Bouteilles acétylène prises dans un feu Alain Ségui Membre du Groupe de Travail WG12 Acétylène EIGA Journée EIGA AFGC - 22 septembre 2011
Bouteilles acétylène prises dans un
feu
Alain Ségui
Membre du Groupe de Travail WG12 Acétylène EIGA
Journée EIGA AFGC - 22 septembre 2011
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Sommaire
• Bouteilles dans un feu
• L’acétylène : un cas particulier
• Le contexte au Royaume Uni
• La réaction au Royaume Uni
• Etudes au BAM
• Les enseignements
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Bouteilles dans un feu
• Tout conteneur métallique clos peut exploser dans un incendie
• Les bouteilles de gaz de façon plus dramatique
• L’augmentation de pression dans la bouteille atteint la valeur de résistance à la traction de l’enveloppe vers 300°C
• Le refroidissement par arrosage restaure ses propriétés et permet une diminution de pression
• MAIS une bouteille d’acétylène peut se réchauffer!
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L’acétylène : un cas particulier
• Sa triple liaison lui procure :
– des propriétés favorables permettant le soudage des métaux
– et défavorables : réaction possible de DECOMPOSITION
C2H2 + Chaleur 2C + H2 + encore plus de Chaleur
• La bouteille d’acétylène différente des autres bouteilles de gaz
– matière poreuse
– acétylène dissous dans un solvant
– conçue et testée pour résister à une décomposition
– pression de remplissage faible
Mais la matière poreuse est un isolant thermique
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Le contexte au Royaume Uni
• Le protocole des Services de Secours en UK depuis 2003:
– Périmètre de sécurité de 200 m établi dès l’origine du sinistre
– Réduction du périmètre après étude de risque dynamique
– Arrosage pendant 24 h sans bouger ou vider la bouteille
– Wetting test si possible
• Bien souvent le périmètre de 200m gardé pendant 24 h provoque des perturbations importantes dans la circulation et des ressources humaines importantes
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Mythes sur l’acétylène et mauvais
management de l’incident
• Choc peut décomposer
• Décomposition spontanée, instabilité, …
• Acétylène pas réellement impliqué
• Bouteille pas en contact du feu
• Feu au flexible ou au manomètre
• La bouteille a déjà explosée
• Simple fuite de gaz
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La réaction au Royaume Uni
• Création d’un groupe de travail national (National Stakeholder Group) pour : – Identifier les meilleures pratiques pour la prévention et la résolution
des incidents impliquant les bouteilles acétylène
– Base de données regroupant les incidents du même type : « London Improvement «
– Comprendre le comportement d’une bouteille acétylène prise dans un feu: « Etudes au BAM »
• Quelle durée de refroidissement est vraiment nécessaire ?
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Analyse des incidents (London improvement 2004 à 2009)
• 543 incidents impliquant des bouteilles de gaz
• 102 incidents concernant vraiment l’acétylène
• 4 bouteilles explosées : Toutes pendant un incendie
• Pas de bouteille chaudes après 1 heure d’arrosage
- 437 wet tests sur 140 bouteilles – bouteilles à
température ambiante
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Etudes au BAM
• Institut allemand pour la recherche et les tests sur matériaux
• Pratique les tests d’approbation des bouteilles d’acétylène
• Commissionné par les organismes anglais : HSE (Health & Safety
Executive), DFT (Department for Transport), TFL (Transport for
London), CFOA (Chief Fire Officer’s Association) et BCGA
• Phase I : expériences de laboratoire
• Phase II : modèle mathématique
• Phase III : tests grandeur nature
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Conception des bouteilles
Standards internationaux pour l’approbation des
bouteilles (EN1800 / ISO 3807)
• Test à température élevée:
65°C avec surcharge de 5% (pression hydraulique)
• Test de décomposition:
– Test de chutes : 70 cm 10 fois
– Décomposition avec surcharge de 5% à température de 35°C
US : test de résistance à l’impact
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US / CGA
test de résistance à l’impact
• Charge explosive de 90g
• Enfoncement de plus de 25 %
– Masse poreuse sans dommages
– Pas de fissures
– Pas de déformation perforante
– Pas de décomposition
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Chocs sans conséquences
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Etude phase I
• Mesure des transferts de chaleur dans le complexe « masse poreuse/acétone/acétylène »
• Bouteilles de 3 litres
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Essai: acétylène seul • Bouteille remplie d’acétylène, sans masse poreuse ni solvant
• Polymérisation démarre à environ
300 °C, résultant en une chute de
pression
• pression initiale 5 bars
• pression initiale 10 bars
• Décomposition explosive apparait à
environ 350 °C, ruinant le capteur
de pression
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Tests grandeur nature
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Tests grandeur nature
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Décomposition dans l’espace gazeux
Temps :
décomposition 3 min
éclatement 6 min
Pression :
décomposition 29 bar
éclatement 102 bar
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Eclatement sans décomposition
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Eclatement malgré l’arrosage
Arrosage à 7 min 30
Extinction feu à 8 min
Temps :
décomposition 6 min
éclatement 10 min
Pression :
décomposition 27 bar
éclatement 195 bar
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L’arrosage évite l’éclatement
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Bouteilles éclatées (1)
• En cas de fragmentation,
toujours en plusieurs parties
• Fragments peuvent aller loin
plus de 100 m
• Rupture ductile et non
fragile, pas d’effet
« shrapnel »
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Bouteilles éclatées (2)
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Les enseignements (1)
• Une bouteille prise dans un feu explose rapidement : de l’ordre de
5 à 15 min
• L’explosion de la bouteille n’est pas forcément due à une
décomposition
• Rupture ductile en 2 à 4 parties, parfois simple fente, parfois
missile environ 100 m
• Un périmètre de sécurité de 200 m est donc sécurisant (pour un
feu en « champ libre »)
• Une bouteille peut exploser après extinction du feu et pendant son
arrosage
• Mais si elle n’a pas explosée après 15 min d’arrosage, la
probabilité de son explosion parait faible
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Les enseignements (2)
Ce qui pourrait être un protocole :
– Mettre en place le périmètre de sécurité
– Eteindre l’incendie
– S’assurer que la bouteille touchée par le feu est une bouteille d’acétylène
– Ne pas bouger ou vider la bouteille
– Arroser la bouteille de loin pendant encore 1 h
– Arrêter l’arrosage
– Alléger le périmètre de sécurité
– Pratiquer la phase de surveillance pendant 1 h, en pratiquant toutes les 15
minutes le « test de refroidissement » ou en mesurant la température par
caméra thermique
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Les enseignements (3)
• Prise en compte des résultats dans les documents EIGA
– « Safety Information » EIGA 02/02 / AFGC IS 06-10 : « Traitement
des bouteilles de gaz prises dans un incendie ou ayant été exposées à
la chaleur »
– « Safety Leaflet » EIGA 04/10 : « The safe storage, use and transport
of acetylene cylinders »
Merci pour votre attention