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Évitez les mauvaises surprises avec des extrapolations

De bonnes propriétés physiques et données de sécurité sont essentielles pour l’obtention d’analyses de risque fiables. La modélisation et simulation de pro­cédés chimiques requièrent une mul­titude de données cohérentes. Avec peu ou sans informations ex­pé­rimen­tales, les propriétés inconnues doivent être estimées ou extrapolées.

Les propriétés physico-chimiques des substances sont des in­formations fonda­mentales. On distingue ainsi :

• Propriétés thermodynamiques
• Propriétés de transfert
• Informations de sécurité
• Données toxicologiques
• Données éco-toxicologiques

Souvent les propriétés doivent être extra­polées bien au-delà de la plage dans lesquelles elles ont été mesurées initialement. La Figure 1 montre un exemple avec des tensions de vapeur déterminées à des tem­pératures élevées et ensuite extrapolées à température ambiante. Une telle extrapolation peut être nécessaire pour la classification de transport (conformément au SGH/CLP) ainsi que pour la création des fiches de données de sécurité (FDS).

L’extrapolation avec une méthode inadé­quate ou une corrélation déraisonnable peut déboucher sur des erreurs de plu­sieurs ordres de grandeur comme montré dans la Figure 1 pour l’extrapolation de la tension de vapeur du dicyclohéxyl méthyl­phosphonate.

Figure 1: Les extrapolations peuvent être délicates.

La propagation d'erreur pour le dimen­sionnement d’évent est également sub­stantielle. Une erreur sur la tension de vapeur ou l’enthalpie d’évaporation peut mener à un sous ou un surdimensionnement d’une soupape de sécurité avec des conséquences telles que l’entrée en résonnance de la soupape, des problèmes lors du traitement des flux déchargés voire même une rupture du réacteur supposé être protégé par la soupape.

De nombreuses méthodes et approches assurent l’extrapolation de données dans des régions non-accessibles expérimenta­lement. Pour estimer les données de propriétés physico-chimiques, les possibilités suivantes existent  :

• Corrélations empiriques et règles
• Contributions de groupes
• Approche des états correspondants
• Relations structure-propriété
• Tests de cohérence thermodynamique
• Interpolation et extrapolation à partir des substances similaires
• Analyse de séries homologues
• Tendances des familles de substances
• Méthodes de séries analogues
• Corrélations de propriétés multiples
• Modèle de comportement propriété
• Combinaison de méthodes

La base de données de propriétés ther­mo­dynamiques PPDS peut être consultée pour accéder aux informations soigneuse­ment évaluées sur des corps purs et mélanges. La dépendance des propriétés avec la tempéra­ture ainsi que des programmes de ré­gression sont également disponibles pour créer de nouvelles corrélations.

Toutefois, les données expérimentales ainsi que les extrapolations et estimations doivent être scrupuleusement vérifiées et validées en considérant leur plausibilité, leur exactitude et leur précision avant d’être utilisées.

Les services suivants sont également à votre disposition :

• Sélection de méthodes pour évaluer des propriétés physico-chimiques
• Choix de corrélations et équations
• Régressions et analyses statistiques
• Calcul de propagation d’erreurs
• Visualisation et interprétation des résultats

Nos laboratoires et experts peuvent volontiers vous conseiller sur l’obtention d’informations manquantes que ce soit par mesures, estimations ou prédictions. Notre solide expérience dans l’évaluation et le juge­ment des propriétés physiques peuvent améliorer la sécurité de vos procédés.

Contact : TÜV SÜD Process Safety