Évaluation univoque de la surpression d’une explosion de gaz

Dans le cadre d’un projet industriel, une évaluation du risque d’explosion de gaz à l’air libre (UVCE – unconfined vapor cloud explosion) est réalisée pour analyser les conséquences sur l’homme et définir les contraintes de dimensionnement des installations et/ou des équipements. Différentes approches ou méthodes peuvent être utilisées allant de méthodes dites « simples » et rapides d’utilisation (méthode Multi-Énergie par exemple) à des approches plus complexes de type CFD (computational fluid dynamics).

En pratique, la méthode Multi-Énergie s’est imposée comme l’une des méthodes de référence pour modéliser les explosions de gaz. Elle évalue de manière « simple » les conséquences potentielles d’une explosion de gaz en milieu non confiné. Néanmoins, elle nécessite de fixer, en tant que donnée d’entrée, la surpression maximale générée par l’explosion. À ce jour, il n’existe pas de méthode pratique pour définir cette surpression de façon univoque. Des outils de modélisation CFD peuvent permettre d’évaluer précisément un profil de surpression. Cependant, leur mise en œuvre se révèle assez lourde.

Une méthode, nommée METEOR (method to evaluate overpressure), d’aide à la décision de la surpression maximale d’explosion dans des unités industrielles a été développée pour aider l’analyste à fixer la surpression maximale générée par l’explosion. Il s’agit d’une méthode intermédiaire située entre l’utilisation de méthodes dites « simples » sur le principe mais difficile à mettre en œuvre en pratique (GAME, etc.) et la CFD.

Elle repose sur des calculs d’explosion CFD, l’analyse d’essais et d’accidentologies, sur certaines méthodologies semi-empiriques (GAME, CAM, etc.) et sur des avis d’experts.

La méthode a pour but de permettre une évaluation cohérente et univoque des niveaux de surpression d’explosion à retenir pour l’application de la méthode Multi-Énergie. Elle peut être mise en œuvre aussi bien dans des analyses de risques réglementaires (par exemple dans le cadre des études de dangers (EDD) demandées par la réglementation française) mais aussi sur des projets d’ingénierie.

Cet article présente le principe et les différentes étapes de la méthode METEOR. Préalablement, le contexte de quantification des effets d’une explosion de gaz et les limites des méthodes actuelles pour évaluer la surpression maximale dans le nuage explosible sont rappelées. Un exemple d’application fondé sur un cas d’accidentologie et la comparaison aux résultats d’investigation associés à ce dernier viennent ensuite illustrer l’utilisation de la méthode.