Facteurs influant sur l’efficacité dans la conception de coupe-feu pour les usines d’extraction de métaux par solvant (Factors Influencing Effectiveness of Firewall Designs for Metalliferous Solvent Extraction Plants) (en anglais seulement)
Résumé
L’extraction par solvant de l’uranium, du cuivre, du nickel et d’autres métaux précieux est un procédé vieux de plus de cinquante ans, mais des perfectionnements lui sont constamment apportés.
Entre 1999 et 2004, des incendies majeurs se sont déclarés dans quatre grandes installations industrielles qui utilisaient ce procédé et qui, de ce fait, ont subi de fortes pertes en capital et de production. Un bon nombre des mesures d’atténuation des risques prises à la suite de ces désastres l’ont été par réaction, à partir d’informations trompeuses et sans connaissances suffisantes d’ordre technique ou concernant les risques d’incendie.
Comme bien d’autres installations industrielles, les usines d’extraction de métaux par solvant tirent le maximum d’efficacité de la proximité entre les équipements de procédé. La longueur des conduites étant ainsi réduite au minimum, il y a diminution des pertes par frottement, des pertes de chaleur et de la charge hydraulique requise pour pomper les liquides, d’où la réduction des besoins en énergie et par conséquent, des coûts en capital. Par contre, l’usine étant moins vaste, les distances de sécurité sont elles aussi moins grandes et, si un incendie éclate, il risque de se propager à tout l’établissement. L’installation de coupe-feu pour créer une zone d’isolement positif entre les décanteurs est donc nécessaire.
L’étude du conférencier a porté sur certains des facteurs clés qui influent sur l’efficacité de ces dispositifs de protection conçus pour les usines d’extraction par solvants métallifères. Des liens de corrélation en ont été déduits pour permettre aux ingénieurs et aux concepteurs d’estimer la hauteur des coupe-feu requise pour isoler convenablement les décanteurs les uns des autres et séparer les zones de feu d’une usine d’extraction par solvant lors des études conceptuelles et de faisabilité.
Le chercheur a procédé ensuite à une série de simulations obéissant aux principes de la dynamique numérique des fluides, pour une usine d’extraction par solvants fictive dans laquelle il faisait varier la taille des décanteurs, la hauteur des coupe-feu, les distances de sécurité qui les séparaient et la vitesse du vent. Après calcul — à l’aide de l’équation de Mudan — de l’intensité du rayonnement thermique auquel est exposé un élément extérieur au panache en présence ou en absence de vent, les résultats des différentes simulations ont pu être comparés.
Voici les facteurs dont l’étude a montré qu’ils influent sur l’efficacité des coupe-feu dans une usine d’extraction de métaux par solvant :- faible impact de la superficie du décanteur en feu;
- superficie augmentée de 125 % (de 400 à 900 mètres carrés);
- accroissement de 0,4 kilowatt par mètre carré de la chaleur rayonnante maximale transmise au décanteur n° 2, et de 0,1 kilowatt par mètre carré pour ce qui est de la chaleur rayonnante moyenne;
- effet marqué de la distance de sécurité entre les décanteurs et le coupe-feu;
- accroissement de la distance de protection de 0 à 1 mètre : réduction de la chaleur rayonnante transmise au décanteur n° 2 comprise entre 40 et 80 %;
- accroissement de la distance de protection de 1 à 2 mètres : réduction supplémentaire comprise entre 25 et 40 %;
- effet marqué du vent dominant;
- accroissement de la vitesse du vent de 0 à 10 kilomètres/heure : augmentation de la chaleur rayonnante transmise au décanteur n° 2 comprise entre 180 et 380 %;
- accroissement de la vitesse du vent de 10 à 20 kilomètres/heure : augmentation supplémentaire comprise entre 170 et 300 %;
- au-delà de 20 kilomètres/heure, la vitesse du vent ne semble pas avoir d’effet marqué sur la chaleur rayonnante moyenne, mais sa valeur maximale continue à croître.