Alors que le nitrate d’ammonium retentit à nouveau dans l’actualité, le souvenir d’AZF et de Saint-Romain-en-Jarez résonne de façon tragique. Et si l’accident de Beyrouth se produisait en France ?

Utilisation du nitrate dans la fabrication d’explosif

Le nitrate d’ammonium (NA) entre dans la composition d’une grande variété d’explosif. Le plus significatif d’entre eux est l’ANFO couramment utilisé dans l’industrie minière. Il est composé principalement de nitrate d’ammonium (entre 89 et 95%) auquel est ajouté non pas de l’explosif, mais un liquide inflammable courant ; le diesel (entre 4 et 7%). De la gomme de guar peut y être ajoutée. 

Dans la composition traditionnelle de la dynamite, la nitroglycérine était mélangée à du kieselguhr. Ce dernier est aujourd’hui remplacé par un mélange de farine de bois ou similaire, et de nitrate d’ammonium, qui augmente la puissance du produit.[1].

On citera aussi des explosifs plus modernes comme les gels et émulsions explosives qui présentent l’avantage d’être peu sensible à l’eau.

Oxydant principalAutre composantExplosif
Nitrate d’ammoniumTrotilPoudre explosive de nitrate d’ammonium
Nitrate d’ammoniumNitroglycérine, poudre de boisDynamite (composition contemporaine)
Nitrate d’ammoniumDieselANFO
Nitrate d’ammoniumEau, Diesel, ÉpaississantGel explosif
Nitrate d’ammoniumEau, Diesel, ÉmulsifiantÉmulsion explosive
Composition de quelques explosifs à base de NA

Pour évaluer la puissance d’une explosion, on utilise souvent la comparaison à un équivalent en TNT. Le facteur d’efficacité relatif du nitrate d’ammonium est de 0,42 et celui de l’ANFO est de 0,80 : cela signifie que s’il faut 1 kg de TNT pour le dynamitage d’un tronc, il faudra 2,38 kg de NA ou 1,25 kg d’ANFO pour obtenir un effet équivalent[2].

Comparaison entre le nitrate d’ammonium minier et agricole

Certes, il existe trois classes de nitrate d’ammonium : ceux destinés aux explosifs, ceux destinés aux engrais et ceux destinés à la chimie. Généralement conditionnées en billes, leurs différences principales proviennent de la porosité ; le nitrate d’ammonium minier (NA-M) est constitué d’une structure externe rugueuse et d’une structure interne présentant des pores reliés les uns aux autres. Au contraire, le nitrate d’ammonium agricole (NA-A) présente une structure externe plus lisse et des pores peu reliés. Ceci s’explique par le procédé de fabrication où le NA-M est chauffé plus longtemps. Cette différence de structure permet une meilleure diffusion du combustible liquide (ex : diesel) dans les billes de NA-M.

En conséquence, Kwok[3] relève une capillarité moindre de 55% à 75% du NA-A par rapport au NA-M. Cependant, elle révèle aussi que lorsqu’il est soumis à une température de 60°C, cette capillarité augmente de 70%. Cette variation s’explique par la réorganisation des cristaux de nitrate d’ammonium en fonction de la température, notamment passé 32°C. Compte tenu du climat en France, il est fort probable que cette température soit dépassée conduisant à un rapprochement de la capillarité entre le nitrate d’ammonium destiné à un usage agricole et celui destiné à usage minier.

Forme cristallineTempérature (°C)
Vsous -18
IV-80 à +32
III+32 à +84°C
III+84 à +125
I+125 à +169
Liquide+169 et plus
Différentes formes du NA

Exposé durablement à plus de 32°C le nitrate d’ammonium agricole tend à se rapprocher du nitrate d’ammonium servant à la fabrication d’explosif.

Cette sensibilité à la chaleur se retrouve dans les fiches de données de sécurité du produit. À titre d’exemple le groupe CARL ROTH précise que la température de stockage recommandée doit être maintenue entre 15 et 25 °C[4].

Ce changement de phase à 32°C tend à pulvériser la masse de NA qui va à se surface se charger d’eau au contact de l’humidité ambiante. Un film aqueux va se former puis se solidifier en une croute très résistante, rendant le produit impropre à la vente. Pour éviter ce phénomène, les billes sont encapsulées et jusqu’en 1947, de la cire était employée à cette fin. Cette année-là, trois bateaux dont l’Ocean Liberty à Brest[5] explosent. Depuis, le NA est encapsulé avec des produits non organiques. Les fabricants proposent d’autres stratégies pour lutter contre la formation de cette croute comme l’ajout du nitrate de magnésium. Ce dernier a pour effet de supprimer la transition VI→III en agissant sur l’eau au contact des billes.

Cependant, malgré différentes mesures de précaution, le nitrate d’ammonium retrouvé dans le commerce garde cette tendance à créer un film aqueux à sa surface pouvant imprégner les substances organiques comme le papier ou le bois[6].

Le 28 juillet 1947 , l’explosion de l’Ocean Liberty tue 26 personnes et en blesse plus de 500 à Brest. Une vague de 5 m déferle sur les quais, la ville bombardée de projectiles subit d’importants dommages (usine à gaz, dépôts de pétrole en feu, plus de 4000 habitations détruites…). Des vitres auraient été soufflées à 70 km et une ferraille retrouvée à 22 km. De la paraffine et autres matières en fusion auraient coulé sur le nitrate d’ammonium, provoquant sa détonation.

Océan Liberty (base de données ARIA accident N° 14732)

Les faiblesses de la classification du nitrate d’ammonium

La classification du nitrate d’ammonium dans les différents pays est fortement influencée par celle émise par les Nations Unies dans son « Orange Book », une classification en vue d’harmoniser les réglementations du transport des matières dangereuses. Le nitrate d’ammonium y est classé comme explosif s’il est mélangé à plus de 0,2% de matière organique (classe 1 – UN 0222), mais en comburant dans le cas contraire (classe 5.1 – UN1942 & UN2067).  

En effet, pour être classés en tant qu’explosif, trois critères doivent être remplis.

  • Épreuve d’amorçage de la détonation de l’ONU : cette épreuve est utilisée pour déterminer l’aptitude à la détonation d’une matière confinée dans un tube en acier et soumise à l’effet d’un relais détonant. À ce test, le nitrate d’ammonium fragmente la totalité du tube en acier et à ce titre le résultat est considéré comme positif.
Épreuve d’amorçage de la détonation de l’ONU – Recommandation relative au transport des marchandises dangereuses – manuel d’épreuves et de critères – Nations Unies – P37
  • Épreuve de Koenen : cette épreuve sert à déterminer la sensibilité des matières solides et des liquides soumises à l’effet d’un chauffage intense sous fort confinement. Pour ce test, le nitrate d’ammonium explose avec une ouverture de 1 mm ce qui correspond à un résultat positif.
Épreuve de Koenen – Recommandation relative au transport des marchandises dangereuses – manuel d’épreuves et de critères  – Nations Unies – P41
  • Épreuve pression/temps : Cette épreuve sert à déterminer les effets d’une inflammation de la matière sous confinement ; il s’agit de savoir si une inflammation peut causer une déflagration explosive aux pressions qui peuvent être atteintes lorsque les matières sont transportées dans des emballages normaux du commerce. À ce test le nitrate d’ammonium échoue, et pour cause : il n’est pas combustible et donc aucun accroissement de pression ne survient. Ce test n’est absolument pas adapté pour évaluer le caractère explosif d’un comburant qui échouera systématiquement, car le triangle du feu n’est pas complet. Il faudra alors ajouter seulement 0,2% de matière organique pour le test soit validé.
Épreuve pression/temps – Recommandation relative au transport des marchandises dangereuses – manuel d’épreuves et de critères – Nations Unies -P47

À travers ce dernier test et malgré les résultats sans appel des deux premiers, on nie toute possibilité d’un caractère explosif à un comburant. Cela suppose en effet que la matière une fois conditionnée ne peut se mélanger à des matières combustibles. Ceci est complètement hors-sol et va à contre-courant des faits ; on dénombre plus de 60 explosions ayant causé la mort de plus de 2200 personnes[7] [8].

« Il ne peut y avoir aucun doute sur le fait que non seulement le nitrate d’ammonium est une substance explosive, mais qu’en plus elle a été la cause directe de désastre massif comme, par exemple, l’explosion d’ammonitrate qui a démoli Texas City le 16 avril 1947 ».

Babrauskas

La réglementation française est bien armée, mais vise à côté

Les exigences réglementaires françaises sont globalement pertinentes. Elles sont alignées sur les standards les plus reconnus comme la NFPA 400 ou FM-Global, exception faite de l’autorisation de construction des bâtiments de stockage en charpente bois et de la préconisation de mise en place de lances autopropulsives. Concernant cette dernière mesure, notons qu’aucun dimensionnement précis des moyens en eau n’est donné et il est fort à parier que ces derniers soient en réalité notablement sous-dimensionnés.

Cependant, la réglementation française peine à appliquer ces exigences à l’ensemble des produits à risque. À l’image de la classification européenne, la réglementation française distingue les ammonitrates à usage agricole et ceux classés comme explosif :

  • Matière explosive (classe 1 – UN 0222) : Les produits explosifs tels le NA contenant plus de 0,2% de matière organique sont régit par la rubrique 4210[9] (fabrication conditionnement) et 4220[10] (stockage). À partir de 100 kg de matière, la réglementation impose diverses mesures contraignantes parmi lesquels des mesures constructives et l’identification de différentes zones d’effets. À noter que ces exigences sont génériques pour l’ensemble des produits explosifs ; elles préconisent notamment la présence de rétention et n’interdisent pas la présence de cavité dans lesquels le nitrate d’ammonium pourrait s’infiltrer. C’est donc un axe d’amélioration puisque ces éléments augmentent le risque d’explosion dans le cas du nitrate d’ammonium.
  • Matière comburante (classe 5.1 – UN1942 & UN2067) : les ammonitrates destinés à la fertilisation des sols sont régis par la rubrique 4702[11]. À partir de 500 000 kg de matière, la réglementation impose diverses mesures contraignantes et à notre sens tout à fait pertinentes.

La différence de traitement est particulièrement forte et aux vues des constatations précédentes sur le danger des ammonitrates, suscite un fort questionnement. C’est à notre sens dans cette disproportion que se situe le danger. L’accident de Saint-Romain-en-Jarez[12] aurait pourtant dû alerter les autorités. Par ailleurs, ces dispositions ne répondent pas au risque inhérent au transport de la marchandise.

À Saint-Romain-en-Jarez, le jeudi 2 octobre 2003, vers 15 h, un feu se déclare dans le hangar agricole. À 17h12, alors qu’une grande partie du toit du hangar s’est effondrée et que le foyer a baissé en intensité, un chuintement se fait entendre puis une violente explosion se produit sans que les pompiers aient pu percevoir de signe avant-coureur.

Le bilan des victimes fait état de 26 blessés :

18 sapeurs-pompiers, dont 9 blessés graves

3 gendarmes légèrement blessés par l’effet de souffle (troubles auditifs passagers), ils étaient à 50 m environ du lieu de l’explosion,

5 civils légèrement blessés, renversés par l’effet de souffle ou touchés par des projectiles parfois chauds

Cet accident est aggravé par la non-connaissance de la présence d’engrais dans le bâtiment jusqu’à 20h le 2 octobre ; l’arboriculteur ne connaissait probablement pas les dangers liés aux ammonitrates et n’a indiqué aux secours la présence de ces produits (entre 3t et 5t) seulement après qu’un autre agriculteur ait attiré son attention sur ce point. Les services de secours n’étaient pas sensibilisés à ce risque. Ce stockage était réalisé à proximité de matières combustibles dans le hangar (caisses empilées sur plus de 6 m de haut, paille, foin, fruits, matériaux isolants de la chambre froide …).

Explosion de Saint-Romain-en-Jarez (Base de données ARIA accident N° 25669)

Lorsqu’un produit est dangereux, il faut le remplacer par un équivalent plus sûr

C’est en suivant le principe de substitution (ou « alternative safer design ») que les améliorations du niveau de sécurité sont bien souvent réalisées dans l’industrie chimique. En l’occurrence, le nitrate de calcium-ammonium (CAN), également connu sous le nom de nitrocalcaire ou encore l’urée font figure de candidat sérieux. Une autre alternative dans l’air du temps consiste à envisager l’agriculture biologique.

On constate par ailleurs que chez nombre de nos voisins européens, l’usage de nitrate d’ammonium en tant qu’engrais est interdit ou peu rependu dans les usages. À titre indicatif, un florilège des pratiques dans les différents pays européens en 2002 est présent en annexe. Nous soulignons que ces informations datent et peuvent ne pas refléter les exigences en vigueur, la tendance reste cependant à leur renforcement.

Suivre le principe de substitution semble être la seule réponse consistante pour répondre au risque associé au transport du nitrate d’ammonium.

La nature explosive du nitrate d’ammonium est implicitement reconnue

Si la réglementation française peine à prendre des mesures restrictives fortes, la nature explosive du nitrate d’ammonium est reconnue par de plus en plus d’institutions majeures.

Aux États-Unis en 2014, l’Occupational Safey and Healt Administration a étendu ses exigences sur le stockage du nitrate d’ammonium à l’ensemble du nitrate d’ammonium, sous la forme de cristaux, flocons, grains ou billes incluants ceux destinés à l’usage agricole, à l’usage d’explosif, à l’usage technique ainsi qu’aux autres mélanges contant 60% ou plus de NA. Elles s’appliquent aux stockages de plus de 1000 livres (454 kg)[13].

L’Europe n’est pas en reste, depuis le 11 juillet 2019, les engrais à base de nitrate d’ammonium sont ajoutés à la liste des précurseurs d’explosifs faisant l’objet de restriction dès lors qu’ils contiennent plus de 45,7% de NA. Cette décision revient à reconnaitre sans détour le danger inhérent à ce produit.  Ceci implique qu’elle ne pourra pas être mise à la disposition du grand public[14]. Cette décision fait particulièrement sens compte tenu de l’historique de l’usage terroriste de cette substance. Pour mémoire, l’attentat d’Oklahoma City[15] qui a fait 168 morts et plus de 680 blessées a été réalisé en l’utilisant. C’était par ailleurs pour cette même raison que le NA a été interdit en Irlande dès 1972.

En France,  suite à l’explosion de Beyrouth, le ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation a souhaité communiquer sur les dangers du nitrate d’ammonium[16]. L’article constituant par ailleurs une très bonne synthèse de l’approche règlementaire française précise : « le nitrate d’ammonium, même très concentré, n’est pas considéré comme un « explosif » mais seulement comme un explosif occasionnel ». La nuance nous apparait fine, mais elle est explicitée par la suite.  « Une explosion ne peut survenir que dans des conditions particulières, par exemple, quand l’engrais est contaminé par des matières incompatibles». Par matière incompatible, le ministère entend 0,2% de matière organique, comme des poussières de foin par exemple. Tout un chacun ayant déjà visité une installation agricole se doute à quel point ceci est plausible…

Un risque bien présent en France

Aux vues des constatations précédentes, il semble judicieux de se questionner sur la maitrise du risque en France.

« D’après la base Géorisques du gouvernement, il existe 177 installations soumises à autorisation stockant plus de 1250 tonnes de nitrates d’ammonium et 45 sites soumis à enregistrement possédant plus de 500 t en France.

16 sont classées SEVESO seuil haut. Ils stockent plus de 2500 tonnes de nitrates d’ammonium, soit à peu près la quantité qui a été à l’origine de l’explosion dans le port de Beyrouth ».

Paul Poulain

Ces chiffres sont importants, mais ces installations sont bien identifiées, soumises à une réglementation pertinente et des contrôles. Elles cachent cependant une autre réalité. Il est très difficile d’estimer le nombre d’exploitations agricoles possédant un « petit » stockage de nitrate d’ammonium qui, par méconnaissance du danger, peut être disposé à proximité de bottes de foin. Ils représentent autant de bombes agricoles en puissance exposant la vie des services de secours ; services auxquels l’auteur de cet article appartient…

La lecture d’un article du même auteur est complémentaire. Il décrit plus en détail les mécanismes d’une explosion d’ammonitrate et les conséquences sur la stratégie d’intervention pour les services de secours.

Ronan NICOLAS est consultant en sécurité incendie spécialisé dans le risque industriel. Il dirige le bureau d’études ATOSSA. Il est pompier volontaire au sein du CIS d’Auray (56)


[1]Wikipedia – Dynamite

[2] Wikipedia – Facteur d’efficacité relative

[3] KWOK, Q. S. M., KRUUS, P., & JONES, D. E. G. (2004). Wettability of Ammonium Nitrate Prills. Journal of Energetic Materials, 22(3), 127–150.

[4] FDS Ammonium nitrate extra pur >98%, groupe Carl Roth, n° article X988, § 7.2

[5] https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/accident/14732/

[6] Babrauskas V, Leggett D. Thermal decomposition of ammonium nitrate. Fire and Materials. 2019

[7] Babrauskas – Explosions of ammonium nitrate fertilizer in storage or transportation are preventable accidents, Journal of Hazardous Materials 304 (2016) 134–149

[8] Wikipedia – Liste d’explosions accidentelles impliquant du nitrate d’ammonium

[9] https://aida.ineris.fr/consultation_document/29992

[10] https://aida.ineris.fr/consultation_document/29994

[11] https://aida.ineris.fr/consultation_document/30066

[12] https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/fiche_detaillee/25669/

[13] Guidance on the Ammonium Nitrate Storage Requirements in 29 CFR 1910.109(i)

[14] Règlement (UE) n° 2019/1148 du Parlement européen et du Conseil du 20 juin 2019 relatif à la commercialisation et à l’utilisation de précurseurs d’explosifs, modifiant le règlement (CE) n° 1907/2006 et abrogeant le règlement (UE) n° 98/2013, JO L 11 juillet 2019.

[15] Wikipedia – Attentat d’Oklahoma City

[16] https://agriculture.gouv.fr/les-engrais-base-de-nitrate-dammonium-le-stockage-et-les-risques-daccidents

[17]  Wikipedia – Conflit nord-Irlandais

Annexe : Extrait du rapport sommaire du workshop sur la sécurité du nitrate d’ammonium. 30 Janvier au 1 février 2002 – Ispra, Italie.

  • Autriche : (…) L’utilisation de nitrate d’ammonium en tant qu’engrais n’est pas permise.
  • Irlande : Le nitrate d’ammonium est réglementé par « the Explosives Act of 1875 ». Ce dernier couvre la fabrication, le transport et le stockage des substances explosives. Cette loi s’applique uniformément aux substances déclarées par le gouvernement comme explosives, même si elles ne sont techniquement pas vendues comme telles. En 1972, le nitrate d’ammonium à été classifié comme explosif pour des raisons de sécurité, car il pouvait être utilisé pour fabriquer des bombes. Cela se comprend au regard de l’histoire de ce pays[17].
  • Belgique : une quantité de 300 kg de NA est considérée comme dangereuse et nécessite une autorisation des autorités locales. La manutention d’une quantité supérieure à 300 t de NA nécessite un permis du ministre des explosifs. (…) Le test de détonation belge, sans doute plus rigoureux que celui de l’UE, est utilisé pour déterminer la classification du NA avant d’être commercialisé. De plus, la Belgique n’autorise pas la commercialisation du nitrate d’ammonium à des en tant qu’engrais.
  •  Finlande : l’utilisation des engrais à base de nitrate d’ammonium est globalement faible et le nitrate d’ammonium en tant qu’engrais n’est pas utilisé du tout. Un volume considérable de NA est transporté à travers le pays ce qui constitue un enjeu de sécurité.
  • Espagne : l’utilisation du nitrate d’ammonium est largement utilisée en tant qu’engrais (…). Les autorités espagnoles s’efforcent de trouver un équilibre entre leurs préoccupations concernant la qualité et la sécurité des produits importés et l’attente des  agriculteurs qui veulent acheter les engrais à bas prix et sont donc opposés à des mesures strictes. L’Espagne souhaite rendre obligatoire le test de détonation de UE, ce qui impliquerait que les engrais commercialisés en Espagne et contenant une forte proportion de nitrate devraient être accompagnés d’une documentation affichant les résultats de ce test.
  • Suède : (…) Des permis sont nécessaires pour manutentionner le nitrate d’ammonium en quantité supérieure à 10 t et pas plus de 50 t sont autorisées par bâtiment.
  • Angleterre : (…) Une réglementation importante couvre le NA et un dialogue intense entre les autorités nationales et locales est réalisé concernant les distances de sécurités minimales autour des aires de stockage et de manutention du nitrate d’ammonium. Par ailleurs, le stockage dans les zones portuaires est soumis à des exigences particulières pour limiter le risque d’accident. Le Royaume-Uni a produit un guide des bonnes pratiques et ce dernier est utilisé pour fonder les décisions.