Etude du phénomène de Boil-Over

Abstract

Le boil over est un phénomène industriel dangereux et rare. S’il se réalise, il peut causer des dégâts très importants et pour éliminer ces risques on doit éviter la présence d’une onde de chaleur (source de chaleur). Par ailleurs, et plus fondamentalement, le pétrole brut doit être suffisamment visqueux pour que l’effet de piston se produise. Le cas échéant, la vapeur créée au contact de la zone chaude et de l’eau au fond du réservoir ne peut pas traverser facilement depuis le bas du réservoir. Ce qui explique que l’effet piston soit plus faible car la vapeur d’eau va fragmenter la couche du pétrole liquide. Ceci conduit à la formation de la boule du feu. Donc, si la viscosité est trop faible, il n’y aura pas d’effet piston rendant la réalisation du boil over impossible. Nous avons présenté dans ce travail une étude numérique pour le boil over classique. La modélisation mathématique du risque industriel a été effectuée avec les équations cites dans chapitre III. Ces équations sont résolues en se basant sur langage de programmation Matlab. Les effets de la température de l’onde de chaleur, le temps de déclenchement, les dimensions du bac de stockage (le diamètre et la hauteur), la fraction du produit, la viscosité du produit stocké et la couche d’eau située au fond du bac sont des caractéristiques du boil over classique. Les différents résultats sont traduits sous forme des courbes pour deux ou trois caractéristiques du boil over classique. Ces différents résultats ont montré que : Ø L’augmentation de la température d’onde de chaleur conduit à une augmentation du temps de déclenchement ; Ø La fraction de pétrole brut léger ou fuel oil augmente avec l’augmentation d’onde de chaleur ; Ø Les effets thermiques de la boule de feu diminuent avec l’augmentation de la durée de vie de la boule de feu ; Ø Lorsque la masse de vapeur augmente, cela implique que le rayon de la boule de feu augmente aussi ; Ø Une diminution de la hauteur de pétrole à l’instant du déclenchement de boil over . Ø La relation ente le temps de déclenchement et la fraction du pétrole est proportionnelle pour les différentes hauteurs de l’eau située au fond du bac de stockage. Le boil over en couche mince est un modèle qui a été développé par l’INERIS. Ce modèle n’a pas pu être observé sur l’échelle industrielle jusqu’à aujourd’hui. Ce phénomène n’a aucune onde de chaleur car le produit se consomme à une même vitesse que la surface du liquide jusqu’au contact entre le combustible chauffé à plus de 100°c et la couche d’eau situé au fond du bac qui provoque la vaporisation brutale de cette dernière. En prenant du volume elle joue le rôle du piston, ce qui conduit à la naissance du boil over en couche mince. L’étude numérique pour le boil over en couche mince n’a pas été réalisée étant un phénomène en cours de recherche et les équations y afférente à l’étude et aux essais de laboratoires n’ont pas été publiés pour la protection du droit à la propriété industrielle et