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6° LE COMBUSTIBLE. (Les liquides)
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6° LE COMBUSTIBLE. (Les liquides)
Liquides
Les caractéristiques physiques des liquides qui nous intéressent sont la densité par rapport à l'eau pour savoir si le liquide flotte ou non sur l'eau d'extinction, sa miscibilité dans l'eau qui nécessitera l'usage de mousses d'extinction qui ne se dissolvent pas dans l'eau, la densité des vapeurs qui est toujours supérieure à l'unité et conditionne donc leur propagation vers les parties basses, la température d'ébullition à laquelle l'entièreté du liquide passe de la phase liquide à la phase vapeur et la tension de vapeur qui conditionne la vitesse d'évaporation dans l'air car le mélange gazeux se forme d'autant plus rapidement que la tension de vapeur du liquide est élevée.
Enfin, une autre caractéristique des gaz est leur pouvoir calorifique qui s'exprime en MJ/m3 ou MJ/l et qui intervient plus particulièrement dans le chapitre suivant consacré au développement de l'incendie.
Un liquide, en soi et d'un point de vue purement physique, n'est pas inflammable. C'est le mélange des vapeurs du liquide dans l'air qui peut former un mélange gazeux inflammable et on en revient, pour les liquides, à ce qui a été dit pour les gaz en ce qui concerne les limites d'inflammabilité, les énergies d'inflammation et les températures d'auto-inflammation ou points de combustion spontanée. Il s'ensuit que pour qu'un liquide présente un danger immédiat, il faut qu'il s'évapore et que ses vapeurs forment, avec l'air ambiant, un mélange gazeux inflammable. Vu que la formation de ce mélange gazeux est tributaire de l'évaporation du liquide il serait intéressant de connaître la température la plus basse à laquelle le liquide fournit suffisamment de vapeurs pour former, avec l'air ambiant, un mélange gazeux qui s'enflamme sous l'effet d'une source d'énergie calorifique telle qu'une flamme pilote. C'est en fait la définition du point d'éclair. Le point d'éclair est un concept pétrolier et les premiers appareils, conventionnels une fois de plus, qui permettent de définir un point d'éclair ont été décrits dans des normes pétrolières. Il faut donc toujours préciser l'appareil qui a été utilisé quand on donne une valeur de point d'éclair. La valeur dépend non seulement de l'appareil mais également de la bonne vue de l'opérateur qui doit déceler le début d'inflammation.
L'état de dispersion dans l'air intervient quand le liquide y est dispersé sous forme de fines gouttelettes pour former un brouillard. Cette propriété est utilisée dans les brûleurs à mazout. Elle est à l'origine du début d'incendie qui a provoqué la catastrophe minière de Marcinelle.
Dans la figure ci-dessous (concentration du liquide dans l'ait par rapport à la température de l'air,) considérons un mélange de y% en volume de liquide dans de l'air sous forme d'un brouillard (trait a) c'est-à-dire des fines gouttelettes de liquide réparties dans l'air.
En augmentant la température de ce mélange, on atteindra une température T1 à partir de laquelle les gouttelettes de liquide se vaporisent. On obtient un mélange gazeux. En répétant cette opération pour différentes concentrations liquide/air, on obtient la courbe m. Pour une concentration de 100% de liquide dans l'air le point m de la courbe représente la température d'ébullition Te du liquide. Si on provoque une étincelle dans la zone "mélange gazeux" située à droite de la courbe m, on constate que le mélange gazeux s'enflamme pour tous les points situés dans la zone A et ne s'enflamme pas dans les zones C. Les séparations de ces zones constituent en fait les limites d'inflammabilité qui, on le voit, varient en fonction de la température du mélange. L'utilité de cette figure est de mettre en évidence le point critique PE qui correspond à la température la plus basse à laquelle le mélange gazeux peut s'enflammer sous l'effet d'une source d'énergie (étincelle ou flamme) conventionnelle. Le point Y est le point d'éclair. Cette figure permet de définir:
Les limites d'inflammabilité LSI et LII;
La variation de ces limites en fonction de la température;
Le point d'éclair PE,
qui sont toutes des grandeurs conventionnelles dont la valeur est fortement influencée par appareils utilisés pour les définir. Ces appareils sont généralement décrits dans des normes ISO, EN ou NBN.
Mais la notion de point d'éclair ne satisfait pas toujours le praticien car l'inflammation constatée par l'opérateur ne se maintient pas dans le temps. Pour obtenir une combustion entretenue du mélange gazeux il faut que le liquide soit porté à une température légèrement supérieure au point d'éclair. C'est le point de feu situé à droite du point d'éclair. Concept très peu utilisé vu que sa valeur s'écarte de celle du point d'éclair de l'erreur de mesure de ce point d'éclair.
Nous avons défini ci-dessus la zone A dans laquelle le mélange gazeux est inflammable en présence d'une source d'énergie calorifique. Quand la température augmente cette source d'énergie n'est plus nécessaire et on est dans la zone B où le mélange est réputé auto-inflammable. On constate que le point d'auto-inflammation Ta dépend de la concentration du gaz dans le mélange gazeux.
Il est intéressant de noter les valeurs du point d'éclair d'une solution eau-alcool en fonction de la concentration de l'alcool du mélange.
Et d'un mélange diesel-essence
L'eau étant le principal agent d'extinction d'un incendie, il n'est pas inutile de rappeler que la vapeur d'eau prend un volume égal à 1.700 fois le volume qu'elle a sous forme liquide.
C'est ce qui explique que de l'eau jetée dans une friture à 160 °C se vaporise immédiatement à l'intérieur de la graisse en prenant une expansion de 1700 fois transformant un feu de surface en feu d'une infinité de gouttelettes qui forme une impressionnante et énorme flamme. Dans le cas d'une friteuse domestique (graisse: 16 MJ/l) la dispersion de la graisse due à la brusque évaporation d'un demi-verre d'eau peut provoquer la combustion brusque de 1/2 litre en une seconde soit une puissance de 8 MJ/s ou 8.000.000 W.
* LEGISLATION:
Toutes les législations reprises ci-dessus pourraient êtres différentes en Belgique. (Source provenant d'un site Français)
Les caractéristiques physiques des liquides qui nous intéressent sont la densité par rapport à l'eau pour savoir si le liquide flotte ou non sur l'eau d'extinction, sa miscibilité dans l'eau qui nécessitera l'usage de mousses d'extinction qui ne se dissolvent pas dans l'eau, la densité des vapeurs qui est toujours supérieure à l'unité et conditionne donc leur propagation vers les parties basses, la température d'ébullition à laquelle l'entièreté du liquide passe de la phase liquide à la phase vapeur et la tension de vapeur qui conditionne la vitesse d'évaporation dans l'air car le mélange gazeux se forme d'autant plus rapidement que la tension de vapeur du liquide est élevée.
Enfin, une autre caractéristique des gaz est leur pouvoir calorifique qui s'exprime en MJ/m3 ou MJ/l et qui intervient plus particulièrement dans le chapitre suivant consacré au développement de l'incendie.
Un liquide, en soi et d'un point de vue purement physique, n'est pas inflammable. C'est le mélange des vapeurs du liquide dans l'air qui peut former un mélange gazeux inflammable et on en revient, pour les liquides, à ce qui a été dit pour les gaz en ce qui concerne les limites d'inflammabilité, les énergies d'inflammation et les températures d'auto-inflammation ou points de combustion spontanée. Il s'ensuit que pour qu'un liquide présente un danger immédiat, il faut qu'il s'évapore et que ses vapeurs forment, avec l'air ambiant, un mélange gazeux inflammable. Vu que la formation de ce mélange gazeux est tributaire de l'évaporation du liquide il serait intéressant de connaître la température la plus basse à laquelle le liquide fournit suffisamment de vapeurs pour former, avec l'air ambiant, un mélange gazeux qui s'enflamme sous l'effet d'une source d'énergie calorifique telle qu'une flamme pilote. C'est en fait la définition du point d'éclair. Le point d'éclair est un concept pétrolier et les premiers appareils, conventionnels une fois de plus, qui permettent de définir un point d'éclair ont été décrits dans des normes pétrolières. Il faut donc toujours préciser l'appareil qui a été utilisé quand on donne une valeur de point d'éclair. La valeur dépend non seulement de l'appareil mais également de la bonne vue de l'opérateur qui doit déceler le début d'inflammation.
L'état de dispersion dans l'air intervient quand le liquide y est dispersé sous forme de fines gouttelettes pour former un brouillard. Cette propriété est utilisée dans les brûleurs à mazout. Elle est à l'origine du début d'incendie qui a provoqué la catastrophe minière de Marcinelle.
Dans la figure ci-dessous (concentration du liquide dans l'ait par rapport à la température de l'air,) considérons un mélange de y% en volume de liquide dans de l'air sous forme d'un brouillard (trait a) c'est-à-dire des fines gouttelettes de liquide réparties dans l'air.
En augmentant la température de ce mélange, on atteindra une température T1 à partir de laquelle les gouttelettes de liquide se vaporisent. On obtient un mélange gazeux. En répétant cette opération pour différentes concentrations liquide/air, on obtient la courbe m. Pour une concentration de 100% de liquide dans l'air le point m de la courbe représente la température d'ébullition Te du liquide. Si on provoque une étincelle dans la zone "mélange gazeux" située à droite de la courbe m, on constate que le mélange gazeux s'enflamme pour tous les points situés dans la zone A et ne s'enflamme pas dans les zones C. Les séparations de ces zones constituent en fait les limites d'inflammabilité qui, on le voit, varient en fonction de la température du mélange. L'utilité de cette figure est de mettre en évidence le point critique PE qui correspond à la température la plus basse à laquelle le mélange gazeux peut s'enflammer sous l'effet d'une source d'énergie (étincelle ou flamme) conventionnelle. Le point Y est le point d'éclair. Cette figure permet de définir:
Les limites d'inflammabilité LSI et LII;
La variation de ces limites en fonction de la température;
Le point d'éclair PE,
qui sont toutes des grandeurs conventionnelles dont la valeur est fortement influencée par appareils utilisés pour les définir. Ces appareils sont généralement décrits dans des normes ISO, EN ou NBN.
Mais la notion de point d'éclair ne satisfait pas toujours le praticien car l'inflammation constatée par l'opérateur ne se maintient pas dans le temps. Pour obtenir une combustion entretenue du mélange gazeux il faut que le liquide soit porté à une température légèrement supérieure au point d'éclair. C'est le point de feu situé à droite du point d'éclair. Concept très peu utilisé vu que sa valeur s'écarte de celle du point d'éclair de l'erreur de mesure de ce point d'éclair.
Nous avons défini ci-dessus la zone A dans laquelle le mélange gazeux est inflammable en présence d'une source d'énergie calorifique. Quand la température augmente cette source d'énergie n'est plus nécessaire et on est dans la zone B où le mélange est réputé auto-inflammable. On constate que le point d'auto-inflammation Ta dépend de la concentration du gaz dans le mélange gazeux.
PREVENTION
Les mesures de prévention associées à l'usage de liquides inflammables seront caractérisées par la quantité de liquide, son mode de stockage ou conditionnement, son point d'éclair, les possibilités de ventilation aux point bas qui permettront d'éviter qu'un mélange gazeux, résultant d'une fuite éventuelle, reste dans ses limites d'inflammabilité et la non présence de sources d'inflammation en particulier aux point bas vu que les vapeurs de liquides inflammables sont plus lourdes que l'air.
LEGISLATION *
Le point d'éclair en vase ouvert des huiles d'ascenseurs hydrauliques doit être inférieur ou égal à 190 °C. Le point de feu ne peut pas excéder 200 °C. Le point de combustion spontanée ne peut excéder 350 °C (AR 07.07.1997, "Normes de base annexes 2, 3 et 4").
Il est intéressant de noter les valeurs du point d'éclair d'une solution eau-alcool en fonction de la concentration de l'alcool du mélange.
Concentration d'alcool | Point d'éclair |
en % en poids | en °C |
100 | 12 |
90 | 17 |
70 | 21 |
50 | 24 |
30 | 29 |
10 | 47 |
5 | 60 |
Et d'un mélange diesel-essence
Concentration d'essence | Point d'éclair |
en % en volume | en °C |
0 | 70 |
1 | 60 |
5 | 35 |
L'eau étant le principal agent d'extinction d'un incendie, il n'est pas inutile de rappeler que la vapeur d'eau prend un volume égal à 1.700 fois le volume qu'elle a sous forme liquide.
C'est ce qui explique que de l'eau jetée dans une friture à 160 °C se vaporise immédiatement à l'intérieur de la graisse en prenant une expansion de 1700 fois transformant un feu de surface en feu d'une infinité de gouttelettes qui forme une impressionnante et énorme flamme. Dans le cas d'une friteuse domestique (graisse: 16 MJ/l) la dispersion de la graisse due à la brusque évaporation d'un demi-verre d'eau peut provoquer la combustion brusque de 1/2 litre en une seconde soit une puissance de 8 MJ/s ou 8.000.000 W.
* LEGISLATION:
Toutes les législations reprises ci-dessus pourraient êtres différentes en Belgique. (Source provenant d'un site Français)
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