallique, soit finement divisé pour participer activement à la production de ce flash intense. Nous savons que dans le domaine de la pyrotechnie militaire, des produits appelés cartouches photo-éclair ou photo-flash sont utilisés pour réaliser des photographies de nuit à basse altitude. Les cartouches sont montées sur des avions de combat spécialement équipés de pods photographiques et tirées au-dessus des objectifs visés. L’armée de l’air et l’aéronavale françaises ont été, après leur homologation, dotées de ces types de produits, disparaissant actuellement au profit d’autres moyens de reconnaissance d’objectifs, plus adaptés aux nouvelles stratégies militaires. La société E. LACROIX Tous Artifices a étudié, développé et fabriqué en grande série ces cartouches suivant deux types de calibres : 40 mm et 74 mm. Les performances de ces produits sont remarquables car avec relativement peu de composition pyrotechnique, l’intensité lumineuse émise est très élevée :
La durée du flash produit est de l’ordre de 30 à 40 ms. La puissance lumineuse est obtenue par l’association de produits oxydants comparables au nitrate d’ammonium (le perchlorate de potassium et le nitrate de baryum) et de poudre d’aluminium de très fine granulométrie comprise entre 15 et 50 µ mètre. Pour l’obtention de telles intensités lumineuses, l’aluminium en poudre représente environ 30 % de la masse de composition pyrotechnique, c’est-à-dire 50 g environ pour les cartouches de 40 mm et 180 g pour les cartouches de 74 mm. En fait, il faut peu d’aluminium pour obtenir des émissions lumineuses très puissantes. Du fait de ces particules d’aluminium très fines, la réaction pyrotechnique est une déflagration qui produit le flash intense. Il faut savoir que l’amorçage de cette composition pyrotechnique se fait à l’aide d’un détonateur. Chaque particule d’aluminium est portée très rapidement à haute température. La somme de ces particules qui brûlent forme une boule de feu qui illumine intensément dans toutes les directions. Dans notre cas, il a donc fallu qu’une partie de l’aluminium des bacs en toiture soit divisé en particules de très petite taille par l’onde de pression et que ces dernières soient pratiquement dans le même temps enflammées par les gaz chauds et les produits de la décomposition explosive du nitrate d’ammonium, avant d’être éjectées dans l’espace par le déplacement de ladite onde de pression. Voyons comment ce scénario a pu s’établir. Nous rappelons que le faîtage de la toiture du hangar 221 se situe à 11 mètres environ de hauteur. La partie de cette toiture la plus près du tas est le versant Sud qui se situe à 6 mètres environ du sommet du tas principal. Les planches n° 9 de l’annexe II.10 et n° 10 et 11 de l’annexe II.7 illustrent bien les emplacements relatifs des tas du box et du stockage principal par rapport à la bâtisse.
D’après les travaux réalisés par D. BERGUES, dans son rapport en date du 4 mai 2006, répondant à la mission ordonnée le 23 mars 2006 par M. Thierry PERRIQUET, Vice-Président chargé de l’Instruction :
Cet expert conclut :
Les travaux sur les résidus de tôles issus du scellé 35C0 ont permis de :
L’analyse par spectrométrie de fluorescence X a permis d’indiquer que les tôles des scellés 35CO et 85CO sont de même nature chimique.
Des analyses thermiques ont été réalisées sur des brins et de la limaille issu de la tôle du scellé 81CO, ainsi que sur des poudres micrométriques d’aluminium disponibles dans le commerce, et ont permis de montrer que :
L’étude des conditions régnant au niveau de la toiture en aluminium fait apparaître que :
Cette expertise de résidus de tôles révèle que le hangar 221 présentait, en sus de la capacité avérée à détoner du tas de nitrate d’ammonium stocké, une prédisposition pyrotechnique due à la proximité entre de grandes quantités d’oxydant apte à détoner (tas de nitrate d’ammonium) et de réducteur (toiture en aluminium), apte à fournir en cas de détonation du nitrate d’ammonium, un effet de souffle supplémentaire et un intense pouvoir éclairant. C’est ce qui s’est passé le 21 septembre 2001. » De toute évidence, les bacs aluminium, du moins ceux placés à la verticale des tas entreposés dans le bâtiment 221, ont reçu de plein fouet simultanément l’onde de pression pouvant être de 160 bars, les gaz chauds de la décomposition explosive du NA et des particules de NA broyées (résidus des couches périphériques ou manteau du tas) à la vitesse de 1200 m/s. Les dessous des bacs de la couverture ont été soumis à une énergie considérable, capable de désintégrer et/ou de pulvériser cet aluminium. La vitesse de l’onde de choc au niveau de la toiture a été suffisamment élevée pour satisfaire cette pulvérisation et pour véhiculer dans l’espace les particules d’aluminium produites enflammées dans le même temps par les produits de détonation très oxydants. En conclusion, toutes les conditions ont été réunies pour constituer un effet pyrotechnique comparable aux effets d’une composition photo-éclair. Concernant cet effet lumineux, J.M. BRUSTET, dans son rapport du 9 mai 2006, a conduit des travaux et des études pour évaluer la puissance de cette source lumineuse. Son étude fait ressortir qu’il fallait relativement peu d’aluminium pour l’obtention d’un flash éclairant à grande distance. Une masse de l’ordre de 80 kg de particules très fines (de tailles micrométriques) à 400 kg de particules de tailles variables, ceci dépendant de leur répartition granulométrique : micrométriques, millimétriques et centimétriques, a été prise en compte. Une masse utile de 400 kg comprenant des particules de tailles différentes est la valeur qui a été retenue sur les 6750 kg environ que représentait la totalité de la toiture du bâtiment 221 : hangar principal et box, soit 1500 m2 à raison d’une masse de 4,5 kg par mètre carré. Cette masse utile de 400 kg ne représente que 6 % environ de la masse totale du toit. Pour que cet effet lumineux puisse exister, la taille des particules et leur cinématique de combustion (température, changements d’états, …) ont dû répondre à des logiques de la physique. Pour ces calculs, J.M BRUSTET a retenu une valeur médiane de température de particule de 2800°K. Sur le plan de la dynamique du mécanisme, l’onde de pression qui atteint la toiture continue son déplacement, dépasse les structures de cette toiture, il y a alors une dépression à ce niveau. Le métal est sollicité brutalement. Cela provoque la désintégration de l’aluminium en particules de tailles micrométriques jusqu’à quelques centimètres, obtenues par abrasion, friction et chocs comme l’a retenu D. BERGUES dans son rapport du 4 mai 2006. Il n’a pas été possible de dresser un histogramme des tailles de particules obtenues par ce phénomène explosif. La combustion de ces particules, amorcée par les produits de la détonation très oxydants, a pu devenir dans certains cas, dépendante de l’oxygène de l’air qui est le comburant par excellence. Pour l’obtention d’un flash, en référence à l’expérience de la gamme des cartouches photo-éclair, la taille de ces particules pouvant produire de la lumière par leur combustion, a pu s’étendre de 10 à 100 µm. De par leur morphologie (faible masse), elles ont réagi spontanément au contact de l’oxygène de l’air, dans des conditions de puissance et de température élevées, pour donner lieu à un phénomène lumineux puissant. Cette réaction chimique s’est matérialisée par la transformation de ces particules d’aluminium en alumine et la chaleur de réaction a provoqué leur échauffement très rapide et intense. Une pluralité de particules d’aluminium, passant par différents états physiques, solide, liquide et vapeur, a été projetée dans l’espace à la verticale du bâtiment 221, pour former un volume rayonnant dont la base correspond à celle des tas et dont la hauteur est de l’ordre de 100 mètres. En définitive, ce sont plusieurs milliards de particules incandescentes qui ont occupé cet espace, chacune d’elle ayant une durée de vie et une trajectoire propres. Certaines particules ont pu s’allumer avec retardement (tout relatif) permettant de couvrir la surface émissive aux dimensions précitées. Compte tenu de l’expérience de flashs pyrotechniques produits par des compositions photo-éclair qui, rappelons le, prennent le régime de la déflagration, la durée de ce phénomène lumineux rayonnant au-dessus du bâtiment 221, a pu durer 200 ms environ. L’effet radiatif, en considérant l’ensemble de ces nombreuses particules portées à une température moyenne de 2800°K et couvrant cette surface élevée, a été perceptible jusqu’à 4000 mètres en vision directe. Cette source lumineuse a éclairé des bâtiments, le sol, des murs et autres ouvrages divers, jusqu’à une distance au moins égale à 600 mètres. Prenant comme référence le soleil, le jour du 21 septembre 2001 et à la même heure, l’éclairement de surfaces identiques et exposées dans des conditions semblables, l’ont été beaucoup plus par ce phénomène lumineux consécutif à l’explosion que par le soleil. A titre indicatif :
Cet éclairement a été environ 12 fois supérieur à l’éclairement solaire de ce jour là. Bien évidemment, en se rapprochant de la source lumineuse, cet éclairement est encore plus élevé. Comme nous l’abordions en début de chapitre, nous comprenons mieux maintenant pourquoi des témoins ont vu un flash, appelé éclair le plus souvent, se manifester dans le déroulement de l’explosion et que certains ont été éblouis. A titre de comparaison avec la puissance lumineuse émise par un arc électrique, cas de figure que nous avons étudié dans le chapitre suivant 5.6, il nous paraît instructif et pédagogique de l’évoquer maintenant. Nous avons calculé que la puissance lumineuse produite par l’arc électrique survenu lors du défaut biphasé aérien sur la ligne 63 KV Lafourguette- Château-Pont des Demoiselles, a été estimée à 532.106 lumens. L’éclairement d’une surface de 1m2, perpendiculaire et à 300 mètres de cette source lumineuse, est de l’ordre de 450 lux. Cet éclairement est 2000 fois inférieur à l’éclairement produit par la source lumineuse consécutive à l’explosion du hangar 221. Nous pouvons affirmer qu’aucun témoin n’aurait été ébloui par la manifestation de cet arc électrique, même s’il s’était trouvé à 100 mètres de ce défaut biphasé aérien où la valeur de l’éclairement d’une même source perpendiculaire de 1m2 est de 4232 lux : voir les calculs en fin du chapitre 5.6. En synthèse, nous retenons que :
Les fumées se sont formées dès le début de la détonation du nitrate d’ammonium, pour être plus précis, 2 ms après l’origine, d’après l’essai n° 24 à l’échelle de 100 kg effectué par D. BERGUES au Centre d’Etudes de GRAMAT (D6721 à D6726). Comme nous l’avons vu dans le cadre de l’étude des effets lumineux, les premières fumées apparaissent après le microflash de la réaction initiale qui dura 1 ms. Ces fumées sont au début globalement blanches et ce pendant 40 ms environ. Ensuite, des fumées rousses et ôcres apparaissent, révélatrices de la présence d’oxydes d’azote produits lors de la décomposition explosive du nitrate d’ammonium. Dans le cas réel, les premières manifestations des fumées se sont produites en toiture, lorsqu’elle a été pulvérisée, tout d’abord théoriquement à la verticale du tas du box, lieu de départ du processus explosif, d’après le scénario développé dans le paragraphe 5.5.3, s’appuyant sur nos investigations précédentes, dont le chapitre 5.4. Dans un premier temps, ces fumées projetées dans l’espace ont pu présenter des caractéristiques de formes et de couleurs diverses et être éclairées par la fin du flash. Ensuite, ces fumées se sont mélangées à la terre éjectée du cratère et aux poussières des édifices détruits, dont le bâtiment 221 à 225. Une zone de superficie importante autour du cratère fut couverte par ce mélange de fumées, de terre et de poussières, évoluant à l’horizontale, à la vitesse de l’onde de choc aérienne caractérisée par un dioptre. Les fumées résultant de l’explosion sont globalement montées à la verticale de leur source, véhiculées par l’onde de pression mais aussi pendant peu de temps, par convection thermique. C’est ainsi que s’est formée et organisée une colonne verticale de fumées, appelée également panache ou « champignon », qui a été perçue par de nombreux témoins. En creusant le cratère, l’onde de détonation a éjecté de la terre pulvérisée dans l’espace pour se mélanger partiellement au nuage formé en fonçant sa couleur rousse et ocre pour la tendre vers le marron, voire le noir. C’est ce que nous avons étudié et traité dans notre rapport en date du 22 juin 2004, intitulé « Comportement des fumées » (D4639), concernant les fumées photographiées par M. TIRAT depuis son domicile, rue Mage à TOULOUSE, mais également par M. BORDAS depuis l’A64, (la première fois à 877 mètres à l’Ouest du cratère, la deuxième fois à 900 m environ du cratère) et par M. PRATS depuis le périphérique Ouest. Les travaux qui avaient été réalisés par deux d’entre nous, D. DEHARO et D. VAN SCHENDEL, avec Mme V. REY du Laboratoire de Police Scientifique de TOULOUSE, nous avaient permis de conclure : « L'exploitation des photographies, basée sur les relevés réalisés par le géomètre-expert M. SOMPAYRAC, nous a permis de mettre en évidence que :
Les volutes de fumées caractéristiques de ce nuage nous ont permis de dater les prises de vues de M. BORDAS mais aussi de les identifier comme prenant leur source à partir de ce cratère.
Suivant les angles de prises de vues avec la position constante du soleil, il fut constaté une variation de l'apparence plus claire des zones périphériques alors que pour le nuage principal, cette apparence ne varie pas. Ce contraste très net est lié au gradient de densité desdites particules composant ce nuage, comme expliqué précédemment. Quant au nuage principal de couleur sombre, il était très dense et opaque au rayonnement solaire. Les couleurs observées ne sont pas liées à la température du nuage. La lumière du soleil a aussi joué un rôle important sur les couleurs aperçues puisque ce nuage ne possédait pas une température suffisamment élevée pour être émissif par lui-même. Ces fumées, globalement roussâtres et/ou ocres, couleurs qui ressortent notamment sur les tirages des photographies de M. PRATS et de M. BORDAS n° 5584, 5585, 5586, sont notamment révélatrices de la présence d'oxydes d'azote produits lors de la décomposition explosive du stockage du nitrate d'ammonium déclassé qui était entreposé dans le hangar 221 de l'usine AZF. - Par ailleurs, en ce qui concerne "l'arbre brûlé" de la SNPE, l'analyse des photographies remises nous a permis de retenir qu'il n'avait pas été sollicité par un flux thermique ou une réaction explosive productrice de chaleur, ayant eu lieu à proximité. » M. SOMPAYRAC, géomètre expert, dans sont rapport joint au nôtre, conformément à l'ordonnance de mission délivrée le 2 juillet 2003 par Monsieur Thierry PERRIQUET, Magistrat Instructeur, résumait dans sa conclusion : « Les données transmises par Météo France sont cohérentes au regard des informations collectées sur les quatre photographies exploitées, aussi bien en ce qui concerne la vitesse que la direction du vent. Le nuage observé se trouve toujours à plus de 120 m à l’Ouest du cratère AZF. L’analyse de la photographie n° 5588 de M. BORDAS et la photographie T+99.5s de M. TIRAT nous permet de déduire que :
La première photographie n° 5584 de M. BORDAS présente seulement un nuage, les volutes de fumées correspondant aux points 1 et 2 n’apparaissent pas. Comme démontré précédemment, cette photographie a été prise 55 secondes environ après l’explosion. Ainsi les volutes de fumées (point 1 et 2, visibles sur la deuxième photographie de M. TIRAT et sur la deuxième photographie de M. BORDAS) sont apparus dans l’intervalle 55 s et 100 s après l’explosion et proviennent du centre du cratère. » Sur cet aspect des fumées, nous apportons une précision sur leur culmination maximale, pour répondre à M. HODIN qui indique en pages 12 et 13 dans son rapport final (D6508) : « L’inversion de température délimitant les basses couches se situait à 776 m. La rotation du vent en altitude, liée aux propriétés de la couche limite atmosphérique, a conduit à une orientation progressive depuis des vents d’Est-Sud-Est au sol jusqu’à des vents d’Est à environ 200 m de hauteur. » « Dans l’étude des fumées réalisée par M. VAN SCHENDEL, il apparaît que la seule vitesse de vent considérée pour démontrer l’unicité des panaches est celle prise à 10 m de hauteur (6,6 m/s) comme le montre le tableau en annexe fourni par Météo France et qu’il n’a ainsi pas été tenu compte de la variation de vitesse et de direction de vent avec l’altitude. » « En conclusion, nous estimons que les arguments développés dans le rapport d’expertise de M. VAN SCHENDEL n’apportent pas à eux seuls la démonstration scientifiquement irréfutable de l’existence d’un seul panache de fumées pour les raisons suivantes, qui vont entacher les résultats d’une forte incertitude :
Les fumées n’ont pas dépassé l’altitude de 776 m, qui était ce jour là l’altitude d’inversion de température délimitant les basses couches de la couche limite atmosphérique. En fait, au-dessus de cette hauteur, le vent n’a pas la même direction ni la même force. Nous devons préciser que dès le début de nos opérations, nous avions eu connaissance par Météo France de cette altitude de 776 m, connaissant par expérience les caractéristiques du vent d’Autan très particulier de la région toulousaine et aussi les bases de la physique de l’atmosphère. Nous savions que la hauteur maximum des fumées n’avait pas dépassé, et de loin, cette altitude. Comme la hauteur de ces fumées a culminé entre 400 et 500 mètres maximum, l’observation faite par M. HODIN est inopportune et devient obsolète. En ce qui concerne la phase ascensionnelle du panache, les particules en suspension constituant le nuage, de très petite taille, se sont refroidies dès qu’elles sont sorties de la boule de chaleur mesurant environ 55 mètres de rayon. Se trouvant toutefois dans un milieu supérieur à la température ambiante, ces fumées ont pu s’élever mais avec une vitesse moins rapide qu’au début. Comme au sol la source thermique émettrice n’a pas persisté, du fait de la rapidité de la réaction, ces fumées n’ont pas pu atteindre en toute logique l’altitude de couche d’inversion atmosphérique, ce que nous avons constaté lors d’incendies d’envergure sur lesquels nous avons travaillé comme experts. Le phénomène de convection thermique, car ce phénomène a existé, ne peut pas être comparé à celui qui résulte d’une source de chaleur qui persiste longtemps comme un incendie. Par contre, l’impulsion du départ de la réaction a été tellement puissante que les fumées se sont globalement élevées à la verticale avec une grande vélocité. Ensuite, leur déplacement horizontal s’est déroulé dans le sens du vent d’Autan. Nous confirmons que ces fumées ont été produites par l’explosion du nitrate d’ammonium entreposé dans le bâtiment 221, ce qui est en cohérence avec nos travaux conduits par ailleurs. Ces fumées ne proviennent pas de la SNPE.
La réaction de détonation a produit des gaz très chauds et formé une boule de chaleur de l’ordre de 55 mètres de rayon, d’après les travaux de J.M. BRUSTET, objet de son rapport en date du 9 mai 2006. La température de ce volume a été évaluée à 700°K. Au cœur de la réaction de détonation, la température a été de l’ordre de 1700°K. Ce volume de chaleur serait sphérique si l’édifice explosif l’était. Il a persisté plusieurs secondes. A notre avis, cette source de chaleur a suivi l’onde de détonation en se projetant vers l’Ouest. C’est pour cela que les trois véhicules de tourisme stationnés sur le parking entre le bâtiment I0 et le hangar 221, à 50 mètres environ du cratère, ont été touchés par ce rayonnement thermique, alors que côté Nord-Est, l’arrière du camion semi-remorque de 38 tonnes, retrouvé plus près sur la contre pente du cratère, ne l’est pas. C’est cette source de chaleur qui est à l’origine de l’initiation de papiers, de colles, de pièces de bois de fine épaisseur ayant entraîné la mise à feu des palettes stockées dans le bâtiment 224. Ces palettes se trouvaient à une cinquantaine de mètres du cratère.
Les dégâts matériels sur le site AZF et dans le voisinage, décrits dans les paragraphes 3.3.1 et 3.3.2 ont été causés par les effets mécaniques accompagnant l’onde de choc aérienne résultant de l’explosion du bâtiment 221.
Nous rappelons que l’heure origine T0 de l'explosion, enregistrée le 21 septembre 2001 déterminée par le CEA, est comprise entre 08h17mn55.44 s et 08h17mn55.47s. En ce qui concerne les datations des événements électriques, les experts en électricité Paul ROBERT et Pierre MARY ont exploité ce que les divers matériels, propriété de l'AZF, de DEGS, du RTE et de la SNCF, avaient enregistré. Leur démarche et les calculs sont expliqués dans leur rapport définitif du 29 juillet 2005 (D6265 à D6280). Ces organismes et sociétés ont transmis les datations des événements apparus sur leurs réseaux respectifs le jour de la catastrophe :
Ces experts ont relevé des différences importantes dans les temps, du fait des dérives et des mises à l'heure faites manuellement, hormis pour le RTE. C'est par les datations RTE (consignateur d'état calé sur le temps universel toutes les 10 ms) et AZF par l’exploitation des temps relatifs relevés, qu'ils ont pu parvenir à dater certains événements. 5.6.1 Cas de l'AZFLa datation que ces experts ont pu établir, a été déterminée par deux approches différentes. C'est ainsi qu’ils indiquent que le premier événement électrique apparaissant sur le site AZF se situe à : 08h17mn55.514s – première méthode 08h17mn55.524s – deuxième méthode Les travaux aboutissant à ces résultats, il faut le souligner, furent réalisés en tenant compte des approches faites par M. MEUNIER, Professeur de l'Ecole Supérieure d'électricité mandaté par Grande Paroisse (D4879) et par M. ODDI d'EDF, tel que cela ressort du rapport des experts : "Note : M. MEUNIER, M. ODDI et nous même trouvons, selon le tableau ci-dessous, des écarts de temps comparables. Les légères divergences proviennent du fait que les temps de réponse des appareils ont ou n'ont pas été pris en compte ou estimés. Ces comparaisons confirment, à l'issue de cette remarque n° 1, avec une approximation suffisante les datations (1) ou (2) que nous retiendrons pour dater le premier événement électrique apparu sur le site d'AZF en tenant compte aussi que nous sommes dans le domaine de la dizaine de millisecondes".
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