Vidéo d’un BLEVE d’un wagon de GPL

Qu’est-ce qu’un BLEVE ?

Une définition

Le BLEVE est un accident industriel (ou domestique) qui affecte les stockages sous pression de liquides inflammables, tels que le butane opu le propane, plus connus sous le terme générique de GPL (gaz de pétrole liquéfié).

Il est plus facile de transporter et de stocker ces gaz sous leur forme liquide. C’est pour cette raison qu’ils sont liquéfiés en le mettant sous pression. Gazeux à température ambiante et à la pression atmosphérique (1013 mbar), les GPL sont « liquéfiables » à faible pression :

• 1,7 bar pour le butane ;
• 7 bar pour le propane.

Si l’enveloppe du stockage cède, le GLP est alors brutalement mis à la pression atmosphérique et entre immédiatement en ébullition pour prendre sa forme gazeuse. En effet, les températures d’ébullition à pression atmosphérique du butane et du propane sont les suivantes :

• 0°C pour le butane,
• – 44°C pour le propane.

La séquence accidentelle

L’enveloppe est prise dans un incendie entretenu. Ses caractéristiques mécaniques se dégradent : l’acier devient de plus en plus ductile. Il finit par céder sous la pression interne du gaz qui, chauffé, a augmenté. L’enveloppe s’ouvre libérant le GPL qui se vaporise. La boule de gaz formé s’enflamme de manière explosive, générant de forts effets thermiques.

Le ministère en charge de l’environnement, dans a circulaire du 10 mai 2010, donne les seuils réglementaires : les effets thermiques étant brefs, l’unité à considérer est le kW/m².

Modélisation des effets du BLEVE

Quelle est l’énergie E libérée lors de l’ouverture de la paroi ?

Elle est égale à l’énergie que l’on accumulerait en gonflant l’enceinte, de la pression atmosphérique (Pa) à sa pression de rupture (Pr). L’énergie ΔU s’accumule sous forme de travail (W) et de chaleur (Q).

• U = W + Q = -P.dV + m.Cv.ΔT

Dans notre cas dV = 0, car le volume jusqu’à la rupture reste constant.

• Donc U = Q = m.CV.ΔT

Imaginons que le gaz soit parfait.

• PV = n.R.ΔT (n : nombre de moles du gaz et R constante des gaz parfait)
  
• soit P.dV + V.dP = n.R.ΔT
• soit V.dP = n.R.ΔT (dV = 0)

n = m/M (masse / masse molaire)

• soit V.dP = m/M.(Cp-Cv).ΔT (relation de Mayer)
• soit V.dP = m/M.(γ-1).Cv ΔT avec γ = Cp/Cv
• soit V.dP = m/M.Cv.ΔT.(γ-1)
• ou v dP = Q (γ-1)
• E = V dP/γ-1 (énergie de BRODE)

• γ = 1.07 pour le propane
• γ = 1. pour le butane

On utilise ensuite les abaques multi-énergies (E est en abscisse) avec un indice de violence fixé à 10.