Normes Soupapes

Plaidoyer pour l’amélioration des Normes relatives aux soupapes de régulation et de sécurité

Certaines soupapes de sécurité ne sont pas aptes à se refermer. Ainsi s’exprimait un éminent responsable en 1990 lors d’une réunion dans laquelle furent évoqués divers problèmes liés à la stabilité, aux difficultés de fermeture et aux défauts d’étanchéité de ces organes de protection.
Selon les normes, la définition d’une soupape de sécurité est : Organe de sûreté de pression qui s’ouvre automatiquement … et qui évacue un débit de fluide suffisant … il se referme automatiquement en arrêtant l’écoulement du fluide …
Or le fluide évacué, lors de l’ouverture d’une soupape, transporte avec lui de l’énergie cinétique. La puissance motrice correspondante, évidemment variable selon les cas, atteint souvent le mégawatt, pour fixer un ordre de grandeur industriel. Le fluide, se débarrassant d’une telle puissance motrice, est en mesure d’engendrer certains ennuis mécaniques.
La dégradation de l’énergie cinétique contenue dans le fluide évacué, constitue donc un second impératif qui n’est pas signalé dans les normes, à ma connaissance.
Afin d’améliorer la sécurité des installations et protéger les hommes et leur environnement, cette seconde fonction des soupapes de sécurité : dégradation contrôlée de l’énergie cinétique nécessiterait, de mon point de vue, d’être mentionnée dans les normes.  La refermeture des soupapes s’en trouverait confortée.

Un simple robinet n’existe que lorsqu’il est fermé.

Dès son ouverture, les phénomènes deviennent très compliqués à analyser, car l’écoulement pénètre profondément dans le chaos. Dans les applications en centrales thermiques, les puissances motrices contenues dans le fluide peuvent atteindre des valeurs très importantes ; l’énergie cinétique correspondante se dissipe généralement à sa guise en se transformant sous d’autres formes parfois néfastes (sonores, vibratoires, etc.) pouvant perturber le fonctionnement et fragiliser l’installation
Des dysfonctionnements de soupapes surviennent relativement souvent dans les centrales thermiques, mais aussi dans les installations chimiques et pétrolières. Si les soupapes entravent parfois la bonne marche des centrales, c’est que leurs écoulements sont insuffisamment maîtrisés.
La cause initiale de la catastrophe de Three Mile Island est à rechercher, par exemple, dans la défaillance d’une soupape. En réponse à une lettre ouverte, le président Carter, spécialiste en génie nucléaire, souhaite que cet avis argumenté soit partagé avec le plus grand nombre.

Un livre explicatif

La dégradation massive et rapide de l’énergie cinétique – opération spécifique aux soupapes et détendeurs – concerne un domaine méconnu de la thermodynamique. Il m’a paru utile de débroussailler ce sujet dans un livre de physique appliquée, où l’on montre, en particulier, qu’il est possible, par une utilisation singulière des écoulements supersoniques, de mettre un profond désordre dans le milieu moléculaire afin d’échapper au chaos dans notre monde macroscopique.