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