Définitions
Une explosion est la transformation rapide d’un système matériel donnant lieu à une forte émission de gaz, accompagnée éventuellement d’une émission importante de chaleur.
Les explosions sont des réactions brusques d’oxydation entrainant une élévation de température et de pression.
Conditions de l’explosion
Pour se produire.. L’explosion a besoin de six conditions :
- Le comburant.
- Le combustible.
- La source d’ignition.
- Combustible en suspension dans l’air (gaz, aérosol, poussières…etc.).
- Obtenir un domaine d’explosivité c’est-à-dire le domaine de concentration du combustible dans l’air à l’intérieur duquel l’explosion peut produire.
- Un confinement.
Régimes de l’explosion
La Déflagration : se propage avec une vitesse de l’ordre de quelques mètres par seconde sous la pression atmosphérique, inférieure à la vitesse du son dans les gaz imbrûlés.
Vitesse < Vitesse du son (1 à 10 m/s) et les surpressions sont de l’ordre de 4 à 10 bars.
La Détonation : se propage avec une vitesse supersonique dans les gaz imbrûlés, de l’ordre de 1 000 à 3 000 m/s. Vitesse > Vitesse du son et les surpressions (jusqu’à 49 bars).
Limites inférieures et supérieures d’explosivité
Phase gazeuse inflammable : Une phase gazeuse est inflammable lorsqu’elle permet la propagation d’une flamme. Il peut s’agir d’une flamme de combustion impliquant un gaz carburant et un gaz comburant.
Concentration nécessaire en % : pour qu’un gaz ou une vapeur dans l ’air créée un mélange inflammable est encadrée par 2 valeurs Limites (inférieure et supérieure).
Au-dessous de la LIE, la concentration du carburant est trop faible pour permettre la propagation de la flamme. Au-dessus de la LSE, la concentration du comburant est insuffisante pour permettre la propagation de la flamme.
Exemples : Dans des conditions normales de température et de pression.
| Produit | [LIE% – LSE%] |
| Essense | [1% – 7%] |
| Gazoil | [6% – 13.5%] |
| Méthane | [5% – 14%] |
| Butane | [1.9% – 8.5%] |
| Propane | [2.2% – 10%] |
Limites d’inflammabilité (explosivité) de mélanges de gaz et vapeurs inflammables :
L= 100 / (P1/L1+P2/L2+…Pi/Li)
- L : Limite inférieure (ou supérieure) du mélange final en %
- P1,P2,… Pi : Les proportions en % de chacun des gaz combustibles présent dans le mélange
- L1,L2,… Li : sont les limites inférieures (supérieures) de chacun des constituants.
Effets de surpression
Un des moyens simples pour traduire les effet d’une explosion accidentelle, est l’équivalent TNT (Tri Nitro Toluène) de telle explosion.
On peut connaître approximativement les surpressions engendrées par une déflagration et les risques encourus en fonction de la distance réduite en utilisant l’abaque de Lannoy.
Explosion des poussières
Pour que les poussières explosent, il faut que le combustible forme avec l’air un nuage, mélange relativement homogène, de concentration convenable et satisfaisant à certaines conditions.
Une source d’inflammation ou l’élévation à une température suffisante induisent, sur les particules d’un tel nuage, des réactions exothermiques.