Présentation
Auteur(s)
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Jean-Louis GUSTIN : Consultant en sécurité des procédés chez Rodhia-Rhoditech
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’étude et la prévention des explosions en phase condensée est un sujet très vaste. Cet article concerne le risque d’explosion en phase condensée tel qu’il se présente dans l’industrie chimique et parachimique, en incluant les problèmes de stockage de matières réactives, mais pas dans l’industrie agroalimentaire, nucléaire ou l’industrie des explosifs qui ont une problématique très particulière. Il a pour objectif d’exposer les connaissances pouvant contribuer à l’amélioration de la sécurité dans l’industrie en insistant sur les méthodes d’évaluation et de prédiction du risque d’explosion et sur les méthodes expérimentales mises en œuvre. Ce phénomène d’explosion en phase condensée est également désigné par les expressions : explosion thermique, emballement thermique ou emballement de réaction suivant les circonstances dans lesquelles il intervient.
La protection des appareils par évents pour le contrôle des emballements de réaction n’est pas abordée dans cet article. Très développées aux États-Unis, les méthodes du DIERS (Design Institute for Emergency Relief Systems) pour le dimensionnement d’évents sont peu employées en Europe, mais sont suscep-tibles de se développer par suite de l’évolution des réglementations.
Dans cet article seront développées successivement :
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les méthodes d’évaluation et de prédiction du risque d’emballement thermique ;
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les méthodes expérimentales d’étude du risque d’emballement thermique ;
-
la méthodologie suivie dans les études d’un tel risque et le traitement des résultats expérimentaux.
Enfin, on a cherché à dégager les causes générales des accidents et à indiquer les moyens de prévention et de protection pouvant être mis en œuvre.
Pour une présentation différente de cet article, en anglais, se reporter aux références bibliographiques et .
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Causes des emballements thermiques5. Méthodologie pour l’étude expérimentale du risque d’emballement thermique
5.1 Démarche proposée
-
Première étape
La caractérisation du comportement cinétique de la réaction ou de la décomposition se fait essentiellement par des techniques isothermes de screening.
La caractérisation du comportement du système, en ce qui concerne la cinétique et la pressurisation se fait à l’aide de mesures en autoclave ou dans des appareils pseudo-adiabatiques. Ces examens permettent de classer le comportement du système en ce qui concerne la cinétique et la pressurisation dans les catégories suivantes (figure 18).
Pour le comportement cinétique :
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réaction d’Arrhénius d’ordre n ;
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réaction autocatalytique ;
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polymérisation radicalaire en chaînes.
Pour la nature de la pressurisation :
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système à forte pression de vapeur ;
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système hybride ;
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réaction produisant des gaz incondensables.
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On peut formuler les remarques suivantes :
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les polymérisations radicalaires en chaînes sont généralement des systèmes à forte pression de vapeur jusqu’à ce que les polymères se décomposent ;
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les réactions où la pression est uniquement due à la production de gaz incondensables sont rares. On les rencontre dans le cas de la décomposition de solides.
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Deuxième étape
Il s’agit de l’obtention des informations expérimentales nécessaires en fonction du comportement cinétique du système et du type de pressurisation. Ces informations sont décrites dans le tableau 1.
Même si on ne souhaite pas dimensionner un évent, les informations les plus significatives sont celles qui servent au dimensionnement des évents.
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Troisième étape
Si l’étude préliminaire ou l’étude expérimentale du risque d’emballement thermique montre l’existence de réactions exothermiques violentes, il est nécessaire de poursuivre l’étude expérimentale pour repérer les réactions susceptibles de se propager (figure ...
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