Que se passe-t-il lors d'une explosion de gaz ?
La détonation d'un nuage de gaz inflammable est très rapide, mais le phénomène fait intervenir un mélange extrêmement complexe de processus physiques et chimiques. Cette rapidité ne facilite pas les choses. Le projet DETONATION (Advanced numerical study of flame acceleration and detonation in vapour cloud explosions), financé par l'UE, s'est donc attelé à cette tâche. Les partenaires du projet ont modélisé les processus complexes de l'accélération de flamme et permis de diffuser ces connaissances à tout le continent. Le modèle devait notamment s'intéresser à la progression de la flamme autour d'obstacles, isolés ou multiples. Ce projet s'inscrivait dans le sous-programme de bourses entrantes internationales (IOF) Marie Curie du septième programme-cadre (7e PC), il est resté actif pendant deux ans jusqu'en juillet 2013 et a atteint tous ses objectifs initiaux. Le projet a commencé par mettre au point une technique pour modéliser la combustion et l'explosion d'hydrogène à grande échelle. Elle associe la chimie en une seule étape avec les paramètres d'écoulement de l'air. Le modèle intègre par ailleurs, la combustion du gaz en explosion ainsi que son interaction avec des obstacles en espace ouvert en s'appuyant sur le logiciel OpenFOAM modifié. Les travaux ont aussi simulé la propagation de l'onde de détonation dans divers contextes, comme des coudes en U et des couches aplaties partiellement confinées. Le modèle pour l'hydrogène a montré un bon accord avec les mesures expérimentales. Ces étapes ont posé les bases pour définir un modèle chimique à grande échelle. Le projet a conçu une version modifiée pour le gaz naturel liquéfié, montrant comment des changements dans le diamètre des tuyaux affectent le déplacement de la flamme. Les calculs relatifs au gaz naturel liquéfié sont aussi en accord avec les tests. Les chercheurs ont également développé de nouvelles solutions de calcul pour l'accélération de flamme et le passage de la déflagration à la détonation. Leurs simulations correspondent bien aux mesures expérimentales et les solutionneurs ont été installés en Chine afin d'évaluer les risques d'explosion de plusieurs sites industriels chimiques. Dans le cadre du projet DETONATION, l'action chimique et physique des explosions de gaz inflammables est ainsi beaucoup mieux comprise. Ces travaux auront des répercussions tant dans les universités que dans les entreprises.
Mots‑clés
Explosion de gaz, hydrogène, gaz naturel, détonation, accélération de flamme
