Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Deux types de méthodes existent pour quantifier les surpressions d’une explosion de gaz à l’air libre, appelée UVCE (unconfined vapor cloud explosion) : les méthodes dites « simples » et les méthodes CFD (computational fluid dynamics). Les méthodes simples requièrent la connaissance de la surpression maximale d’explosion. La complexité du phénomène rend difficile le choix de cette surpression estimée dans la pratique de manière qualitative. Après quelques rappels sur les explosions, l’article présente la méthode METEOR dont le but est d'estimer de manière univoque la surpression maximale d’un UVCE. Un exemple d’application basé sur l’analyse d’un accident vient illustrer son principe.
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Two types of methods enable assessment of unconfined vapor cloud explosion (UVCE) overpressures: “simple” methods (as the Multi-Energy method) and CFD methods (Computational Fluid Dynamics). Simple methods generally require the knowledge of the maximum explosion overpressure generated in the cloud as an input. The complexity of the phenomenon makes the choice of this overpressure difficult. In practice, it's estimated qualitatively which could lead to inconsistent results. After reminders on explosions, this article presents the METEOR method that aims at estimating coherently an univocal maximum UVCE overpressure. An example based on the analysis of an accident illustrates its principle.
Auteur(s)
-
Lydia OUERDANE : Ingénieur en sécurité industrielle – Spécialiste en phénomènes dangereux - Département Expertise & Modélisation, TechnipFMC, Paris La Défense, France
INTRODUCTION
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.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
explosion | UVCE | Overpressure | Multi-Energy Method | Univocality
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Présentation
Conclusion
En anglais
4. Exemple d’application à un cas d’accidentologie : Texas City, USA, 2005
4.1 Présentation de l’accident de Texas City : UVCE dans une unité d’isomérisation
Le 23 mars 2005, le surremplissage d’une colonne de séparation dans l’unité d’isomérisation (figure 18) de la raffinerie de Texas City a conduit à relâcher environ 18 800 kg d’une coupe C5-C6 (Pentane – Hexane) qui s’est évaporée pour former un nuage de gaz inflammable. Le nuage de gaz de 18 600 m² d’emprise au sol avec une longueur maximale de 200 m, s’est dispersé et a recouvert en partie l’unité, comme le montre la figure 19. Une explosion s’est alors produite. Quatre potentielles sources d’inflammation sont étudiées. La source retenue est un camion qui se situait à l’extrémité nord de l’unité d’isomérisation (figure 17). L’expertise de l’accident relève une durée d’explosion de 4 s.
Le bilan humain s’élève à 15 morts et 180 blessés. L’explosion a détruit une partie de l’unité ainsi que les préfabriqués situés à une centaine de mètres (figures 15 et 16). Les dégâts dus à l’explosion ont été observés jusqu’à une distance de 1,2 km à l’extérieur du site.
HAUT DE PAGE4.2 Résultats de l’investigation de l’accident
Des investigations de l’accident de Texas City ont été menées par le CSB pour estimer les niveaux de surpression générés par l’explosion.
L’analyse de l’accident a conduit à réaliser...
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Exemple d’application à un cas d’accidentologie : Texas City, USA, 2005
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - JOHNSON (D.M.) - Characteristics of the Vapour Cloud Explosion Incident at the IOC Terminal in Jaipur. - 29th October 2009. GL Noble Denton, Report Number : 11510 (2011).
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(3) - MOUILLEAU (Y.), LECHAUDEL (J.F.) - Guide des méthodes d’évaluation des effets d’une explosion de gaz à l’air libre. - INERIS DRA – YMo/YMo – 1999 – 20433 (1999).
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(4) - DAUBECH (J.) - Formalisation du savoir et des outils dans le domaine des risques majeurs (EAT-DRA-76) – Omega UVCE – Les explosions non confinées de gaz et de vapeurs. - INERIS-DRA-16-133610-06190A (2016).
-
(5) - PETIT (J.M.), POYARD (J.L.) - Les mélanges explosifs – Partie 1 : gaz et vapeurs. - INRS, ED 911 (2004).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Risque d’explosion de gaz – Inflammabilité des gaz et des vapeurs.
-
Comparaison CFD-multi-énergie pour la modélisation des explosions.
-
Études des dangers : mesures de maîtrise des risques (barrières).
FLACS® – Flame Acceleration Simulator.
Gexcon AS Fantoftvegen 38 N-5892 Bergen, Norvège
HAUT DE PAGE
ARIA (analyse, recherche et information sur les accidents)
Base de données de l’accidentologie industrielle et technologique
https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/
CSB – CSB Safety Video : « Anatomy of a disaster – Explosion at BP Texas City Refinery »
HAUT DE PAGE
Journée d’information sur le thème « Maîtrise du risque d’explosion ». Département Expertise & Modélisation, TechnipFMC Centre de Paris, 5 juin 2018 à Vaux-en-Velin.
Journée technique VCE / (U)VCE (Unconfined) Vapour Cloud Explosion. TOTAL–INERIS, 5 avril 2019 à Bougival.
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