Méthodes thermiques en sécurité des procédés chimiques

Si la sécurité thermique représente une préoccupation majeure des exploitants de procédés chimiques industriels, elle occupe aussi une place importante dans le développement de procédés sûrs. En effet, un procédé sûr, c’est-à-dire maîtrisé, est aussi un procédé qui délivre des produits de qualité régulière. La sécurité thermique des procédés a une longue tradition entachée d’accidents industriels qui ont conduit au développement d’une méthodologie d’évaluation des risques ainsi que de méthodes instrumentales propres.

La méthodologie suivie pour les études de sécurité doit permettre une évaluation efficace des risques thermiques , c’est-à-dire que parmi les nombreuses données thermodynamiques, cinétiques et techniques utilisées lors de l’évaluation des risques thermiques, elle procède par étapes afin de ne déterminer que les seules données requises, mais toutes les données nécessaires. La démarche, présentée dans cet article, est basée sur un scénario de défaillance qui permet de poser les questions clef, guidant dans l’élaboration d’un plan d’expériences et par conséquent dans le choix des techniques instrumentales à mettre en œuvre. Les techniques présentées sont illustrées par des exemples de problèmes résolus, basés sur des cas industriels.

La démarche préconisée a pour point de départ une question ou un problème industriel à partir duquel est élaboré un plan d’expériences. Les mesures obtenues doivent être évaluées, souvent en mettant en œuvre des techniques originales. Les résultats doivent ensuite être interprétés en termes de risque , afin de définir la stratégie de réduction des risques. Les méthodes thermiques sont donc au cœur de cette démarche. Le premier paragraphe est consacré à la description d’une procédure systématique pour l’évaluation des risques thermiques.

Si les données requises sont très diverses, les appareils présents sur le marché le sont tout autant. Il importe donc de trouver la méthode de mesure la plus appropriée à la résolution d’un problème de sécurité donné. Le deuxième paragraphe est consacré aux principes des méthodes thermiques et plus particulièrement à leur spécificité dans le cadre des études de sécurité. Ces méthodes peuvent être rangées en deux grandes familles : les méthodes d’analyse thermique et les méthodes calorimétriques.

Les instruments d’ analyse thermique fonctionnent principalement en mode balayage de température et sont dédiés à la détermination des potentiels énergétiques (température et pression). Il s’agit en général de méthodes microcalorimétriques, travaillant sur de petites masses d’échantillon....