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1 - DESCRIPTION DES MÉCANISMES DU BLEVE

2 - ÉVALUATION DES EFFETS THERMIQUES DU BLEVE

3 - ÉVALUATION DES EFFETS DE SURPRESSION DU BLEVE

4 - ÉVALUATION DES EFFETS DE PROJECTION DU BLEVE

5 - EXEMPLE D'APPLICATION

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : SE5061 v1

Évaluation des effets thermiques du BLEVE
BLEVE - Méthodes de modélisation des effets

Auteur(s) : Anousone CHAMPASSITH

Relu et validé le 02 sept. 2020

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RÉSUMÉ

L’objectif de cet article est de faire un état de l’Art des principales approches de modélisation aujourd’hui utilisées dans le domaine de la sécurité industrielle pour évaluer les différents effets associés au phénomène de BLEVE (acronyme pour Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion), à savoir les effets thermiques, de surpression et de projections. Il souligne notamment la pluralité des méthodes existantes aujourd’hui.

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ABSTRACT

The scope of this paper is to present the main modeling methods used by safety engineers to assess the different effects of a BLEVE, which are mainly thermal effects, overpressure effects and projection hazards. It also underlines the lack of a universally approved method.

Auteur(s)

  • Anousone CHAMPASSITH : Ingénieur en sécurité industrielle – TECHNIP France, Paris La-défense - Spécialiste des effets des phénomènes dangereux

INTRODUCTION

Dans l'industrie pétrolière et chimique (mais pas uniquement), il est courant d'avoir recours à la liquéfaction des gaz. Ce procédé permet, à volume identique, de stocker ou de transporter de plus grande quantité d'un produit. La liquéfaction nécessite d'abaisser la température du gaz sous sa limite d'ébullition (liquéfaction par refroidissement) et/ou d'augmenter sa pression pour aller au-delà de sa pression de saturation (liquéfaction par compression). Ainsi, la liquéfaction du gaz naturel, par exemple, se fait généralement par abaissement de la température, alors que pour des produits comme le butane ou le propane, on favorise généralement la solution du stockage pressurisé. Un stockage pressurisé est relativement simple à mettre en œuvre et permet de stocker le liquide dans des sphères ou des réservoirs cylindriques dédiés, mais aussi de les transporter par wagon, camion-citerne ou navire.

L'un des inconvénients majeurs de ce mode de stockage est le risque de BLEVE (acronyme pour Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion). Le BLEVE est l'un des phénomènes les plus graves pouvant être rencontrés en situation accidentelle. Il résulte d'une perte de confinement particulière du réservoir. Son occurrence peut potentiellement générer à la fois des effets mécaniques (surpression), des projections affectant l'environnement sur plusieurs centaines de mètres et aussi, selon le produit stocké, des effets thermiques (rayonnement de la boule de feu) et des effets toxiques. Il est aussi source d'effets dominos par ses caractéristiques. Une simple analyse de l'accidentologie suffit à se convaincre du potentiel de destruction d'un BLEVE. Ainsi, les 80 BLEVE majeurs s'étant produits entre 1940 et 2005 ont fait plus de 1 000 victimes, en ont blessé plus de 10 000 et ont généré des milliards d'euros de dégâts. Il convient aussi de signaler qu'une grande majorité des BLEVE a eu lieu pendant les phases de transport, ce qui signifie que le risque n'est pas limité à l'environnement proche des sites de stockage ou de production.

Dans une optique de maîtrise du risque industriel, il est donc indispensable de savoir caractériser les effets d'un tel phénomène. Pour autant, et bien qu'il fasse l'objet de nombreuses recherches et publications, notre compréhension des différents mécanismes du BLEVE reste aujourd'hui insuffisante pour pouvoir proposer une méthode définitive et univoque de modélisation de ces effets. La problématique est d'autant plus complexe que les effets générés sont de natures différentes (mécaniques, thermiques...) et font appel à des méthodes de modélisation spécifiques. L'objectif de cet article est ainsi d'apporter un éclairage sur le phénomène de BLEVE et surtout de faire un état de l'Art des principales approches de modélisation aujourd'hui utilisées dans l'industrie, approches qui reposent très souvent sur des observations empiriques ou des analyses d'accident.

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KEYWORDS

Loss prevention   |   BLEVE   |   Consequence assessment

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-se5061


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2. Évaluation des effets thermiques du BLEVE

2.1 Approches existantes

Dans le cas d'un BLEVE impliquant un produit inflammable, la boule de feu peut être le phénomène physique générant les distances d'effet les plus importantes. Elle peut être alimentée par des masses extrêmement importantes de produit (les plus gros réservoirs de gaz liquéfiés peuvent contenir quelques milliers de tonnes) conduisant à un rayonnement suffisamment long et intense pour brûler des personnes et déclencher des feux secondaires. C'est pourquoi il est indispensable d'en évaluer les effets le plus précisément possible.

Dans cette section on présentera les trois types d'approches existantes :

  • l'approche empirique ;

  • l'approche phénoménologique ;

  • l'approche réglementaire.

Il convient de noter qu'à ce jour, aucun outil spécifique de type « CFD » n'a été développé en vue de modéliser le mécanisme du BLEVE (alors qu'il en existe pour les phénomènes tels que les explosions de gaz, les incendies, etc.).

On s'intéressera plus précisément à la caractérisation du rayonnement généré par la boule de feu (intensité de flux et durée) à l'exclusion de toutes considérations des conséquences des flux sur les personnes ou les structures. Pour cette problématique, le lecteur peut se reporter à .

Par ailleurs, faute de mieux et sauf mention contraire, les approches présentées sont valables aussi bien pour le BLEVE chaud que le BLEVE froid.

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2.2 Approche empirique

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2.2.1 Démarche générale

Pour caractériser les effets thermiques du BLEVE, les étapes...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LEPRETTE (E.) -   Le BLEVE : phénoménologie et modélisation des effets thermiques.  -  Ω5 Ineris (2002).

  • (2) - ABBASI (T.), ABBASI (A.) -   The boiling liquid expanding vapour explosion (BLEVE) : mechanism, consequence assessment, management.  -  Journal of Hazardous Materials, 141, p. 489-519 (2007).

  • (3) - CCPS -   Guidelines for vapour cloud explosion, pressure vessel burst, BLEVE and flash fire hazards.  -  Wiley AIChE CCPS, 2nd edition, New York (2010).

  • (4) - TNO -   Methods for the calculation of physical effects « Yellow book ».  -  TNO CPR 14E, Committee for the prevention of disasters, 3rd edition, 2nd revised print (2005).

  • (5) - ROBERT (A.F.) -   Thermal radiations hazards from releases of LPG from pressurized storage.  -  Fire Saf J, 4, p. 197-212 (1982).

  • (6)...

1 Sites Internet

CRDP de Versailles risques et savoirs http://www.risquesetsavoirs.fr/spip.php?article24

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2 Réglementation

Arrêté du 29 septembre 2005 relatif à « l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumise à autorisation » JO no 234 du 7 octobre 2005 – NOR : DEVP0540371A.

Circulaire du 10 Mai 2010 récapitulant les règles méthodologiques applicables aux études de dangers, à l'appréciation de la démarche de réduction du risque à la source et aux plans de prévention des risques technologiques (PPRT) dans les installations classées en application de la loi du 30 Juillet 2003, BO du MEEDDM no 2010/12 du 10 juillet 2010 NOR : DEVP1013761C.

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