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RÉSUMÉ
L’évaluation des probabilités d’inflammation est une étape incontournable lors de la réalisation d’une analyse quantifiée des risques portant sur des produits inflammables. Pour ce faire, il est possible de recourir à l’utilisation de modèles mathématiques plus ou moins sophistiqués. Cette pratique tend à se démocratiser avec la réalisation de plus en plus fréquente de calculs de dispersion avec des logiciels CFD (Computational Fluid Dynamics). Cet article s’attache donc à présenter les principaux modèles mathématiques disponibles et met en lumière l’intérêt des modèles mathématiques dits temporels qui permettent de prendre en compte l’évolution au cours du temps du nuage inflammable.
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Olivier IDDIR : Ingénieur Quantification des risques - Membre du réseau des experts de TechnipFMC Département Expertise et modélisation – TechnipFMC, La Défense, France
INTRODUCTION
De nombreuses installations industrielles stockent, synthétisent ou transfèrent des produits inflammables. En fonction de leurs caractéristiques d’inflammabilité, ces produits sont susceptibles de former des mélanges inflammables dans l’air. En cas d’inflammation, des phénomènes dangereux tels que l’incendie, le jet enflammé ou l’explosion peuvent survenir.
Dans le cadre d’une évaluation quantifiée des risques, il est donc nécessaire d’estimer la probabilité qu’un nuage s’enflamme au contact de sources d’inflammation. Une erreur lors de cette étape peut avoir des conséquences significatives sur les conclusions d’une analyse des risques. Il est par ailleurs important de rappeler que les analyses de risques quantifiées sont de plus en plus utilisées dans une optique de dimensionnement des installations. En d’autres termes, les installations (équipements, structures, bâtiments) sont conçues pour résister à des intensités d’agressions correspondant à une certaine fréquence.
En 2017, dans le cadre des analyses de risques quantifiées, il est possible de recourir à trois modes d’évaluation des probabilités d’inflammation :
-
l’évaluation par banques de données ;
-
l’évaluation par approches semi-quantitatives ;
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l’application de modèles mathématiques plus ou moins complexes.
Les approches 1) et 2) sont présentées dans l’article [SE 4 020]. Cet article propose de faire un état des lieux sur les modèles mathématiques disponibles pour évaluer la probabilité d’inflammation retardée. Un focus est fait sur les modèles mathématiques dits temporels qui sont aujourd’hui reconnus comme l’approche la plus aboutie pour estimer les probabilités d’inflammation.
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MOTS-CLÉS
explosion Probabilité d’inflammation inflammation immédiate modèle mathématiques inflammation retardée
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5. Modèle d’inflammation de l’UKOOA
5.1 Objectifs et principe
L’Association des opérateurs britanniques d’installations offshore (UKOOA), en partenariat avec l’Institut du pétrole anglais, des organismes de recherche et des compagnies pétrolières, a développé un projet de recherche et développement sur le thème de la modélisation et du calcul de la probabilité d’inflammation de rejets d’hydrocarbures liquides et gazeux.
Le rapport IP research report – Ignition probability review, model development and look up correlations est une synthèse des résultats de ce projet. Il propose une méthode de quantification de probabilité d’inflammation pour diverses configurations onshore et offshore.
Dans un premier temps, le projet a consisté en une analyse des données et modèles rapportés dans la littérature. À partir de cette synthèse bibliographique, un modèle a été développé sur la base des modèles jugés les plus « avancés », à savoir :
-
le modèle WS ATKINS/HSE pour les installations à terre (onshore) :
-
le modèle Time Dependent Ignition Model (TDIM) pour les installations offshore.
Le modèle repose sur l’hypothèse principale suivante : toute installation...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LUND (J.K.), CHRISTENSEN (J.A.), WIKLAND (J.) - Ignition modeling in risk analysis, scandpower for OLF, - Report 8 390 008/R1, section 8, 2007.
-
(2) - IP research report – Ignition probability review, model development and look up correlations, - UKOOA, janvier 2006.
-
(3) - Modelling of ignition sources on offshore oil and gas facilities, - MISOF Report n° 106364/R1 Rev, novembre 2016.
-
(4) - JIP ignition modelling time dependent ignition probability model, - Report n° 96-3629 Rev 04.
-
(5) - COX (A.W.), LEES (F.P.), ANG (M.L.) - Classification of hazardous locations, - Institution of Chemical Engineers, 1990.
-
(6) - Purple book. - Committee for the Prevention of Disasters, Guidelines for quantitative risk assessment, CPR18 E, 1999.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Atmosphères explosives – Prévention de l’explosion et protection contre l’explosion – Partie 1 : notions fondamentales et méthodologie - NF EN 1127 – 1 -
-
Produits chimiques à usage industriel. Détermination de la température d’auto-inflammation des liquides volatils et des gaz - AFNOR NF T 20-037 -
ANNEXES
Accidental Risk Assessment Methodology for Industries in the framework of SEVESO II directive https://www.researchgate.net/publication/237251847_ARAMIS_Accidental_Risk_Assessment_Methodology_for_IndustrieS_in_the_context_of_SEVESO_II
Center for Chemical Process Safety (CCPS) http://www.aiche.org/ccps
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