Explosion par vaporisation

Mécanisme du boil over : 1. eau ; 2. vapeur ; 3. hydrocarbure ; 4. feu.

Boilover provoqué par 1 litre d'eau sur 1 kg d’huile de cuisson. (Séquence de 2,4 secondes.)

L'explosion par vaporisation, dite boil over ou boilover, est un phénomène explosif qui peut se rencontrer dans la lutte contre les incendies d'hydrocarbures et des distillats en général. Pour voir apparaître ce phénomène il faut plusieurs conditions simultanées. Il faut tout d'abord qu'il y ait de l'eau dans le fond d'un réservoir qui a pris feu. Cette eau peut être présente dans le bac à la suite des précipitations, dans le cadre de la lutte contre un incendie ou pour une autre raison. Du fait de la différence de densité entre l'eau et les hydrocarbures, l'eau étant plus lourde elle s'accumule dans le fond d'un bac. En cas de feu dans le bac et au bout d'un temps assez important, la chaleur dégagée par l'incendie pourra vaporiser l'eau, projetant des gouttelettes d'hydrocarbure enflammées, sous la forme d'une boule de feu.

Déroulement

Lorsque le bac est en feu en partie haute au cours de l'incendie une onde de chaleur migre vers le bas du bac. Lorsque ce front de chaleur atteint l'eau celle-ci se vaporise immédiatement. Un litre d'eau donne environ 1 700 litres de vapeur. Ce volume de vapeur pousse l'hydrocarbure vers le haut de bac et l'expulse. Il y a formation d'une boule projetant des résidus enflammés tout autour du bac.

Ce phénomène n'est possible que si l'hydrocarbure est lourd et visqueux. La vapeur d'eau formée va agir sur le volume d'hydrocarbure qui forme un piston et va le projeter en l'air.

Le boil over ne se réalise pas avec de l'essence ou tout hydrocarbure léger car la viscosité importante du produit reste la condition primordiale du phénomène. Lorsque l'hydrocarbure est léger, l'eau vaporisée par l'onde de chaleur de l'incendie va pousser le liquide inflammable sous la forme de bulles qui vont projeter une partie seulement du liquide enflammé au-dehors du bac ou du récipient. On appelle ce phénomène le « slop over », il est nettement moins puissant que le boil over.

On distingue le boil over pour les distillats lourds (fiouls lourds) du boil over couche mince pour les distillats légers (gazole, fioul domestique). La différence de ces deux phénomènes est le rayon de projection des hydrocarbures.

À noter aussi que la cinétique et le rayon de projection est proportionnelle au volume d'hydrocarbures contenus dans le bac : plus le volume est élevé, plus le rayon de projection est grand mais plus la cinétique est lente.

Exemple

Une explosion par vaporisation s'est produite au cours de l'incendie d'un dépôt pétrolier au Royaume-Uni à Milford Haven en août 1983.

Ce phénomène a eu lieu dans un incendie au port Édouard Herriot de Lyon en juin 1987. L'incendie accidentel d'un réservoir d'additif a projeté un bac de plusieurs tonnes à 200 m en l'air, la base du bac s'étant désolidarisée de son support. L'incendie qui en a résulté a enflammé un bac de stockage de gazole à proximité. Au bout de cinq heures et demie, le gazole explose et forme une boule de feu de 300 m de hauteur et de 200 m de largeur.

PBO

Le calcul du PBO (propensity to boil over) permet de déterminer si un liquide peut être à l'origine d'un boilover. Lorsque le PBO calculé est inférieur à 0,6 il n'y a pas de danger. Par contre lorsque celui-ci est supérieur à ce seuil, le boilover est possible.

${\displaystyle \mathrm {PBO} ={\sqrt[{3}]{\left(1-{\frac {393}{\mathrm {T} _{\mathrm {{\acute {e}}b} }}}\right)\times \left({\frac {\Delta \mathrm {T} _{\mathrm {{\acute {e}}b} }}{60}}\right)^{2}\times {\frac {\nu }{0{\mathord {,}}73}}}}}$

avec :

• ${\displaystyle \mathrm {T} _{\mathrm {{\acute {e}}b} }}$ : température d’ébullition moyenne du produit stocké (K) ;
• ${\displaystyle \Delta \mathrm {T} _{\mathrm {{\acute {e}}b} }=\mathrm {T} _{\mathrm {{\acute {e}}b} }-393}$ (K) ;
• ${\displaystyle \nu }$ : viscosité cinématique à 393 K (cSt).

Références

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