FR3017737A1 - Systeme et procede pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site - Google Patents

Description

SYSTEME ET PROCEDE POUR LUTTER CONTRE LA DIFFUSION DE GAZ SUR UN SITE Domaine technique La présente invention concerne en général un système et un procédé pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site, et plus particulièrement un système et un procédé pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site.

Etat de la technique La diffusion de gaz dangereux ou toxique sur un site (par exemple : terminal méthanier, site pétrochimique, déchetterie) peut avoir des effets très dangereux pour la sécurité des gens qui travaillent ou habitent à proximité de ce site.

Aujourd'hui, il y a des systèmes pour lutter contre cette diffusion qui utilisent des moyens de génération d'un rideau d'eau. Ces moyens peuvent être fixés de manière permanente sur le site ou peuvent être mobiles. Dans le cas où ces moyens sont fixés, ils comportent des buses hydrauliques reliées à une source d'eau et disposées au voisinage de la périphérie du site. Dans le cas où ces moyens sont mobiles, ils peuvent comporter un diffuseur d'eau raccordé par exemple à un camion pompier ou à une bouche incendie. Les moyens de génération d'un rideau d'eau sont deployés en fonction des moyens d'alerte, autour du point de départ de la fuite de gaz selon les estimations des pompiers. Cependant, les systèmes actuels de lutte contre la diffusion de gaz ne permettent que de détecter la présence de gaz à un point donné du site, et seulement au moment de la diffusion du gaz autour de ce point, par des mesures de concentration du gaz dans l'air. Ainsi, les moyens de génération d'un rideau d'eau ne peuvent être positionnés ou activés à cet endroit seulement après le moment de détection de la diffusion du gaz autour de ce point. Cependant, il est à noter qu'un tel positionnement ou activation des moyens de génération d'un rideau d'eau après le moment de diffusion du gaz autour d'un point donné du site, n'est pas toujours assez efficace pour lutter contre la diffusion du gaz sur le site, spécialement dans le cas où la vitesse de diffusion du gaz est grande. Description de l'invention Ainsi, il y a un besoin de proposer un système et un procédé qui permettent d'être plus efficace pour positionner ou activer les moyens de génération d'un rideau d'eau. Un objet de l'invention concerne un système pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site. Ce système comprend particulièrement : - un dispositif de modélisation de déplacement de gaz sur le site en fonction de paramètres aérologiques et d'un périmètre de diffusion du gaz sur le site ; - une première série des capteurs disposés sur le site et adaptés pour détecter les paramètres aérologiques et - une seconde série des capteurs disposés sur le site et adaptés pour détecter la diffusion du gaz sur le site afin de déterminer le périmètre de diffusion du gaz sur le site. Il est à noter que les données issues de la première série des capteurs et de la seconde série des capteurs sont entrées dans le dispositif de modélisation de zo sorte que le dispositif de modélisation génère par anticipation une carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site en fonction du temps. Grace à la génération de cette carte d'évolution, le système permet d'anticiper le déplacement du gaz diffusé sur le site. Selon un mode de réalisation, la première série des capteurs comprend au 25 moins un capteur d'un type choisit parmi un anémomètre, un capteur de température, un capteur de pression atmosphérique, un capteur d'humidité ou une caméra. Selon une particularité, la caméra est une caméra en spectre visible et elle est connectée à des moyens d'analyse d'image permettant de déterminer la concentration de méthane par l'analyse d'un nuage d'évaporation visible formé par le 30 méthane. Les moyens d'analyse d'image ont en outre comme paramètres d'entrée le taux d'humidité fourni par au moins un capteur d'humidité. Selon un autre mode de réalisation, les capteurs de la seconde série de capteurs sont adaptés pour détecter au moins un gaz parmi le méthane, le chlore, l'ammoniaque ou le gaz issu d'une déchetterie.

Selon une particularité, le dispositif de modélisation de déplacement de gaz est calibré pour ledit site en procédant à un essai de diffusion d'un volume de gaz définis préalablement et de mesure du déplacement dudit volume de gaz sur site, et des conditions aérologiques pendant l'essai.

Selon une particularité, la mesure du déplacement du volume de gaz et des conditions aérologiques est effectuée par les capteurs de la première et de la seconde série de capteurs. Selon un mode de réalisation, le système comporte une série de stations de mesure, chaque station de mesure comportant au moins un capteur de la première 10 série des capteurs et au moins un capteur de la seconde série des capteurs. Selon une particularité, chaque station de mesure comporte une alimentation commune pour tous les capteurs de la station et des moyens d'émission des données communs pour tous les capteurs de la station. Selon une autre particularité, chaque station de mesure comporte un 15 assemblage de nano capteurs en un bloc, une source d'énergie autonome, et des moyens de communication, intermittents ou permanents, des données avec le dispositif de modélisation. Selon un mode de réalisation, le dispositif de modélisation comporte des moyens de réception et de traitement des données issues des capteurs, au moins un 20 ordinateur connecté aux moyens de réception et de traitement des données et un logiciel de simulation d'écoulement de fluide exécuté sur l'ordinateur. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un système de lutte contre la diffusion accidentelle d'un gaz comprenant un système pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site comme décrit ci-dessus et des moyens de 25 lutte contre la diffusion d'un gaz actionnés en fonction des informations issues du système d'anticipation du déplacement du gaz. Un objet de l'invention concerne également un procédé pour anticiper le déplacement de gaz diffusé sur un site. Particulièrement, le procédé comporte les étapes suivantes : 30 - la détection des paramètres aérologiques sur le site ; - la détection en parallèle du périmètre de diffusion du gaz sur le site ; - la modélisation de déplacement de gaz à partir des données détectées des paramètres aérologiques et du périmètre de diffusion du gaz sur le site afin de générer par anticipation une carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site en fonction du temps. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape préliminaire de calibration de la modélisation de déplacement de gaz.

Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d'exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : - La figure 1 illustre un système pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 illustre un procédé pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 3 illustre un mode de réalisation d'un système pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site. - La figure 4 illustre une variante du mode de réalisation de la figure 3. - La figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un système pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site. - La figure 6 illustre une variante du mode de réalisation de la figure 5. - La figure 7 illustre un mode de réalisation d'un procédé pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site.

Modes de réalisation La figure 1 représente un mode de réalisation d'un système pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site. Le site peut être un méthanier, un terminal méthanier, un site pétrochimique ou une déchetterie. En outre, le gaz diffusé peut être le méthane, le chlore, l'ammoniaque ou le gaz issu d'une déchetterie. Il est à noter que le système peut être aussi appliqué à d'autres types de sites et à d'autres types de gaz.

Aussi, il est à noter que la diffusion de gaz sur un site peut être générée après un accident sur ce site. Par exemple une fuite de gaz naturel liquéfié (GNL) sur un méthanier, un terminal méthanier ou un site pétrochimique peut résulter en la formation d'une nappe de GNL se vaporisant en un nuage inflammable incluant du méthane. Tel qu'illustré dans la figure 1, le système comprend un dispositif 10 de modélisation de déplacement de gaz sur le site. Cette modélisation de déplacement de gaz est effectuée en fonction de paramètres aérologiques et aussi en fonction d'un périmètre de diffusion du gaz sur le site. En outre, le système de la figure 1 comprend une première série des capteurs 20 qui sont disposés sur le site et sont adaptés pour détecter les paramètres aérologiques.

La première série des capteurs 20 comprend au moins un capteur d'un type choisit parmi un anémomètre, un capteur de température, un capteur de pression atmosphérique, un capteur d'humidité ou une caméra. Ainsi, les paramètres aérologiques utilisés sont le sens et la force des vents, la température, l'humidité et des formes de nuage.

Selon une particularité, la camera est une caméra en spectre visible et elle est connectée à des moyens d'analyse d'image permettant de déterminer la concentration de méthane par l'analyse d'un nuage d'évaporation visible formé par le méthane. Ces moyens d'analyse d'image ont en outre comme paramètres d'entrée le taux d'humidité fourni par au moins un capteur d'humidité. Il est à noter que l'analyse d'image est effectuée au moyen d'un algorithme spécifiquement développé (voir LECYSYN N. et al., Preliminary study of ballistic impact on an industrial tank: Projectile velocity decay Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Volume 21, Issue 6, November 2008, Pages 627-634.) afin de soustraire le fond, binariser, et extraire les contours d'un nuage de gaz visible.

Par ailleurs, le système de la figure 1 comprend une seconde série des capteurs 30 disposés sur le site et adaptés pour détecter la diffusion du gaz sur le site afin de déterminer le périmètre de diffusion du gaz sur le site. Les capteurs de la seconde série des capteurs sont adaptés pour détecter au moins un gaz parmi le méthane, le chlore, l'ammoniaque ou le gaz issu d'une déchetterie. Il est à noter que les capteurs de la seconde série peuvent aussi être adaptés pour détecter d'autres types de gaz. Selon le mode de réalisation de la figure 1, les données issues de la première série des capteurs et de la seconde série des capteurs sont entrées dans le dispositif de modélisation 10. Ainsi, à la base de ces données, le dispositif de modélisation génère par anticipation une carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site en fonction du temps. Il est à noter que la génération de cette carte d'évolution peut être effectuée à l'aide des logiciels de simulation d'écoulement de fluide qui sont connus à l'homme du métier. Un exemple particulier de ces logiciels est le logiciel d'Evolcode qui est mentionné ci-dessous. Par anticipation, on entend que le dispositif de modélisation 10 permet de générer une carte du site sur laquelle peut etre superposée le déplacement du gaz en fonction du temps pour des instants postérieurs à la modélisation. Il est ainsi possible de visualiser la position du gaz dans à un instant futur. Grace à la génération par anticipation de la carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site, le système illustré dans la figure 1 permet d'anticiper le déplacement du gaz diffusé sur le site. Il est à noter que cette anticipation de déplacement du gaz permet de positionner ou activer les moyens de génération d'un rideau d'eau sur un point donné du site avant le moment de diffusion de gaz sur ce point. Ainsi, le système de la figure 1 permet d'améliorer la lutte contre la diffusion de gaz sur un site au regard des systèmes de l'art antérieur.

Aussi, il est à noter que selon l'art antérieur, les systèmes permettent la détection du déplacement du gaz diffusé sur un site mais que ces systèmes selon l'art antérieur ne permettent pas d'anticiper ce déplacement.

Le dispositif 10 de modélisation de déplacement de gaz est calibré pour ledit site en procédant à un essai de diffusion d'un volume de gaz défini préalablement. Pendant cet essai de diffusion d'un volume de gaz, il est aussi effectué un essai de mesure de déplacement du volume de gaz et des conditions aérologiques.

Selon une particularité, la mesure du déplacement du volume de gaz et des conditions aérologiques est effectuée respectivement par les capteurs de la première série de capteurs 20 et les capteurs de la seconde série de capteurs 30. Selon un mode de réalisation, le système pour anticiper le déplacement d'un gaz diffusé sur un site comporte une série de stations de mesure. Chaque station de mesure comporte au moins un capteur de la première série des capteurs 20 et au moins un capteur de la seconde série des capteurs 30. Selon une particularité, chaque station de mesure comporte une alimentation commune pour tous les capteurs de cette station et des moyens d'émission des 20 données communs pour tous les capteurs de cette station. Selon une autre particularité, chaque station de mesure comporte un assemblage de nano capteurs en un bloc, une source d'énergie autonome, et des moyens de communication des données avec le dispositif 10 de modélisation. 25 Particulièrement, les moyens de communication peuvent être intermittents ou permanents. Par assemblage de nano capteurs on entend un assemblage de capteurs de la première et de la deuxième série de capteurs sur un support de petite taille, 30 idéalement inferieur à 5cm de coté. Un tel assemblage de capteurs permet de réduire drastiquement l'encombrement, les couts de fabrication et la consommation d'énergie. Il est ainsi plus facile de réaliser un maillage du site avec de telle station.

Selon un mode de réalisation, le dispositif 10 de modélisation comporte des moyens de réception et de traitement des données issues des capteurs de la première et la seconde série des capteurs. En outre, il comporte au moins un ordinateur connecté aux moyens de réception et de traitement des données et un logiciel de simulation d'écoulement de fluide exécuté sur l'ordinateur. Ce logiciel applique les données issues des capteurs mentionnées ci-dessus afin de générer la carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site. A titre d'exemple, le logiciel de simulation d'écoulement de fluide utilisé par le dispositif (10) de modélisation est l'Evolcode (voir Blanchetière V., Duhart J., (2011) Evolcode : Last evolution for the calculations of consequences of LNG releases and LNG fires, Proceedings of IGRC 2011, Seoul (Korea)). Ce logiciel est bien connu à l'homme du métier et il concerne principalement la simulation d'écoulement de gaz naturel liquéfié (GNL). Cependant, ce logiciel peut être utilisé pour la simulation d'écoulement d'autres types de gaz. La figure 2 représente un procédé pour anticiper le déplacement de gaz diffusé sur un site.

Particulièrement, dans une étape 50 du procédé, la calibration de la modélisation de déplacement de gaz est effectuée par la calibration du dispositif 10 de modélisation de déplacement de gaz sur le site. La calibration du dispositif 10 de modélisation est déjà décrite ci-dessus.

Dans une étape 100 du procédé, la détection des paramètres aérologiques sur le site est effectuée. Dans une étape 200 du procédé, la détection du périmètre de diffusion du gaz sur le site est effectuée, en parallèle avec la détection des paramètres aérologiques effectuée dans l'étape 100. Dans une étape 300 du procédé, la modélisation de déplacement de gaz à partir des données détectées des paramètres aérologiques et du périmètre de diffusion du gaz sur le site est effectuée, afin de générer par anticipation une carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site en fonction du temps. Comme mentionné ci-dessus, la génération par anticipation de la carte 5 d'évolution de déplacement du gaz permet de positionner ou activer les moyens de génération d'un rideau d'eau sur un point donné du site avant le moment de diffusion de gaz sur ce point. Cependant, il est à noter que l'utilisation des moyens de génération d'un rideau d'eau par les systèmes actuels pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site 10 présente des inconvénients. Un de ces inconvénients est que le rideau d'eau n'est pas efficace pour lutter contre la diffusion de gaz en cas de vent fort ayant une vitesse plus grande que 5 m/s. 15 En outre, dans le cas où le gaz diffusé est de gaz qui provient de la vaporisation d'une nappe de gaz naturel liquéfié (GNL) qui est par exemple dispersé sur un méthanier, un terminal méthanier ou un site pétrochimique, le rideau d'eau favorise la vaporisation de cette nappe en un nuage de gaz inflammable. La raison 20 en est que l'eau a une température ambiante beaucoup plus haute que la température de la nappe de GNL et ainsi, elle réchauffe la nappe de GNL résultant en une augmentation du gaz diffusé. En outre, l'utilisation d'un rideau d'eau pour lutter contre la diffusion de gaz 25 qui provient de la vaporisation d'une nappe de gaz naturel liquéfié (GNL) sur un site, peut présenter un risque explosif lors de la rencontre entre le GNL à très basse température et l'eau à température ambiante. Afin de surmonter tous ces inconvénients, le système pour lutter contre la 30 diffusion de gaz sur un site utilise des moyens de génération d'un rideau de neige carbonique au lieu des moyens de génération d'un rideau d'eau. Particulièrement, le système pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site comporte des moyens de détection de la diffusion de gaz sur le site et des moyens de génération d'un rideau de neige carbonique connectés aux moyens de détection de la diffusion de gaz. Les moyens de génération d'un rideau de neige carbonique sont activés en réponse à la détection de la diffusion de gaz sur le site par les moyens de détection de la diffusion de gaz. Alternativement, les moyens de génération d'un rideau de neige carbonique sont activés par un dispositif de modelisation ou manuellement. Le rideau de neige carbonique est plus efficace pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site au regard du rideau d'eau. Ainsi, les systèmes pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site comportant des moyens de génération d'un rideau de neige carbonique sont plus efficaces que les systèmes actuels qui comportent des moyens de génération d'un rideau d'eau. Il est à noter que la neige carbonique est efficace pour lutter contre la diffusion de gaz même en cas de vent fort ayant une vitesse plus grande que 5 m/s.

En outre, dans le cas où le gaz diffusé sur un site est du gaz qui provient de la vaporisation d'une nappe de gaz naturel liquéfié (GNL), grâce à la très basse température de la neige carbonique, cette vaporisation est largement limitée.

De plus, dans le cas mentionné ci-dessus où le gaz diffusé sur un site est du gaz qui provient de la vaporisation d'une nappe de gaz naturel liquéfié (GNL), l'utilisation d'un rideau de neige carbonique réduit le risque explosif. La raison de cette réduction est que le dioxyde de carbone (CO2) de la neige carbonique remplace l'oxygène dans l'air ambiant et ainsi le risque d'inflammation du gaz diffusé est réduit. Dans un mode de réalisation illustré dans la figure 3, les moyens de détection de la diffusion de gaz sur le site comportent une série des capteurs 5 pour détecter la diffusion de gaz et les moyens de génération d'un rideau de neige carbonique comportent des buses hydrauliques 15 disposées au voisinage de la périphérie du site. La série des capteurs 5 est connectée aux buses hydrauliques 15 qui sont disposées en hauteur et émettent un rideau de neige carbonique dirigé vers le sol. Les buses hydrauliques 15 sont reliées au moins à une source de CO2 liquide 25 disposée sur le site. Les buses hydrauliques 15 sont activées en fonction d'un signal d'alerte reçu par la série des capteurs 5 lorsqu'une diffusion de gaz sur le site est détectée par ces capteurs. Il est à noter que le CO2 liquide de la source de CO2 liquide est transformé en rideau de neige carbonique à cause de la différence de pression dans les buses hydrauliques et la pression ambiante.

Dans une variante du mode de réalisation de la figure 3 qui est illustrée dans la figure 4, les buses hydrauliques 15 sont disposées au niveau de sol du site et elles émettent un rideau de neige carbonique dirigé vers le haut.

Dans un autre mode de réalisation illustré dans la figure 5, les moyens de détection de la diffusion de gaz sur le site comportent une première série des capteurs 20 disposés sur le site et adaptés pour détecter les paramètres aérologiques et une seconde série des capteurs 30 disposés sur le site et adaptés pour détecter la diffusion du gaz sur le site afin de déterminer le périmètre de diffusion du gaz sur le site. En outre, les moyens de génération d'un rideau de neige carbonique comportent des buses hydrauliques 15 qui sont disposés en hauteur et sont reliées à une source de CO2 liquide 25 disposée sur le site. Les buses hydrauliques 15 sont en plus connectées à la première série des capteurs 20, à la seconde série des capteurs 30 et à un dispositif 10 de modélisation de déplacement de gaz sur le site en fonction de paramètres aérologiques et d'un périmètre de diffusion du gaz sur le site. Les buses hydrauliques 15 sont activées en fonction d'un signal d'alerte émis par le dispositif 10 de modélisation. Il est à noter que les données issues de la première série des capteurs et de la seconde série des capteurs sont entrées dans le dispositif de modélisation 10 de sorte que le dispositif de modélisation génère par anticipation une carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site en fonction du temps. L'activation des buses hydrauliques 15 en fonction d'un signal d'alerte émis par le dispositif 10 de modélisation est très efficace pour lutter contre la diffusion de gaz sur le site puisqu'elle est basée sur la carte d'évolution de déplacement du gaz sur le site généré par le dispositif 10 de modélisation. En outre, il est à noter que dans une configuration non explicitement représentée, la première série des capteurs et la seconde série des capteurs peuvent être connectés directement aux buses hydrauliques 15 afin de les commander, éventuellement en passant par un dispositif technique d'interface. Ainsi, les buses sont automatiquement déclenchées lorsque des relevés des capteurs de la première et de la seconde série 10 et 20 atteignent un seuil préalablement fixé.

Dans une variante du mode de réalisation de la figure 5 qui est illustrée dans la figure 6, les buses hydrauliques 15 sont disposées au niveau de sol du site et elles émettent un rideau de neige carbonique dirigé vers le haut.

Les moyens de génération de neige carbonique peuvent aussi être mobiles. Dans ce cas là, les moyens de génération de neige carbonique comportent un diffuseur relié à une source de CO2 liquide. A titre d'exemple, la source de CO2 liquide est disposée dans un camion pompier ou dans une bouche incendie. Il est à noter que le CO2 liquide de la source de CO2 liquide est transformé en rideau de neige carbonique à cause de la différence de pression dans le diffuseur et la pression ambiante. La figure 7 représente un procédé pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site à l'aide du système pour lutter contre la diffusion de gaz mentionnée ci-20 dessus. Dans une étape 110 du procédé, la détection de la diffusion de gaz sur le site est effectuée à l'aide des moyens de détection de la diffusion de gaz mentionnés ci-dessus.

25 Dans une étape 120 du procédé, la génération d'un rideau de neige carbonique est effectuée en réponse à la détection de la diffusion de gaz sur le site afin de lutter contre cette diffusion de gaz. La génération d'un rideau de neige carbonique est effectuée à l'aide des moyens de détection de la diffusion de gaz 30 mentionnés ci-dessus.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Système pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site, comportant: - des moyens (5) de détection de la diffusion de gaz sur le site ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (15) de génération d'un rideau de neige carbonique connectés auxdits moyens de détection de la diffusion de gaz sur le site, pour générer un rideau de neige carbonique lorsqu'une Io diffusion de gaz sur le site est détectée.
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens (15) de génération d'un rideau liquide comportent des buses hydrauliques reliées à une source (25) de CO2 liquide et disposées au voisinage de la périphérie dudit site. 15
3. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel les buses hydrauliques sont disposées au niveau du sol et émettent un rideau de neige carbonique dirigé vers le haut. 20
4. 4. Système selon la revendication 2, dans lequel les buses hydrauliques sont disposées en hauteur et émettent un rideau de neige carbonique vers le sol.
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens (5) de détection de la diffusion de gaz sur le site comprennent des capteurs 25 disposés sur le site et adaptés pour détecter la diffusion de gaz sur le site.
6. 6. Procédé pour lutter contre la diffusion de gaz sur un site, comportant : - la détection (110) de la diffusion de gaz sur le site ; 30 - la génération (120) d'un rideau de neige carbonique en réponse à la détection de la diffusion de gaz sur le site.