Guide des techniques des industries de procédé
Le B.L.E.V.E. (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) désigne un type d'explosion pouvant survenir:
- sur des réservoirs contenant des liquides (aussi bien de l'eau que du propane ou autre),
- sous pression
- à une température supérieure à une limite de surchauffe
qui, suite à une décompression rapide (par rupture du réservoir par exemple), sont le siège d'une ébullition extrêmement violente avec expansion de la vapeur formée.
Au cours de la détente, il se forme dans tout le volume de liquide, des bulles de gaz, et si la température est suffisante, le gaz libéré entraîne avec lui la totalité du liquide restant.
Cette explosion génère une onde de souffle destructrice.
Si le liquide est un gaz combustible liquéfié, le produit s'enflamme en produisant une importante boule de feu.
Depuis 1945 on recense près de 150 accident de ce type ayant fait près de 1000 morts.
Les accidents les plus fréquents mettent en jeu:
- des réservoirs de stockage entourés de flammes
- des citernes routières ou ferrovières accidentées
- des chaudières
Lorsque le réservoir est plein de liquide, les transferts thermiques vers le liquide sont suffisants pour que la température de la paroie reste dans des limites acceptables, même en cas d'incendie.
Si une surface non mouillée du réservoir vient à être soumise à la flamme, la température du métal peut atteindre une température excessive entraînant la rupture de l'enveloppe.
Les causes peuvent être:
- un jet enflammé léchant la paroie du réservoir au dessus du niveau liquide
- l'abaissement du niveau liquide dans le réservoir suite à une fuite ou à l'ouverture des soupapes
Mais la rupture de l'enveloppe du réservoir peut avoir des cause purement mécaniques telles que:
- impact d'un projectile
- pression excessive avec rupture d'un cordon de soudure
- excès de pression par surremplissage ou défaillance de la soupape de sécurité
Le BLEVE peut être prévenu:
en évitant la perte violente de confinement par:
- un renforcement de la structure du réservoir
- une fiabilisation de la soupape de sécurité
- une bonne maîtrise du remplissage
en limitant l'échauffement du réservoir par:
- un film d'eau ruisselant sur la paroie
- un revêtement isolant thermique
- une mise sous talus
- un aménagement du sol sous le réservoir qui éloigne le liquide inflammable (cuvette de rétention déportée)
- un dimensionnement approprié de la soupape de sécurité pour qu'elle assure une lente dépressurisation du réservoir, à une pression qui maintienne le liquide au dessous de sa température limite de surchauffe.
=========================================== masse(t) 0,1 1 10 100 1000 ----------- ----- ----- ----- ----- ----- durée (sec) 3 5 10 15 30 ===========================================
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Tre Press
Nature Ebull. TLS à TLS
°C °C bars
-------- ----- ----- -----
Ammoniac -33 83 43,5
Dioxyde de carbone -79 -6 25,5
Eau 100 280 62,6
Propane -42 53 18,4
Butane -1 105 16,7
Ethylène -104 -24 22,4
Propylène -48 52 21,4
Isobutène 95 17
Butadiène -4 104 18,7
Cyclohexane 81 220 18,0
Diméthyl éther -24 78 21,1
Acide chlorhydrique -85 11 34,7
Chlorure de méthyle -29 95 30
Chlorure de vinyle 105 25
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Produit TLS %vap kg TNT
°C àTLS /m3
-------------------- --- ---- ------
Ammoniac 83 40 13
Dioxyde de carbone -6 34 5
Eau 280 36 26
Propane 53 52 6
Butane 105 58 6
Ethylène -24 51 6
Propylène 52 51 6
Isobutène 95 66
Butadiène 104 54 6
Cyclohexane 220 61 6
Diméthyl éther 78 51 11
Acide chlorhydrique 11 41 12
Chlorure de méthyle 95 49
Chlorure de vinyle 105 57
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surpression en mbars
----------------------------
kg combust. distance de l'explosion (m)
(kg TNT) 10 40 100 400 1000
---------- ---- ---- ---- ---- ----
1 140 30
10 450 65 25
100 170 60 15
1000 600 140 30
10000 450 65 25
========================================
========================================
Pression Dommages provoqués
mbars
-------- ------------------------------
3 Bruit fort
10 Bris de vitres
20 Distance de sécurité:
propulsion de projectiles
possibles
70 Démolition partielle des
maisons
140 Effondrement partiel des murs
et des toits des maisons
200-300 Rupture des réservoirs de
pétrole
500 Les wagons chargés sont
renversés
700-3000 Destruction totale des
bâtiments
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Le volume de la boule de feu est approximativement proportionnel à la masse de produit en feu.
======================================== masse(t) 0,1 1 10 100 1000 -------- ----- ----- ----- ----- ----- diam (m) 30 60 130 280 600 ========================================
Le rayonnement reçu par une construction ou une personne dépend:
- du rayonnement émis à la surface de la boule de feu
- de la taille de la boule de feu
- du pouvoir de transmission du rayonnement par l'air
- de la distance à la boule de feu
Il est admis que le rayonnement émis par la surface est de 200kW/m2 mais peut varier dans une grande proportion (50 à 400kW/m2).
Le pouvoir de transmission de l'air dépend de sa teneur en eau. On considèrera une humidité relative de 70%.
======================================== Diam Rayonnement reçu (kW/m2) de la -------------------------- boule Distance du centre de la boule (m) 100m 400m 1000m 2000m ----- ------ ------ ------ ------ 10 0,4 0,02 0,003 40 6 0,3 0,05 100 40 2 0,3 0,08 400 36 5 1,3 ========================================
========================================
Flux Effet
kW/m2
----- ----------------------------------
0,7 Coup de soleil
1 Rayonnement solaire en zone
tropicale
1,5 Limite d'exposition continue pour
des personnes normalement
habillées
2,9 Seuil létal pour 120sec
5 Des cloques apparaissent en 30sec
pour des personnes normalement
habillées
8 Début de la combustion spontanée
du bois et des peintures.
Intervention avec tenue ignifuge.
12 Les réservoirs doivent être
arrosés pour éviter la propagation
du feu
20 Le béton résiste plusieurs heures
27 Le bois s'enflamme spontanément en
5 à 15mn
36 Le feu se propage à des réservoirs
arrosés
200 Ruine du béton en quelques
dizaines de mn par éclatement
interne
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Energie Effets physiologiques
kJ/m2
------- --------------------------------
65 Rougissement de la peau/douleurs
125 Brûlures du 1er degré
200 Cloques sous la peau
250 Brûlures du 2ème degré
300 Sévères brûlures et mort
possible
375 Brûlures du 3ème degré
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