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Dispersion


Maplin Sands (Campagne expérimentale)

Titre : Maplin Sands
Auteurs : Shell Research (1980)
Source : Shell research LTD PMF assesments
Référence : Puttock, J.S., G.W. Colenbrander, and D.R. Blackmore, 1983.
Maplin Sands Experiments 1980: Dispersion Results from Continuous Releases of Refrigerated Liquid Propane, Heavy Gas and Risk Assessment - II, 237, (D. Reidel Publishing Compa
Description : La campagne MAPLIN SANDS a consisté en différents essais, instantanés comme continus, de rejet de gaz naturel et de propane liquéfié au-dessus de la mer, sous des vitesses de vent variables.
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Mise au point d'un outil de simulation de situations accidentelles en réseaux souterrains (New Vendis)

Calcul d'aérage en réseau en transitoire.
New Vendis est un code de calcul d'aéraulique en réseau de ventilation, dont l’architecture est adaptée pour échanger des informations avec un code de calcul externe (CFD ou autre). Il permet la prise en compte de nombreux effets accidentels et naturels propres à un réseau de ventilation.
Ce code a été développé à l'INERIS. Il est décrit dans le rapport final du projet qui a supporté son développement, intitulé
"Mise au point d'un outil de simulation de situations accidentelles en réseaux souterrains", disponible ici.
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Modèle CFD de dispersion atmosphérique

Modèle de calcul de la dispersion d'un gaz dans l'air

    Les modèles CFD (Computational Fluid Dynamics) sont des modèles de simulation de Mécanique des Fluides permettant de simuler des écoulements en configurations complexes. Ce type de modèle a beaucoup d'applications dans le domaine de l'ingénierie.
    Les modèles numériques CFD de dispersion atmosphérique permettent de simuler la dispersion atmosphérique de gaz émis de manière chronique ou accidentelle en prenant en compte l’ensemble des phénomènes intervenant de façon significative sur la dispersion, qu’ils soient liés à l’atmosphère comme la turbulence thermique, ou au site comme les obstacles ou le relief.
    Ces modèles s’attachent donc à résoudre directement le système d’équations physiques qui gouverne la dispersion (équations de Navier-Stokes) sans le dégénérer comme dans la démarche des modèles de type intégral.
    La résolution de ce système est numérique, d'où l’appellation « Computational Fluid Dynamics » (CFD) ou encore « Mécanique des Fluides Numérique » (MFN). Les équations sont résolues en discrétisant l'écoulement sur un maillage généralement tridimensionnel.

    L'utilisation des outils de calcul basés sur des modèles CFD pour la modélisation de la dispersion atmosphérique est décrite dans le rapport Oméga 12 sur la dispersion atmosphérique.
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Modèle gaussien de dispersion atmosphérique (définition)

Modèle de calcul de la dispersion d'un gaz dans l'air Un modèle gaussien est basé sur l'hypothèse qu'un gaz passif va se disperser du fait de la seule action du fluide porteur, l’air. Le transport et la diffusion du gaz dépendent alors uniquement du vent et de la turbulence atmosphérique d’origine mécanique ou thermique. En négligeant la diffusion moléculaire et en considérant la diffusion turbulente homogène et isotrope, ainsi qu'un champ de vent uniforme dans l'espace, la concentration de produit est supposée suivre une distribution gaussienne le long des plans perpendiculaires à la direction du rejet. L'utilisation des modèles gaussiens pour la modélisation de la dispersion atmosphérique est décrite dans le rapport Oméga 12 sur la dispersion atmosphérique.
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Modèle intégral de dispersion atmosphérique

Modèle de calcul de la dispersion d'un gaz dans l'air

    Lorsque le rejet est tel qu’il perturbe l’écoulement atmosphérique de l’air, l’emploi d’un modèle gaussien de dispersion atmosphérique est inadapté. Des mécanismes physiques non pris en compte par les modèles gaussiens doivent être considérés, tels que :
  • - les effets de turbulence dynamique, pour les rejets sous forme de jet à grande vitesse d’émission ;
  • - les effets de gravité, pour les rejets de gaz lourds ;
  • - les effets de flottabilité pour les rejets de gaz légers.

    • L’emploi d’un modèle intégral permet de décrire ces mécanismes. Ce type de modèle est basé sur les équations de la mécanique des fluides dont le système d’équations est suffisamment dégénéré pour permettre une résolution rapide. Cette simplification se traduit
    par l’introduction de paramètres représentant globalement les mécanismes non modélisés.
    L'utilisation des modèles intégraux pour la modélisation de la dispersion atmosphérique est décrite dans le rapport Oméga 12 sur la dispersion atmosphérique.
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Modèles 3D (modèles tri-dimensionnels de dispersion)

Les modèles numériques tri-dimensionnels de dispersion (CFD) permettent de simuler les rejets de gaz en prenant en compte l’ensemble des phénomènes intervenant de façon significative sur la dispersion, qu’ils soient liés à l’atmosphère comme la turbulence thermique, ou au site comme les obstacles ou le relief.

Ces modèles s’attachent donc à résoudre directement le système d’équations physiques qui gouverne la dispersion sans le dégénérer comme dans la démarche des modèles de type intégral.
Le système d’équations du modèle physique est composé de :

  • la conservation de la quantité de mouvement ;
  • la conservation de l’énergie ;
  • la conservation de la masse d’air ;
  • la conservation de la quantité de produit ;
  • l’équation d’état du mélange gazeux ;
  • l’équation donnant la masse molaire du mélange.

    • A ces équations peuvent bien sûr être ajoutées d’autres équations afin de tenir compte de
    l’humidité, ou encore d’éventuelles réactions chimiques...

    L'utilisation des modèles CFD pour la modélisation de la dispersion atmosphérique est décrite dans le rapport Oméga 12 sur la dispersion atmosphérique.
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    MTH - BA Lathen (Campagne expérimentale)

    Titre: MTH - BA Lathen
    Auteurs: TüV Norddeutschland (Germany)- Riso National Research Laboratory (Denmark)
    Source: Rediphem , v1_lati.zip
    Référence : Nielsen, M., & Jensen, N. O. (1991). Continuous release of dense gas, field experiments with obstacles. In Final Report on Project BA.X2, Riso National Laboratory, Denmark, pp. 1-27.
    Description : La campagne LATHEN a été conduite par Riso et TüV Norddeutschland pour étudier le comportement et la dispersion du propane liquéfié rejeté de manière continue dans une zone avec obstacles.
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    Phénomène de dispersion atmosphérique (Circulaire du 10 mai 2010)

    Phénomène de dispersion atmosphérique (Circulaire du 10 mai 2010)
    Guide d’élaboration et de lecture des études de dangers pour les établissements soumis à autorisation avec servitude (révision du guide de 2003)

    Fiche 2 : La dispersion atmosphérique

    [Circulaire du 10 mai 2010]
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    Prairie Grass (Campagne expérimentale)

    Titre : Prairie Grass (Campagne expérimentale de dispersion atmosphérique)
    Auteurs : Air Force Cambridge Research Center
    Source : http://envs.au.dk/en/knowledge/air/models/background/oml/
    ou http://www.harmo.org/astm/
    Référence : Barad, M.L., 1958: Project Prairie Grass, A Field Program in Diffusion, Geophysical Research Papers No. 59, AFCRC-TR-58-235, Air Force Cambridge Research Center.
    Description : La campagne de Prairie a consisté en plus de 60 expériences de rejets surfaciques de gaz passif SO2 au-dessus d'un terrain agricole plat.
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    Rain-out investigation : initial droplet size measurement

    Publication dans les Actes "Bhopal gas tragedy and its effects on process safety : souvenir book and abstracts of the international conference" - International Conference "Bhopal gas tragedy and its effects on process safety", Kanpur : Inde (2004)
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