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Chapitre 1 : Définition et notion élémentaire I. Introduction RISQUE RISQUE EXPLOSION RISQUE INCENDIE RISQUE TOXICOLOGIQUE RISQUE CHIMIQUE Exemple : Butane.

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1 Chapitre 1 : Définition et notion élémentaire I. Introduction RISQUE RISQUE EXPLOSION RISQUE INCENDIE RISQUE TOXICOLOGIQUE RISQUE CHIMIQUE Exemple : Butane et Propane : utilisé comme source dénergie pourtant source dexplosion. Cyclohexane : solvant très utilisé mais très explosif. Il est donc important de connaître les risques liés aux produits afin de mettre en place des actions de prévention Fabrication, stockage, manipulation, utilisation… Produits chimiques SOURCE DE DANGER ACCIDENT ! On distingue : = évènement potentiellement possible= évènement réalisé

2 II. Risque dexplosion ! EXPLOSION = combustion vive, libérant rapidement une quantité importante dénergie et de matière(gaz à Hte P° et Hte t°). Front de flamme se déplaçant vers le mélange frais à une vitesse vff Gaz brûlés surP° P>1atm sol Étincelle, source dénergie Une explosion commence par une déflagration (vff=1m/s) et peut donner suite à une détonation (vff=2500m/s). explosionSurpression La surP° dépend de : nature et quantité dexplosif; degré de confinement (gaz produit ne peuvent se dégager, blocage); la distance à la source dexplosion. Onde de choc destructrice Dommages : humain et matériel. Principales nuisances des explosions Chaleur et incendie local Cratère et destruction locale Effet de souffle, destruction à distance Projection éclats, débris incendiaire Amorçage sur dautres substances explosives

3 Il existe différents types dexplosion : Explosion de gaz Explosion de poussière Explosion confinée mélange explosif qui séchappe et diffuse jusquà un point dallumage plus elles sont fines, plus elles se comportent comme des gaz réservoir, canalisation…les surP° sont très importante (=danger) B L E V E (boiling liquid expanding vapor explosion) Explosion due aux vapeurs en explosion dun liquide en ébullition Une BLEVE peut être générée par : 1 incendie dans un stock de gaz inflammable liquéfié sous pression (GPL…) 2 échauffement des parois du récipient de stockage => vaporisation du gaz liquéfié 3 coefficient déchange thermique extrêmement différents (paroi/gaz ou paroi/liquide) 2 et 3 augmentation de la P° dans le réservoirs et affaiblissement des propriétés mécaniques du réservoir Rupture en forme de pétale du réservoir Le contenu séchappe Gaz à haute P° Liquide aspiré par gaz sortant si source de chaleur => FORMATION BOULE DE FEU BLEVE

4 III. Phénomènes chimiques mis en jeu EVAPORATION = état liquide vers état gazeux 2 formes dévaporation : à la surface du liquide et à toutes les T° ébullition en profondeur(condition de T° et de P°) : formation de bulle de gaz notamment sur les parois du récipient. 2 cas dévaporation : En récipient ouvert :En récipient fermé : Les molécules ayant une NRJ suffisante(=mol chaude)proche de la surface du liquide vont passer en phase gazeuse.(si la T° baisse : diminution importante de lévaporation). Les molécules qui séchappent du liquide sont piégées dans le volume gazeux au-dessus du liquide. Phase gazeuse Phase liquide

5 Régime stationnaire = « à léquilibre » Équilibre entre les mol. qui partent et celle qui arrivent. Latmosphère est dit saturée en gaz. A cet état on définie la PVS (la P° de vapeur saturante). La PVS dépend de la nature du liquide et de sa T°. Plus la PVS est forte et plus le liquide est volatile. Il existe ainsi des courbes de PVS en fonction de la T° et permettent de caractériser les liquides. Ces courbes sont fondamentales en sécurité : domaine dexplosion… PVS x V = n x R x T En récipient ouvert :En récipient fermé : EBULITION : si PxV=Pext Lébullition est un phénomène dévaporation à lintérieure dun liquide par la formation de bulle de gaz dans le liquide. Les bulles grossissent car les mol. chaudes dans le liquide sévaporent à lintérieure de ces bulles et la P° dans ces bulles(PVS) est > à Patm. Si Patm>PVS ces bulles ne peuvent se former et donc lébullition ne peut avoir lieu. La Tdébullition dun liquide dépend de la Pext. On a un phénomène dévaporation mais jamais débullition car dans ce cas la PVS reste tjs < à Patm (P° du gaz piégé au-dessus du liquide). Pext ne cesse daugmenter avec lévaporation du liquide jusquà léventuelle explosion…BLEVE Diagramme de changement détat Ils permettent de déterminer dans quel état se trouve 1 corps pur (condition de P° et de T°), ou de prévoir les effets dune modification de ces conditions. Les coordonnées sont la P° et la T°. Point critique (Pc/Tc) : pt qui limite le changement détat liquide/gaz. Au-delà de Tc le liquide nexiste plus qlq soit la P° : phase gazeuse permanente! (P>Pc = fluide hypercritique, apparence d1 fluide ss liaison intermoléculaire). Point triple : point où les 3 phases coexistent en équilibre. Conséquence du diagramme(eau) : si P° augmente alors Tébu augmente(cocotte minute) ceci explique quon a pas débullition en récipient fermé. Si P° diminue alors Tébu diminue(montagne : everest, Tébu=40°C).

6 Chapitre 2 : Différents types de fuites I. Introduction Produit confiné (liquide ou gaz) = réservoir ou canalisation sous pression RUPTURE Fuite dans la brèche Gaz Gaz liquéfié sous P° NUAGE DE GAZ liquide Gaz liquéfié réfrigéré à Patm Fuite liquide, flaque, évaporation…

7 EVAPORATION FUITE DE GAZ aérosol LIQUIDE GAZ FLAQUE Gouttelette Processus mis en jeu : II. Fuite alimenté en phase gazeuse Fuite sur 1 réservoir ou 1 conduite alimentée en gaz. La P° du gaz dans la conduite ou le réservoir est notée P1 et est constante. P1 = P° effective + Patm Patm = 1,013x10*5 Pa III. Fuite non alimenté en phase gazeuse uniquement Pas dalimentation…la pression P1 va diminuer au cours du temps. IV. Fuite de liquide sous pression Dans ce cas la fuite peut se produire sous 2 formes différentes : 1 GAZ :fuite en phase gazeuse avec 1 gaz ss P° liquéfié Compression d1 gaz => augmentation de P° et de T°. Quand il y a la fuite, la P° interne va chuter jusquà Patm; chute de P° => vaporisation du liquide et diminution de la T° jusquà la Tdébu à Pa. 2 Liquide(monophasique) ou liquide+aérosol(diphasique) : approche diphasique(cas le + complexe) Différents paramètres sont à évaluer : débit de fuite (phase liquide et régime biphasique), débit liquide alimentant la flaque, expansion de la flaque et son taux de vaporisation, quantité daérosol et le flash thermodynamique. Flash thermo. = liquide en surchauffe qui est brutalement détendue à Patm. Vaporisation d1 partie du liquide Formation daérosol + bouillonnement violent (vapeur)

8 Chapitre 3 : Explosion I. Définition concernant linflammation et lexplosion Limite dinflammabilité ou dexplosibilité : Limite inférieur (LIE ou LII) : [c] minimale en V° dans le mélange au dessus de laquelle il peut senflammer ou exploser, au contact d1 source dNRJ. Limite supérieure(LSE ou LSI) : [c] maximale en V° dans le mélange au dessous de laquelle il peut senflammer ou exploser, au contact d1 source dNRJ. La LIE et la LES limitent donc le domaine dexplosivité de chaque gaz : en dehors de ce domaine de [c] le mélange est trop pauvre ou trop riche en combustible pour être inflammable et exploser. La température dauto-inflammation : T° minimale à laquelle le mélange senflamme spontanément en présence d1 source dNRJ (si proportion convenable : LII<…

9 II. Généralité sur les explosions Explosion = libération dNRJ suffisante pour générer une onde de P°(onde de choc). Diminution de londe de choc lorsque la distance à la source augmente, londe dépend du combustible. LNRJ libéré par lexplosion est ramenée à 1 masse de TNT équivalente m TNT = R exp x E p / E TNT x m p Masse produit en kg NRJ libérée / 1 kg de TNT : 4680 J/kg NRJ libérée / 1 kg de produit Rendement de lexplosion (o<…<1) Masse TNT en kg On peut calculer la valeur de la surP° : La surP° est obtenue par labaque de Lannay en fonction de la distance réduite : Z = r / (m TNT )* 1/3 Distance réduite en m.kg*-1/3 Distance du centre de lexplosion en m On utilise ensuite labaque(lecture) pour estimer la surP° et ses effets. Si(à r constant) : mTNT augmente => Z diminue => delta P° augmente mTNT diminue => Z augmente => delta P° diminue

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