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Auteur(s)
-
Jean-Louis GUSTIN : Consultant en sécurité des procédés chez Rodhia-Rhoditech
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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 :
-
les méthodes d’évaluation et de prédiction du risque d’emballement thermique ;
-
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 thermiques
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5. 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 :
-
réaction d’Arrhénius d’ordre n ;
-
réaction autocatalytique ;
-
polymérisation radicalaire en chaînes.
Pour la nature de la pressurisation :
-
système à forte pression de vapeur ;
-
système hybride ;
-
réaction produisant des gaz incondensables.
On peut formuler les remarques suivantes :
-
les polymérisations radicalaires en chaînes sont généralement des systèmes à forte pression de vapeur jusqu’à ce que les polymères se décomposent ;
-
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.
-
-
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...
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Méthodologie pour l’étude expérimentale du risque d’emballement thermique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GREWER (T.) - Thermal hazards of chemical reactions - . Industrial safety series. 4, Elsevier, 1994.
-
(2) - MEDARD (L.A.) - Accidental explosions - . Halsted Press. John Wiley & Sons, New York, 1989.
-
(3) - MEDARD (L.A.) - Les explosifs occasionnels - . Technique et Documentation, Lavoisier, Paris, 1987.
-
(4) - * - Bretherik’s Handbook of Reactive Chemical Hazards, Butterworths, 1990.
-
(5) - LEUNG (J.C.), FAUSKE (H.K.) - Plant/operations progress - . vol. 6, no 2, p. 78-79, avril 1987.
-
(6) - HOUBEN-WEYL (H.) - Methoden der organischen Chemie - . Ed. Georg Thieme Verlag.
-
(7)...
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1/ Quiz d'entraînement
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2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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