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Définition - L'explosion est une réaction brusque d'oxydation ou de décomposition entrainant une élévation de température, de pression ou les deux simultanément - Libération brutale d énergie issue d une Combustion très vive 08/01/20112S. CHEBIRA

Hexagone: six conditions doivent être réunies simultanément pour qu'une explosion soit possible 1.Source d'inflammation 2. Produits en suspension 3. Produits combustibles 4. Confinement 5. Oxygène 6. Domaine d'explosivité EXPLOSION 08/01/20113S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants` Volume de Gaz ou de Vapeur Volume d Air + = Mélange Détonant Une proportion convenable d un gaz ou d une vapeur dans l air créé un mélange susceptible d exploser 08/01/20114S. CHEBIRA

Deux Régimes d Explosion La Déflagration : Vitesse très grande < Vitesse du son (1 à 10 m/s) et les surpressions sont de l'ordre de 4 à 10 bars. La Détonation : Vitesse > Vitesse du son (sup. 1000m/s) et les surpressions (jusquà 49 bars) L'explosion d'un mélange gazeux enflammé peut prendre deux formes: 08/01/20115S. CHEBIRA

Grandeurs caractéristiques de la violence des explosions Pression maximale d'explosion P max ( en fct. du temps jusqu'a une valeur max. liée à la nature et la concentration du gaz) Vitesse d'accroissement de la pression dP/dt max: Le temps mis pour atteindre la pression max est variable selon chaque gaz ou vapeur et selon le volume et la forme ou se déroule l'explosion. 08/01/20116S. CHEBIRA

Causes d Explosion Accumulation de poussières combustibles (dépoussiérage de filtres, nettoyage de silo…) Réactions chimiques (le volume occupé par les gaz produits par la réaction est supérieur au volume des réactifs) Explosifs (gaz combustibles, vapeurs de solvants stockes ou manipules,..) 08/01/20117S. CHEBIRA

causes d Explosion B.L.E.V.E Rupture de l enveloppe des réservoirsB.L.E.V.E Concentrations de gaz et vapeurs combustibles entre La LIE et la LSE 08/01/20118S. CHEBIRA

Les Effets Les Effets induits sont : Dégagement de chaleur Effet de souffle Surpression (Blast …) Lexplosion est parmi les risques les plus importants rencontrés en intervention. 08/01/20119S. CHEBIRA

Les effets sur lhomme Leffet de souffle, ou Blast : la surpression de lair crée des lésions aux tympans et aux poumons. Londe de choc provoque la chute ou la projection des personnes. Projections dobjets ou de débris. Effondrement de la structure (bâtiments, murs). Brûlures dues à la chaleur ou aux flammes. Intoxication par les gaz et les poussières dégagés par lexplosion. Choc psychologique. 08/01/201110S. CHEBIRA

Exemples dexplosions 08/01/201111S. CHEBIRA

Le B.L.E.V.E B B oiling (Ebullition) L L iquid (Liquide) E E xpanding (Dilatation) V V apor (Vapeur) E E xplosion (Explosion) 08/01/201112S. CHEBIRA

Le B.L.E.V.E Mécanisme Mécanisme Détente brusque des vapeurs d un liquide en ébullition entraînant une explosion 08/01/201113S. CHEBIRA

Gaz Liquéfié en ébullition Zone « Fragile » Le B.L.E.V.E Ciel Gazeux : P 08/01/201114S. CHEBIRA

Elévation de la pression Rupture de l enveloppe Mise à l air libre du gaz Vaporisation instantanée Explosion Boule de feu Le B.L.E.V.E 08/01/201115S. CHEBIRA

Le B.L.E.V.E Les Effets produits par un B.L.E.V.E. : Effet Thermique : Boule de Feu Effet de Surpression Effet Missile Impossible de déterminer le moment de survenue de ce phénomène 08/01/201116S. CHEBIRA

Le B.L.E.V.E Quelques Chiffres : - 71 BLEVE dont 19 en Europe depuis Sur les 19 Européens, 2 intéressent des stockages, 17 des citernes de transport 08/01/201117S. CHEBIRA

Le B.L.E.V.E PERIMETRE DE SECURITE A PRIORI : Rayon : m pour un camion citerne - 80 m pour une bouteille de gaz de 25 kg 08/01/201118S. CHEBIRA

Le backdraft (explosion de fumées) Mécanisme Pas d'évacuation de fumées Pas d'apport d'air Accumulation de gaz de pyrolyse et de chaleur Apport soudain d'oxygène Explosion 08/01/201119S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants La concentration, en %, nécessaire pour quun gaz ou une vapeur dans l air créée un mélange détonant est encadrée par 2 valeurs Limites : 0 % 100 %L.I.E.L.S.E. 08/01/201120S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants La limite Inférieure dexplosivité : La L.I.E. d un gaz ou d une vapeur dans l air est la concentration minimale en volume dans le mélange au- dessus de laquelle il peut être enflammé. La limite Supérieure dexplosivité : La L.S.E. d un gaz ou d une vapeur dans l air est la concentration maximale en volume dans le mélange au-dessous de laquelle il peut être enflammé. Définitions : 08/01/201121S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants Exemples : 0 %100 % Concentration de Gaz Zone d Inflammabilité L.I.E.L.S.E. 2,4 %9,3 % 2,5 %81 % Propane Acétylène 08/01/201122S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants La Zone d inflammabilité est la zone la plus Dangereuse La Zone au delà de Zone d inflammabilité est la zone la plus Redoutable : passage obligatoire par une phase entre LIE et LSE lors de la ventilation 08/01/201123S. CHEBIRA

Les Mélanges Détonants Quelques valeurs de Limites : Ces données sont évaluées à température et pression normales. 08/01/201124S. CHEBIRA

Les limites D'inflammabilité de mélanges de gaz et vapeurs inflammables On utilise souvent la loi de Le Chatelier: L= 100 / (P 1 /N 1 +P 2 /N 2 +…P i /N i ) L: Limite inférieure (ou supérieure) du mélange final en % P 1,P 2,…P i : les proportions en % de chacun des gaz combustibles présent dans le mélange N 1,N 2,…N i : sont les limites inférieures (supérieures) de chacun des constituants. 08/01/201125S. CHEBIRA

Exemple : La limite inférieure dinflammabilité dun gaz naturel dont la composition est la suivante : Méthane………….80 % - Limite inférieure…….5,3 % ; Ethane …………...15 % - Limite inférieure…..3,22 % ; Propane ………….4 % - Limite inférieure…..2,37 % ; Butane …………...1 % - Limite inférieure….1,86 % ; L = 100 / (80/5,3 + 15/3,22 + 4/2,37 + 1/1,86) L = 4,55 % 08/01/201126S. CHEBIRA

Les poussières Pour que les poussières explosent, il faut quelles soient combustibles, quelles forment avec l'air un nuage, mélange relativement homogène, de concentration convenable et satisfaisant a certaines conditions. Une source d'inflammation ou l'élévation à une température suffisante induisent, sur les particules d'un tel nuage, des réactions exothermiques. 08/01/201127S. CHEBIRA

Explosion d'un silo à Blaye (Gironde) en /01/201128S. CHEBIRA

Exemples caractéristiques dexplosions en milieu de travail Explosion à bord dun pétrolier, après déchargement de brut, dont les panneaux étaient ouverts ; inflammation par la foudre (6 mort, 5 blesses) ; Explosion dun fût vide ayant contenu des hydrocarbures lors de son découpage au chalumeau. 2morts. Les explosions de vapeurs dessence automobile lors de ravitaillement dans les stations de distributions ne sont pas exceptionnelles. Linflammation peut être due à une imprudence de fumeur. Dans une cuve enterrée ayant contenu des déchets de raisin, la fermentation a dégagé des gaz inflammables. Un ouvrier, descendu dans la cuve, allume son briquet pour séclairer. Explosion, un mort ; Au cours de travaux de revêtement de sol dans des locaux mal aérés et non ventilés, explosions de vapeurs émises par la colle, initiées par les étincelles dun aspirateur. 1 mort et 2 blessés.revêtement de sol 08/01/201129S. CHEBIRA

Lors de lenfournement, par pelletage, de sciure et de poussières de bois dans une chaudière, déflagration du nuage formé près du foyer, entraînant la mort du pelleteur.poussières de bois Dans un silo ayant contenu des matières inflammables, un ouvrier réalise des travaux par point chaud (soudure). Un autre ouvrier, de lextérieur du silo, frappe sur les parois. Il provoque la mise en suspension dun nuage de poussières à lintérieur, qui senflamme instantanément au contact de la flamme. Lopérateur est gravement brûlé. 08/01/201130S. CHEBIRA

Surveillance de l'explosivité d'une atmosphère - Explosimètres pourcentage de L.I.E. du gaz concerné. C est un appareil qui permet de connaître le pourcentage de L.I.E. du gaz concerné. La L.I.E. du gaz considéré correspond à la lecture «100» (graduation en pourcentage) Lexplosimètre fonctionne selon le principe de combustion catalytique sur filament: Dans une chambre de combustion, un filament est chauffé à haute température grâce à un courant électrique qui le traverse; 08/01/201131S. CHEBIRA

Lorsque le mélange gazeux combustible est admis dans cette chambre, il y a oxydation, cest-à-dire combustion, déclenchée et aidée par un catalyseur (platine) ; Cette oxydation provoque sur le filament, une élévation importante de température. Sa résistance électrique change, ce qui fait varier le courant électrique qui le traverse; Cette modification du courant électrique est traduite par un voyant, qui indique une teneur en gaz de 0 à 100% de la LIE du gaz impliqué. 08/01/201132S. CHEBIRA

08/01/2011S. CHEBIRA33 L.I.E. – L.S.E. Graduation 0% air 0% gaz Zone 1 Zone 3 Zone 2 LIELSE % LIE 15% méthane 8,5 % butane 5% 1,9% 2,5% 0,95% Pas de risque dexplosionRisque écarté momentanémentATTENTION DANGER ! ZONE DE MESURE DE LEXPLOSIMETRE

Mode d utilisation Gaz présent = Gaz d étalonnage Lecture Directe Gaz présent = Gaz d étalonnage Abaque Nombreux Gaz présents Difficulté d interprétation Atmosphères particulières : Chaudes, « empoisonnées » pour l appareil 08/01/201134S. CHEBIRA

08/01/2011S. CHEBIRA35 Exemple : un explosimètre calibré sur le pentane

08/01/2011S. CHEBIRA36 Pour le même type dexplosimètre lorsque lon mesure du méthane, si lappareil affiche 44%, on est à 22% de la LIE du méthane…(100% de la LIE du méthane correspond à 5% de gaz dans lair). Ici on a donc un facteur 0,5. Pour connaître le pourcentage de LIE du méthane sur cet explosimètre calibré sur le pentane la formule est la suivante : Pourcentage de LIE du Méthane = 0,5 x Valeur affichée sur lexplosimètre

08/01/2011S. CHEBIRA37 Calcul du pourcentage de LIE du méthane : 44 x 0,5 = 22% On est à 22% de la LIE du Méthane Calcul de la concentration en méthane : La LIE du méthane étant à 5%, on a donc 5 x 22 / 100 = 1,1% On a donc 1,1% de méthane au point de mesure. Cest se quon lon mesurerait avec un explosimètre calibré sur le méthane.

Explosimètres BUTANE 08/01/201138S. CHEBIRA

Fin 08/01/201139S. CHEBIRA