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Title:
COMPACT MODULAR FACILITY FOR PREPARING AN EXPLOSIVE EMULSION PRECURSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/209311
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a modular facility (1) for producing an explosive emulsion precursor made up of a water-in-oil reverse emulsion, the facility comprising: - a first tank (2) for preparing an aqueous phase comprising a first heating means (3) and first stirring means for stirring the aqueous phase (4), the first tank being in communication with first pump circulation means (5) for circulating a) the aqueous phase directly or indirectly to a shearing device (6) for preparing the water-in-oil reverse emulsion, b) the feed water of the first tank from a water storage tank, and c) nitrate from a nitrate storage tank (7); - a second tank (8) for preparing an oil phase comprising a second heating means (9) and second stirring means for stirring the oil phase (10), the second tank being in communication with second pump circulation means (11) for circulating d) the oil phase from the second tank directly or indirectly to a shearing device (6) and e) components of the oil phase from external component storage tanks (12) to the second tank (8); - at least one third storage tank (13) for storing the emulsion in communication with the shearing device (6) via third pump circulation means (14) for circulating f) the water-in-oil reverse emulsion; - a heat-transfer fluid supply means (15) for supplying the first (3) and second (9) heating means with heat-transfer fluid, the facility being characterised in that the heat-transfer fluid supply means (15) is a hot water boiler and in that the first heating means (3) is a coil-shaped tubular heat exchanger made up of two tubes in a staggered arrangement.

Inventors:
HENON THIERRY (FR)
JOHNSON AYMERIC (FR)
Application Number:
PCT/FR2023/050561
Publication Date:
November 02, 2023
Filing Date:
April 19, 2023
Export Citation:
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Assignee:
NITRATES & INNOVATION (FR)
International Classes:
C06B21/00; B01F33/501; C06B47/14; F28D1/02; F28D1/047
Foreign References:
FR3000957A12014-07-18
US20120060773A12012-03-15
Attorney, Agent or Firm:
FLIJANE, Stéphanie et al. (FR)
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Claims:
Revendications

1. Installation modulaire (1) pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile comprenant :

- une première cuve (2) pour la préparation d'une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) et des premiers moyens d'agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l'émulsion inverse d'eau, b) de l'eau d'alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d'eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7),

- une deuxième cuve (8) pour la préparation d'une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d'agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve (8),

- au moins une troisième cuve de stockage (13) de l'émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l'émulsion inverse d'eau dans l'huile

- un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage ladite installation étant caractérisée en ce que le moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) est une chaudière à eau chaude et en ce que le premier moyen de chauffage (3) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.

2. Installation modulaire selon la revendication 1 dans laquelle le deuxième moyen de chauffage (9) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale.

3. Installation modulaire selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle le premier (3) et le deuxième moyen de chauffage (9) sont disposés au niveau de tout ou partie de la périphérie interne des parois de respectivement la première cuve (2) et de la deuxième cuve (8). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le premier moyen de chauffage (3) est disposé sur au moins 50 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve (2). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes dans laquelle :

- la première cuve (2) pour la préparation de la phase aqueuse,

- le premier (3) et deuxième moyen (9) de chauffage,

- les premiers (4) et deuxièmes (10) moyens d'agitation,

- les premiers (5), deuxièmes (11) et troisièmes (14) moyens de circulation par pompage,

- la deuxième cuve (8) pour la préparation de la phase huileuse,

- le dispositif de cisaillement (6) et

- la chaudière d'eau chaude (15), sont compris dans un premier conteneur (A). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une quatrième cuve (16) pour la préparation d'une pré-émulsion composée du mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse, ladite cuve comprenant des troisièmes moyens d'agitation (17) et communiquant avec la première cuve (2) via les premiers moyens de circulation par pompage (5), avec la deuxième cuve (8) via les deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) et avec le dispositif de cisaillement (6) via des quatrièmes moyens de circulation par pompage de la pré-émulsion (18). Installation modulaire selon les revendications 5 et 6 dans laquelle la quatrième cuve (16), les troisièmes moyens d'agitation (17) et les quatrièmes moyens de circulation par pompage (18) de la pré-émulsion sont compris dans le premier conteneur (A). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de fourniture d'énergie électrique pour alimenter en électricité au moins les moyens de circulation par pompage (5, 11, 14, 18) et les moyens d'agitation (4, 10, 17). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est dépourvue de cuve tampon destinée à recueillir de façon temporaire l'émulsion f) avant son stockage dans au moins une troisième cuve de stockage (13). Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la troisième cuve pour le stockage (13) de l'émulsion f) est pourvue de moyens de prélèvement de ladite émulsion.

11. Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la première (2), deuxième (8), troisième (13) et la quatrième (16) cuves comprennent des ouvertures obturables par lesquelles sont connectées des conduites de transfert de fluide entre lesdites cuves et/ou des câbles électriques.

12. Installation modulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que :

- la première cuve (2) comprend au moins a) une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de la phase aqueuse depuis la première cuve (2) directement ou indirectement vers le dispositif de cisaillement (6), une portion de conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur (15) et le premier moyen de chauffage (3), et une portion de conduite d'alimentation en eau de la première cuve (2) depuis une cuve de stockage d'eau (19) et b) une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7)

- la deuxième cuve (8) comprend au moins une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de la phase huileuse depuis la deuxième cuve (8) directement ou indirectement vers le dispositif de cisaillement (6), une portion de conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur (15) et le deuxième moyen de chauffage (9), et des portions de conduite d'alimentation en composants de la phase huileuse depuis des cuves de stockage externes (12)

- la troisième cuve de stockage comprend au moins une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de l'émulsion f) depuis le dispositif de cisaillement (6).

13. Utilisation de l'installation modulaire selon l'une des revendications 1 à 12 pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

14. Utilisation selon la revendication 13 comprenant : a) une étape de préparation d'une phase aqueuse par dissolution du nitrate dans de l'eau en chauffant, b) une étape de préparation d'une phase huileuse par mélange de composants comprenant au moins un corps gras végétal et/ou minérale et un agent tensioactif en chauffant, c) une étape de préparation d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile dans laquelle la phase aqueuse et la phase huileuse sont, directement ou sous forme de pré-émulsion, soumises à un cisaillement.

Description:
Titre de l'invention

Installation modulaire compacte pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive

Domaine technique

La présente invention concerne une installation modulaire compacte pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive et l'utilisation de l'installation modulaire selon l'invention pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

Technique antérieure

Les précurseurs d'explosifs sont généralement fabriqués sur site en mélangeant une phase aqueuse comprenant des nitrates et constituant un comburant avec une phase huileuse contenant un agent tensioactif et constituant un combustible. Le mélange sur site pour la fabrication de précurseurs d'explosifs permet de limiter les risques liés au transport.

La phase aqueuse est généralement préparée par dissolution de nitrates d'ammonium et/ou de nitrates de sodium et/ou de nitrates de calcium dans de l'eau avec ajout d'additifs pour favoriser la gazéification et éventuellement des additifs permettant d'ajuster le pH de la phase aqueuse. De sorte à faciliter la dissolution des nitrates, dont la proportion pondérale se situe aux alentours de 80 %, l'eau est chauffée à une température d'au moins 65 °C de préférence à une température d'au moins 85°C.

La phase huileuse comprend un mélange de différents corps gras végétaux et/ou minéraux et d'agents tensioactifs. La phase huileuse peut par exemple être obtenue par mélange d'huiles minérales neuves ou récupérées, telles que des huiles de paraffine ou de fioul avec une quantité d'agents tensioactifs dans une proportion de 10 à 30 % du total de la phase huileuse. La phase huileuse est généralement chauffée entre 40 et 90 °C de sorte à réduire l'écart de température avec la phase aqueuse et favoriser leur mélange. Pour l'obtention de l'émulsion constituant un précurseur d'explosif, un prémix ou pré-émulsion de faible viscosité est préparé dans une cuve à l'aide de moyens d'agitation. La faible viscosité de cette préémulsion confère une stabilité et une consistance insuffisantes à cette pré-émulsion pour la préparation d'un explosif, c'est pourquoi un dispositif de cisaillement est utilisé pour augmenter la viscosité de cette pré-émulsion. L'émulsion constituant le précurseur d'explosif sera ultérieurement rendue explosive par ajouts et mélange de réactifs chimiques tel qu'une solution de nitrite de sodium et/ou des agents sensibilisants solides tels que des microsphères de verre dans des unités de fabrication sur site juste avant utilisation comme explosif.

De sorte à limiter les risques et tenir compte de la spécificité de l'émulsion constituant le précurseur d'explosif il a été proposé dans l'art antérieur de préparer celle-ci sur site à l'aide d'une installation modulaire transportable et pouvant être montée sur site. Pour faciliter le transport des différents éléments nécessaires pour la préparation de l'émulsion, ces derniers sont transportés dans plusieurs conteneurs qui vont être agencés sur place. Il existe également des installations modulaires comprenant plusieurs conteneurs permettant de ne pas réaliser les différentes étapes de préparation du précurseur de l'émulsion au sein d'un même conteneur.

Cependant, la présence de nombreux conteneurs ne facilite pas leur transport, leur agencement et la modularité de l'installation. Une grande surface est également nécessaire pour ce type d'installation. De plus, ces installations sont destinées à la préparation de grandes quantités de précurseurs d'émulsion explosive, de l'ordre de 10 000 tonnes par an et ne sont donc pas adaptées pour la production de plus faibles quantités et à plus faibles coûts.

Il existe donc un besoin de disposer d'une installation pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive, qui soit de taille mesurée, peu complexe, facile à installer, facile à démonter et à transporter de sorte à pouvoir préparer facilement et dans des conditions sécurisées sur ou à proximité du site de mise en œuvre d'une composition explosive, un précurseur d'émulsion explosive apte à être utilisé pour la préparation d'une composition explosive. Il existe notamment un besoin de disposer d'une installation modulaire dont la mise en œuvre est simple, rapide, peu coûteuse, sécurisée, et facile à mettre en œuvre pour la préparation de faibles quantités ou quantités modérées de précurseur d'émulsion explosive, par exemple de l'ordre de 1500 à 2500 t/an.

En particulier, il existe un besoin de disposer d'une installation modulaire de taille mesurée pour la préparation de faibles quantités de précurseur d'émulsion explosive de sorte à limiter les coûts de préparation mais également pour pouvoir avantageusement préparer à la demande les quantités nécessaires de précurseur d'émulsion explosive pour la préparation d'une composition explosive et ainsi favoriser l'obtention d'une composition explosive présentant de bonnes caractéristiques pyrotechniques.

Il existe aussi un besoin de disposer d'une utilisation d'une installation modulaire pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive qui soit simple, rapide, peu coûteux, sécurisé, facile à mettre en œuvre sur ou à proximité du site de mise en œuvre d'une composition explosive.

A cet effet, la présente invention fournit avantageusement une installation pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive dont les éléments la composant sont avantageusement aptes à être réunis au sein d'un seul conteneur, et une utilisation de ladite installation pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive répondant aux besoins existants susmentionnés.

La Demanderesse s'est rendu compte qu'il était possible de disposer d'une installation pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive, qui soit de taille mesurée, peu complexe, facile à installer, à démonter et à transporter de sorte à pouvoir préparer de façon sécurisée sur site, un précurseur d'émulsion explosive et en particulier en des quantités faibles à modérées. La Demanderesse s'est également rendu compte qu'il était possible d'utiliser l'installation modulaire selon l'invention pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile, qui soit facile et peu coûteux à mettre en œuvre et ce, même pour des quantités faibles à modérées. Résumé de l'invention

En conséquence, un premier objet de l'invention concerne une installation modulaire (1) pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile comprenant :

- une première cuve (2) pour la préparation d'une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) et des premiers moyens d'agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l'émulsion inverse d'eau, b) de l'eau d'alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d'eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate

(7),

- une deuxième cuve (8) pour la préparation d'une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d'agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve

(8),

- au moins une troisième cuve de stockage (13) de l'émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l'émulsion inverse d'eau dans l'huile

- un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage ladite installation étant caractérisée en ce que le moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) est une chaudière à eau chaude et en ce que le premier moyen de chauffage (3) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.

Un deuxième objet de l'invention concerne l'utilisation de l'installation modulaire selon le premier objet de l'invention pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

L'utilisation selon l'invention permet avantageusement de pouvoir fabriquer facilement, et à moindres coûts, des quantités faibles à modérées d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

Brève description des dessins

[Fig. 1] La figure 1 représente une vue en perspective de l'installation selon l'invention, sur laquelle on distingue - une première cuve (2) pour la préparation d'une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) qui est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce, des premiers moyens d'agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l'émulsion inverse d'eau, b) de l'eau d'alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d'eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7), - une deuxième cuve (8) pour la préparation d'une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d'agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve (8), - au moins une troisième cuve de stockage (13) de l'émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l'émulsion inverse d'eau dans l'huile et - un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) qui est une chaudière à eau chaude pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage.

[Fig. 2] La figure 2 représente une vue en perspective de l'installation selon l'invention comprenant une quatrième cuve (16) pour la préparation d'une pré-émulsion composée du mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse, ladite cuve comprenant des troisièmes moyens d'agitation (17) et communiquant avec la première cuve (2) via les premiers moyens de circulation par pompage (5), avec la deuxième cuve (8) via les deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) et avec le dispositif de cisaillement (6) via des quatrièmes moyens de circulation par pompage de la pré-émulsion (18).

[Fig. 3] La figure 3 représente l'installation selon l'invention dans laquelle plusieurs éléments sont compris dans un même conteneur (A).

[Fig. 4] La figure 4 représente la première cuve (2) comprenant un premier moyen de chauffage, qui est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.

Description détaillée de l'invention

La présente invention concerne une installation modulaire (1) pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile comprenant :

- une première cuve (2) pour la préparation d'une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) et des premiers moyens d'agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l'émulsion inverse d'eau, b) de l'eau d'alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d'eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7), - une deuxième cuve (8) pour la préparation d'une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d'agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve (8),

- au moins une troisième cuve de stockage (13) de l'émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l'émulsion inverse d'eau dans l'huile

- un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage ladite installation étant caractérisée en ce que le moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) est une chaudière à eau chaude et en ce que le premier moyen de chauffage (3) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.

La présente demande propose donc une installation modulaire pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile dont le volume et la taille des éléments qui la composent est fortement réduite par rapport à celle des installations existantes. On entend par installation modulaire au sens de l'invention, une installation comprenant plusieurs éléments pouvant être liés les uns aux autres.

L'installation modulaire selon l'invention est facile à transporter, à agencer et présente un faible encombrement, notamment au sol, du fait du nombre réduit de cuves, tout en offrant des conditions de mise en œuvre sécurisées pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive.

La taille réduite de l'installation du fait d'un nombre et d'un volume limité de cuves permet de diminuer le temps d'installation mais aussi le coût de transport et de mise en place de cette installation.

Le nombre et le volume limité des cuves comprises dans l'installation selon l'invention, permettent de disposer tout ou partie des éléments composant l'installation, de préférence tout, dans un seul et unique conteneur. La possibilité de disposer tout ou partie des éléments composant l'installation dans un seul conteneur permet de faciliter le transport de l'installation, de faciliter son installation et de limiter l'encombrement au sol.

Le fait de disposer d'une installation modulaire pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive dont les éléments qui la composent sont de volume et de taille réduite, permet également de pouvoir produire facilement des quantités faibles à modérées de précurseur d'émulsion explosive, tout en maîtrisant les coûts de production. La présente invention propose de façon originale la mise en œuvre d'une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur. Cette caractéristique permet avantageusement de s'affranchir des contraintes réglementaires liées à l'utilisation d'un moyen de fourniture de fluide caloporteur nécessitant une mise sous pression, comme une chaudière à vapeur d'eau, qui peuvent être complexe en fonction des pays. L'utilisation d'une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur permet également de diminuer les coûts de la préparation du précurseur d'émulsion explosive étant donné la plus faible température du fluide caloporteur en comparaison à une chaudière à vapeur d'eau. L'utilisation d'eau chaude comme fluide caloporteur permet également de limiter les risques liés à une température et/ou une pression élevée mais aussi les éventuels risques de pollution de l'environnement envisageables avec un autre type de fluide caloporteur.

Dans le cadre de l'invention, on entend par nitrates, des nitrates d'ammonium, et/ou des nitrates de sodium et/ou des nitrates de calcium, ou un mélange de ces sels, de préférence le nitrate d'ammonium.

Au sens de l'invention, on entend par « pré-émulsion » le mélange pouvant être formé par mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse au sein d'une quatrième cuve à l'aide de moyens d'agitation mais dont la faible viscosité confère une stabilité et une consistance insuffisantes pour la préparation d'un précurseur d'émulsion explosive.

Dans le cadre de la présente invention, la phase aqueuse est préparée typiquement par dissolution de nitrates d'ammonium, et/ou de sodium et/ou de calcium dans de l'eau dans laquelle on ajoute des additifs favorisant la gazéification et éventuellement des additifs permettant d'ajuster le pH de la phase aqueuse. En raison de la grande concentration de nitrates (en proportion pondérale d'environ 80-82 % pour 18-20 % d'eau) et afin de faciliter leur dissolution, l'eau est chauffée à une température d'au moins 65°C (degrés Celsius), de préférence à une température de 85°C.

Dans le cadre de la présente invention, les composants de la phase huileuse sont différents corps gras végétaux et/ou minéraux et d'agents tensioactifs. La phase huileuse peut être obtenue par mélange d'huiles minérales neuves ou de récupération telle que des huiles paraffiniques et de fioul, de préférence dans une proportion pondérale de 50/50 à 80/20 avec une quantité d'agents tensioactifs dans une proportion de 10 à 30 % en poids par rapport au poids total de la phase huileuse.

Pour favoriser le mélange et réduire l'écart de température entre la phase aqueuse et la phase huileuse avant leur mélange dans la troisième cuve, la phase huileuse est chauffée à environ 40-90° C, de préférence 50-70°C.

L'installation modulaire selon l'invention permet la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile selon les étapes principales suivantes : a) une étape de préparation d'une phase aqueuse par dissolution du nitrate dans de l'eau en chauffant, b) une étape de préparation d'une phase huileuse par mélange de composants comprenant au moins un corps gras végétal et/ou minérale et un agent tensioactif en chauffant, c) une étape de préparation d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile à l'aide d'un dispositif de cisaillement. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape c) peut être précédée d'une étape de préparation d'une pré-émulsion par mélange de la phase aqueuse avec la phase huileuse.

L'installation selon la présente invention, comprend également des moyens de circulation de fluide par pompage d'eau pour alimenter en eau la chaudière d'eau chaude depuis une cuve de stockage d'eau et des moyens de circulation de fluide par pompage de fioul pour alimenter en fioul la chaudière d'eau chaude depuis une cuve de stockage du fioul.

Dans le cadre de la présente invention, on entend par échangeur thermique tubulaire, un dispositif tubulaire permettant de transférer par conduction, de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre sans les mélanger. Le flux thermique traverse la surface d'échange qui sépare les fluides.

Selon un aspect particulier de l'installation modulaire, le deuxième moyen de chauffage (9) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le deuxième moyen de chauffage est un échangeur thermique tubulaire composé de deux tubes hélicoïdaux disposés en quinconce.

La géométrie particulière des échangeurs thermiques tubulaires de forme hélicoïdale présents dans la première et éventuellement dans la deuxième cuve permet avantageusement de faciliter les échanges thermiques avec respectivement la phase aqueuse et la phase huileuse.

En particulier, la mise en œuvre d'un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes hélicoïdaux disposés en quinconce comme premier moyen de chauffage de la première cuve, est particulièrement avantageux car il permet d'améliorer les échanges thermiques entre la phase aqueuse et le fluide caloporteur compris dans ledit élément thermique tubulaire et donc de chauffer plus facilement, plus rapidement, de manière homogène et à plus faibles coûts la phase aqueuse. Ces effets avantageux sont permis en particulier grâce à la géométrie particulière de l'échangeur thermique en particulier la disposition en quinconce des deux tubes hélicoïdaux qui le compose et qui permet un contact amélioré de la phase aqueuse avec le fluide caloporteur. De plus, cette géométrie en quinconce favorise avantageusement l'agitation de la phase aqueuse en régime turbulent sur l'échangeur ce qui favorise l'échange thermique entre le fluide caloporteur et ladite phase aqueuse.

L'échangeur thermique tubulaire de la première cuve permet de chauffer facilement des quantités faibles à modérées de phase aqueuse. De façon avantageuse, l'échangeur thermique tubulaire de la première cuve permet de chauffer la phase aqueuse rapidement et facilement à une température d'au moins 65°C (degrés Celsius), de préférence d'au moins 70°C et de façon encore préférée à une température de 85°C.

Les deuxièmes moyens de chauffage de l'installation modulaire et en particulier l'échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale de la deuxième cuve, permet de chauffer la phase huileuse à une température comprise entre 40 et 90 °C, de préférence entre 50 et 60°C (degrés Celsius).

De façon générale, l'installation modulaire selon l'invention permet avantageusement de pouvoir chauffer facilement et rapidement des quantités faibles à modérées de phase aqueuse et/ou de phase huileuse grâce à la présence de la chaudière d'eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur et à la présence d'un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.

La géométrie particulière de l'échangeur thermique permet avantageusement de mettre en œuvre une chaudière d'eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur à la place d'une chaudière à vapeur et donc de palier les inconvénients qui y sont associés, tout en assurant un chauffage suffisant de la phase aqueuse et/ou de la phase huileuse.

L'échangeur thermique tubulaire de la première cuve peut présenter une longueur comprise entre 30 et 100 mètres, de préférence entre 70 et 80 mètres et un diamètre compris entre 30 et 100 mm, de préférence entre 40 et 70 mm.

Le deuxième moyen de chauffage de l'installation modulaire et de préférence l'échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale, peut présenter une longueur comprise entre 30 et 100 mètres, de préférence entre 70 et 80 mètres et un diamètre compris entre 30 et 100 mm, de préférence entre 40 et 70 mm.

Dans le cadre de la présente invention, les premiers et deuxièmes moyens d'agitation sont respectivement contenus dans la première et la deuxième cuve. Ces premiers et deuxièmes moyens d'agitation permettent respectivement d'agiter la phase aqueuse et la phase huileuse et donc de favoriser les échanges thermiques avec les échangeurs thermiques tubulaires de forme hélicoïdale et donc de faciliter le chauffage de la phase aqueuse et la phase huileuse. Les premiers moyens d'agitation permettent avantageusement de mieux répartir la chaleur au sein de la première cuve et de favoriser la dissolution homogène des granulés de nitrate dans la cuve.

Dans le cadre de la présente invention, les moyens d'agitation comprennent au moins une tige verticale s'étendant à l'intérieur de la cuve dans laquelle ils sont compris et sur laquelle sont montées des pâles rotatives d'agitation aptes à être actionnées en rotation autour d'un axe vertical à l'aide d'un moteur.

Dans le cadre de la présente invention, la cuve de stockage du nitrate comprend une trémie reliée à une vis doseuse permettant d'acheminer le nitrate vers la première cuve. L'installation selon la présente invention peut comprendre une ou plusieurs troisièmes cuves de stockage de l'émulsion, de préférence elle comprend deux cuves de stockage de l'émulsion.

Dans le cadre de l'invention les moyens de circulation de fluide par pompage correspondent à des conduites de transfert de fluide associées à des pompes équ ipées de débitmètres massiq ues. Il peut s'ag ir pa r exemple de pompes de dosage à cavité progressive entraînée par un motoréducteu r électriq ue.

Selon un aspect particulier de l'invention, le premier (3) et le deuxième moyen de chauffage (9) sont disposés au niveau de tout ou partie de la périphérie interne des parois de respectivement la première cuve (2) et de la deuxième cuve (8).

On entend par « périphérie interne des parois » de respectivement la première et deuxième cuve, la zone interne desdites cuves située à proximité de la surface interne parois, de préférence située à une distance comprise entre 8 et 30 cm, de préférence encore entre 11 et 18 cm de la surface interne des parois des cuves.

Par « tout ou partie de la périphérie interne » des parois desdites cuves, on entend au sens de la présente invention que le premier et deuxièmes moyens de chauffage sont disposés sur au moins 50 %, de préférence au moins 60 %, de préférence encore au moins 80%, de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve et/ou la deuxième cuve.

Selon un aspect particulier de l'invention, le premier moyen de chauffage (3) est disposé sur au moins 50 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve (2).

De préférence, le premier moyen de chauffage est disposé sur au moins 80 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve.

Selon un aspect encore particulier de l'invention, le deuxième moyen de chauffage et de préférence l'échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale est disposé sur au moins 80 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la deuxième cuve.

L'installation selon la présente invention comprend également une cuve de stockage d'eau destinée à alimenter la chaudière et la première cuve, une cuve de stockage de nitrates, une cuve de stockage pour chacun des composants de la phase huileuse lesdits composants étant un corps gras végétal et/ou minéral de préférence minéral, et un agent tensioactif, une cuve de stockage de fioul pour alimenter en énergie la chaudière d'eau chaude.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'installation selon l'invention, tout ou partie des cuves sont de forme cylindrique.

L'installation modulaire selon l'invention présente donc l'avantage d'être compacte. Du fait de cette compacité, les éléments composant l'installation sont réunis au sein d'un seul conteneur, ou éventuellement deux conteneurs. Le fait de disposer d'un seul conteneur, ou éventuellement deux conteneurs, permet avantageusement de pouvoir transporter facilement l'installation modulaire. Ainsi, selon un aspect particulier l'invention concerne une installation modulaire dans laquelle :

- la première cuve (2) pour la préparation de la phase aqueuse,

- le premier (3) et deuxième moyen (9) de chauffage,

- les premiers (4) et deuxièmes (10) moyens d'agitation,

- les premiers (5), deuxièmes (11) et troisièmes (14) moyens de circulation par pompage,

- la deuxième cuve (8) pour la préparation de la phase huileuse,

- le dispositif de cisaillement (6) et

- la chaudière d'eau chaude (15), sont compris dans un premier conteneur (A).

Plus particulièrement, le premier conteneur (A) contient :

- la première cuve (2) pour la préparation de la phase aqueuse,

- le premier (3) et deuxième moyen (9) de chauffage,

- les premiers (4) et deuxièmes (10) moyens d'agitation,

- les premiers (5), deuxièmes (11) et troisièmes (14) moyens de circulation par pompage,

- la deuxième cuve (8) pour la préparation de la phase huileuse,

- le dispositif de cisaillement (6) et

- la chaudière d'eau chaude (15), de l'installation modulaire selon l'invention.

Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le premier conteneur (A) ne contient pas de moyens de fourniture d'énergie correspondant à un groupe électrogène et/ou un compresseur à air.

Selon un aspect particulièrement préféré, l'invention concerne une installation modulaire dans laquelle :

- la première cuve (2) pour la préparation de la phase aqueuse,

- le premier (3) et deuxième moyen (9) de chauffage,

- les premiers (4) et deuxièmes (10) moyens d'agitation,

- les premiers (5), deuxièmes (11) et troisièmes (14) moyens de circulation par pompage,

- la deuxième cuve (8) pour la préparation de la phase huileuse,

- le dispositif de cisaillement (6) et

- la chaudière d'eau chaude (15), sont contenu uniquement dans un seul conteneur (A). Le dispositif de cisaillement permet d'augmenter de façon contrôlée la viscosité de la composition ou du mélange comprenant la phase aqueuse et la phase huileuse de sorte à obtenir un précurseur d'émulsion explosive. De préférence le dispositif de cisaillement permet d'obtenir un précurseur d'émulsion explosive présentant une valeur consigne de viscosité comprise entre 10 000 et 35 000 cps (centipoise). Cette valeur de viscosité peut être mesurée avec un viscosimètre, par exemple un viscosimètre analogique de table.

Le dispositif de cisaillement de l'installation modulaire selon l'invention est disposé en amont de la troisième cuve de stockage de l'émulsion. Dans l'installation selon l'invention, le dispositif de cisaillement communique avec la troisième cuve de stockage via les troisièmes moyens de circulation par pompage de l'émulsion.

Selon un mode de réalisation particulier, l'installation modulaire selon l'invention comprend une quatrième cuve (16) pour la préparation d'une pré-émulsion composée du mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse, ladite cuve comprenant des troisièmes moyens d'agitation (17) et communiquant avec la première cuve (2) via les premiers moyens de circulation par pompage (5), avec la deuxième cuve (8) via les deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) et avec le dispositif de cisaillement (6) via des quatrièmes moyens de circulation par pompage de la pré-émulsion (18).

Dans ce mode de réalisation la quatrième cuve est disposée en amont du dispositif de cisaillement.

Les troisièmes moyens d'agitation pour la préparation de l'émulsion comprennent des moyens aptes à mélanger la phase aqueuse et la phase huileuse de sorte à former une composition dite de « pré-émulsion ». Les troisièmes moyens d'agitation peuvent comprendre au moins une tige verticale s'étendant à l'intérieur de la troisième cuve, sur laquelle sont montées des pâles rotatives d'agitation aptes à être actionnées en rotation autour d'un axe vertical à l'aide d'un moteur. Le dispositif de cisaillement permet d'augmenter de façon contrôlée la viscosité de la « pré-émulsion » avant son transfert sous forme de précurseur d'émulsion explosive vers la troisième cuve de stockage via les troisièmes moyens de circulation par pompage de l'émulsion.

Selon un aspect particulier de ce mode de réalisation, la quatrième cuve (16), les troisièmes moyens d'agitation (17) et les quatrièmes moyens de circulation par pompage (18) de la préémulsion sont compris dans le premier conteneur (A).

Selon un autre mode de réalisation, l'installation modulaire selon l'invention est dépourvue de quatrième cuve pour la préparation d'une pré-émulsion. Dans ce mode de réalisation, la première et la deuxième cuve communiquent directement avec le dispositif de cisaillement respectivement via des premiers et deuxièmes moyens de circulation par pompage. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de cisaillement peut être un mélangeur dynamique.

Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet d'améliorer la finesse de l'émulsion et d'augmenter ainsi la durée de conservation des propriétés physicochimiques de ladite émulsion. L'installation selon l'invention peut comprendre une armoire électrique pour piloter l'alimentation électrique de l'ensemble de l'installation, ladite armoire étant disposée de préférence dans le premier conteneur (A).

Selon un aspect préféré de l'invention, l'installation modulaire selon l'invention comprend également un pupitre de commande apte à commander les différents moyens de circulation de fluide par pompage, les différents moyens d'agitation, les différents moyens de chauffage. Le pupitre de commande permet avantageusement de disposer de tous les éléments nécessaires au contrôle de la préparation du précurseur d'émulsion. Le pupitre de commande permet également de commander différentes vannes et débitmètres présents dans l'installation modulaire. Le pupitre de commande permet également de commander l'armoire électrique permettant de piloter l'alimentation électrique de l'ensemble de l'installation.

Selon un aspect particulier, l'installation selon l'invention comprend des moyens de fourniture d'énergie électrique pour alimenter en électricité au moins les moyens de circulation par pompage (5, 11, 14, 18) et les moyens d'agitation (4, 10, 17).

Dans le cadre de la présente invention, les moyens de fourniture d'énergie électrique comprennent un groupe électrogène et/ou un compresseur à air.

Dans un mode de réalisation, l'installation modulaire comprend un deuxième conteneur (B) dans lequel sont disposés au moins les moyens de fourniture d'énergie électrique correspondant à un groupe électrogène et/ou un compresseur à air.

Dans un autre mode de réalisation particulièrement préféré, l'installation modulaire comprend seulement le premier conteneur (A). En d'autres termes, dans ce mode de réalisation l'installation modulaire est dépourvue de deuxième conteneur. Dans ce mode de réalisation, les moyens de fourniture d'énergie électrique correspondant à un groupe électrogène et un compresseur à air, sont fournis directement sur site.

Le compresseur permet en particulier d'alimenter en air les différentes pompes pneumatiques faisant partie de l'installation selon l'invention.

Le pupitre de commande peut être disposé dans le premier conteneur (A), dans le deuxième conteneur (B) ou à l'extérieur de ces conteneurs.

Dans un mode de réalisation particulier, l'installation comprend un premier conteneur comprenant :

- la première cuve pour la préparation de la phase aqueuse,

- les premiers et deuxièmes moyens de chauffage,

- les premiers, deuxièmes et lorsqu'ils sont présents les troisièmes, moyens d'agitation,

- les premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de circulation de fluide par pompage, - la deuxième cuve pour la préparation de la phase huileuse,

- la chaudière d'eau chaude

- lorsqu'elle est présente, la troisième cuve pour la préparation d'une pré-émulsion et un deuxième conteneur (B) comprenant au moins les moyens de fourniture d'énergie.

Le premier conteneur (A) et/ou le deuxième conteneur (B) présents dans l'installation selon l'invention sont pourvus d'au moins une porte sur au moins une de leurs parois transversales. Ces portes permettent notamment l'entrée et la sortie des différents éléments composant l'installation modulaire mais également le passage des opérateurs pour l'installation, la mise en fonction ou la maintenance des différents éléments composant l'installation modulaire selon l'invention.

En particulier, l'installation modulaire selon l'invention est dépourvue de cuve tampon destinée à recueillir de façon temporaire l'émulsion f) avant son stockage dans au moins une troisième cuve de stockage (13).

L'absence de cuve tampon pour recueillir de façon temporaire le précurseur d'émulsion explosive permet avantageusement de diminuer la taille de l'installation modulaire et de la rendre ainsi plus compacte.

Plus particulièrement, la troisième cuve pour le stockage (13) de l'émulsion f) est pourvue de moyens de prélèvement de ladite émulsion.

Cet agencement permet avantageusement de réaliser des prélèvements du précurseur d'émulsion explosive directement au niveau de la cuve de stockage et permet de disposer d'une installation modulaire pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive plus compacte.

Les moyens de prélèvement du précurseur d'émulsion explosive sont avantageusement disposés au niveau d'une ouverture obturable de la cuve de stockage, de préférence au niveau de l'ouverture par laquelle le précurseur d'émulsion explosive est destiné à entrer, de sorte à pouvoir effectuer un prélèvement et/ou une analyse du précurseur d'émulsion explosive de façon automatique ou semi-automatique en amont de son stockage dans ladite cuve.

Selon un aspect préféré de l'invention, le prélèvement et/ou l'analyse du précurseur d'émulsion explosive est réalisé de façon automatique ou semi-automatique grâce à la présence de mobilier et matériel de laboratoire d'analyse et d'un pupitre de commande apte à contrôler les moyens de prélèvement du précurseur d'émulsion explosive. Ces éléments peuvent être disposés dans le deuxième conteneur (B) de l'invention ou bien dans un troisième conteneur (C).

Les différentes cuves de l'installation modulaire peuvent être supportées par des pesons permettant de façon avantageuse de déterminer et de contrôler de façon précise la quantité de respectivement la phase aqueuse, la phase huileuse, l'éventuelle pré-émulsion et du précurseur de l'émulsion explosive. Dans le cadre de l'invention, les différentes cuves de l'installation modulaire comprennent une ou plusieurs ouvertures obturables destinées au passage des personnes, notamment pour des opérations de maintenance.

Selon un aspect particulier de l'invention, la première (2), deuxième (8), troisième (13) et la quatrième (16) cuves comprennent des ouvertures obturables par lesquelles sont connectées des conduites de transfert de fluide entre lesdites cuves et/ou des câbles électriques.

Le fait que les ouvertures soient obturables permet de faciliter le transport de ces cuves, pleines ou vides.

Les conduites de transfert de fluide et/ou les câbles électriques sont constitués de portions de câbles ou de portions de conduite comportant à leurs extrémités des éléments de connexions connectables et dé-connectables à des prises complémentaires présentes au niveau desdites parois d'une ou plusieurs des ouvertures obturables présentes sur différentes cuves de l'installation modulaire.

De façon avantageuse, les conduites de transfert de fluide et/ou les câbles électriques sont constitués de portions de câbles ou de portions de conduite aptes à être fixés via des fiches de connexion présentes au niveau d'autres éléments de connexion et/ou au niveau d'une ou plusieurs ouvertures obturables. Les fiches de connexion permettent des connexions et des déconnexions rapides des différentes portions de câbles et/ou portions de conduites.

Dans le cadre de l'invention, les conduites de transfert de fluide comprennent :

- une conduite de transfert de la phase aqueuse depuis la première cuve directement vers le dispositif de cisaillement ou vers la quatrième cuve de préparation d'une pré-émulsion

- une conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur et le moyen de chauffage de la première cuve, et

- une conduite de transfert de phase huileuse, depuis la deuxième cuve directement vers le dispositif de cisaillement ou vers la quatrième cuve de préparation d'une pré-émulsion

- une conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur et le moyen de chauffage de la deuxième cuve, et

- une conduite de transfert de la pré-émulsion depuis la quatrième cuve lorsqu'elle est présente vers le dispositif de cisaillement

- une conduite de transfert de l'émulsion depuis le dispositif de cisaillement vers la troisième cuve de stockage de l'émulsion, et

- des conduites d'alimentation de la deuxième cuve en composants de la phase huileuse, notamment en corps gras végétal et/ou minéral et en agents tensioactifs, depuis des cuves de stockage externes.

Dans le cadre de l'invention, l'installation modulaire comprend également différents groupes de pompages comprenant : - une pompe d'alimentation en eau de la première cuve depuis une cuve de stockage d'eau,

- une pompe de circulation de la phase aqueuse depuis la première cuve vers le dispositif de cisaillement ou vers la quatrième cuve de préparation d'une pré-émulsion

- des pompes d'alimentation en composants de la phase huileuse depuis des cuves de stockage externes vers lad deuxième cuve,

- une pompe de circulation de la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement vers le dispositif de cisaillement ou vers la quatrième cuve de préparation d'une pré-émulsion

- une pompe de circulation de la pré-émulsion depuis la quatrième cuve lorsqu'elle est présente vers le dispositif de cisaillement

- une pompe d'évacuation de l'émulsion depuis le dispositif de cisaillement vers la cuve de stockage de l'émulsion.

En particulier, l'installation modulaire selon l'invention est caractérisée en ce que :

- la première cuve (2) comprend au moins a) une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de la phase aqueuse depuis la première cuve (2) directement ou indirectement vers le dispositif de cisaillement (6), une portion de conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur (15) et le premier moyen de chauffage (3), et une portion de conduite d'alimentation en eau de la première cuve (2) depuis une cuve de stockage d'eau (19) et b) une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7)

- la deuxième cuve (8) comprend au moins une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de la phase huileuse depuis la deuxième cuve (8) directement ou indirectement vers le dispositif de cisaillement (6), une portion de conduite de transfert de fluide caloporteur entre les moyens de fourniture de fluide caloporteur (15) et le deuxième moyen de chauffage (9), et des portions de conduite d'alimentation en composants de la phase huileuse depuis des cuves de stockage externes (12)

- la troisième cuve de stockage comprend au moins une ouverture par laquelle passe une portion de conduite de transfert de l'émulsion f) depuis le dispositif de cisaillement (6).

De préférence, une ou plusieurs des cuves de l'installation, de préférence chacune desdites cuves, comprend un trou d'homme pour la maintenance des cuves.

Dans le cadre de l'invention, les composants de la phase huileuse comprennent un corps gras végétal et/ou minéral et un agent tensioactif, de préférence lesdits composants comprennent de l'huile, du fioul et un agent tensioactif.

Selon un aspect particulier, l'installation selon l'invention comprend une conduite de transfert pour l'acheminement des composants de la phase huileuse depuis des cuves de stockage de chacun des composants vers la deuxième cuve, à l'aide d'une pompe coopérant avec des vannes de connexion auxquelles sont reliées des conduites d'alimentation en chacun des composants depuis les cuves de stockage. En particulier, l'installation selon l'invention comprend une conduite de transfert pour l'acheminement de l'émulsion à l'aide d'une pompe coopérant avec une vanne, depuis le dispositif de cisaillement vers la troisième cuve de stockage de l'émulsion.

En particulier, l'installation selon l'invention comprend une conduite de transfert d'eau depuis la chaudière d'eau chaude pour alimenter une conduite reliée à un orifice supérieur du premier moyen de chauffage via une vanne et du deuxième moyen de chauffage via une vanne.

L'installation modulaire selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être facilement modulée grâce à l'ajout d'équipements additionnels optionnels, tel qu'une tour de refroidissement, pouvant être facilement raccordés à l'installation via des fiches de connexion présentes au niveau d'éléments de connexion et/ou au niveau d'une ou plusieurs ouvertures obturables.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'installation comprend une cinquième cuve comprenant un module de refroidissement du précurseur d'émulsion explosive, pouvant comprendre une tour de refroidissement associée à un échangeur à plaques. Dans ce mode de réalisation, la cinquième cuve est raccordée au dispositif de cisaillement via une conduite de transfert de fluide et des fiches de connexion présentes au niveau d'éléments de connexion et/ou au niveau d'une ou plusieurs ouvertures obturables.

Un deuxième objet de l'invention concerne l'utilisation de l'installation modulaire selon l'invention pour la fabrication d'un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

L'ensemble des définitions et caractéristiques particulières et préférées énoncées en amont pour le premier objet de l'invention à savoir l'installation modulaire, s'appliquent mutatis mutandis au second objet de l'invention à savoir l'utilisation de l'installation modulaire selon l'invention.

En particulier, l'utilisation selon l'invention comprend : a) une étape de préparation d'une phase aqueuse par dissolution du nitrate dans de l'eau en chauffant, b) une étape de préparation d'une phase huileuse par mélange de composants comprenant au moins un corps gras végétal et/ou minérale et un agent tensioactif en chauffant, c) une étape de préparation d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile dans laquelle la phase aqueuse et la phase huileuse sont, directement ou sous forme de pré-émulsion, soumises à un cisaillement.

L'étape a) est réalisée dans une première cuve. Dans le cadre de la présente invention, l'étape a) est réalisée par dissolution de nitrates d'ammonium, et/ou de sodium et/ou de calcium ou un mélange de ces sels, de préférence le nitrate d'ammonium, dans de l'eau. La dissolution peut être suivi de l'ajout d'additifs favorisant la et éventuellement d'additifs permettant d'ajuster le pH de la phase aqueuse. Selon un aspect particulièrement préféré les nitrates sont ajoutés en proportion pondérale d'environ 80-82% pour 18-20% d'eau. L'étape a), est réalisée à une température d'au moins 65° C (degrés Celsius), de préférence à une température comprise entre 60 et 100° C, ce qui permet avantageusement de faciliter la dissolution des nitrates dans l'eau.

L'étape b) est réalisée dans une deuxième cuve. Dans le cadre de la présente invention, l'étape b) est réalisée par mélange d'un corps gras végétal et/ou minéral tels que des huiles paraffiniques et de fioul, de préférence dans une proportion pondérale de 50/50 à 80/20 avec une quantité d'agent tensioactif dans une proportion de 10 à 30% en poids par rapport au poids total de la phase huileuse. L'étape b) est réalisée à une température comprise entre comprise entre 40 et 90 °C, de préférence entre 50 et 60°C (degrés Celsius). Cette température permet de réduire l'écart de température avec la phase aqueuse et de faciliter leur mélange.

Le cisaillement de l'étape c) peut être réalisé à l'aide d'un dispositif de cisaillement, qui peut être un mélangeur statique ou dynamique. Le cisaillement permet d'augmenter de façon contrôlée la viscosité de la composition comprenant la phase aqueuse et la phase huileuse ou d'une pré-émulsion obtenue à partir de la phase aqueuse et de la phase huileuse, et d'obtenir un précurseur d'émulsion explosive.

Dans un premier mode de réalisation de l'étape c), la phase aqueuse et la phase huileuse sont directement transférées via des conduites de transfert de fluide depuis respectivement la première et la deuxième cuve vers un dispositif de cisaillement. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de cisaillement peut être un mélangeur dynamique.

Dans un deuxième mode de réalisation de l'étape c), la phase aqueuse et la phase huileuse sont transférées sous forme de pré-émulsion via des conduites de transfert de fluide depuis une quatrième cuve de préparation de la pré-émulsion vers un dispositif de cisaillement.

Dans ce mode de réalisation, l'étape c) comprend donc deux sous étapes successives :

-une première sous étape dans laquelle la phase aqueuse et la phase huileuse sont mélangées à l'aide de moyens d'agitation de sorte à former un premier mélange dit « préémulsion » et

- une deuxième sous étape dans laquelle la pré-émulsion est soumise à un cisaillement à l'aide d'un dispositif de cisaillement de sorte à obtenir un précurseur d'émulsion explosive constitué d'une émulsion inverse d'eau dans l'huile.

Dans la première sous étape, les moyens d'agitation peuvent comprendre au moins une tige verticale sur laquelle sont montées des pâles rotatives d'agitation aptes à être actionnées en rotation autour d'un axe vertical à l'aide d'un moteur.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif de cisaillement peut être un mélangeur statique.

L'étape c) de l'utilisation selon l'invention permet d'obtenir un précurseur d'émulsion explosive présentant une valeur consigne de viscosité comprise entre 10 000 et 35 000 cps (centipoise). Pour l'étape c), 80 à 90 %, de préférence 90% de phase aqueuse et environ 10 à 20%, de préférence 10% de phase huileuse en poids par rapport au poids total du précurseur d'émulsion explosive sont directement soumis au cisaillement ou mélangés pour obtenir une pré-émulsion avant d'être soumis au cisaillement.

Selon un mode de réalisation préféré, l'étape c) est suivie d'une étape d) dans laquelle l'émulsion formée à l'étape c) est stockée dans une troisième cuve de stockage. L'étape d) peut être suivie ou précédée d'une étape de refroidissement de l'émulsion formée à l'étape c).

Exemple 1 : Essais de qualification du moyen de fourniture du fluide caloporteur pour chauffer la phase aqueuse

A) Matériel et méthode

Le moyen de fourniture du fluide caloporteur est une chaudière à eau chaude dans l'installation selon l'invention contrairement aux installations de l'art antérieur qui mettent en oeuvre des chaudières à vapeur d'eau.

Dans cet essai, les caractéristiques du système de chauffe incluant la chaudière à eau chaude et l'échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce sont les suivantes :

[Tableau 1]

Les étapes suivantes ont été réalisées :

1. Remplir une cuve avec 2400 L d'eau

2. Mettre en chauffe la chaudière eau chaude

3. Ouvrir le réseau d'eau chaude dans l'échangeur thermique et relever le temps de montée en chauffe d'une température initiale Ti à une température finale Tf dans la cuve de phase aqueuse. 4. Relever lors de la chauffe les paramètres suivants : T° cuve, débit, T° entrée/sortie, pression, T° chaudière).

Les conditions d'essai sont les suivantes :

-Volume d'eau dans la cuve : 2400 L

- Température initiale de l'eau dans la cuve : 11.5°C

- Température initiale de l'eau dans la chaudière : 6°C

- T° extérieure : 9°C

- Agitation de la cuve en marche

B) Résultats

Il faut 20 minutes pour que l'eau de la chaudière atteigne une température de 98°C et il faut lhl3 minutes pour que la phase aqueuse atteigne une température de 90°C.

On constate qu'il est possible de chauffer efficacement et rapidement la phase aqueuse jusqu'à la température recherchée en mettant en œuvre une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture d'un fluide caloporteur en combinaison avec un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce comme premier moyen de chauffage.

Exemple 2 : Suivi de différents paramètres lors de la fabrication de la phase aqueuse

Cet essai illustre le suivi de différents paramètres lors de la fabrication de la phase aqueuse.

1) Matériel et méthode

Les différents paramètres suivis sont:

- Température de la phase aqueuse

- Débit de la vis nitrates

- Températures entrée - sortie de l'échangeur thermique

- Débit eau chaude dans l'échangeur thermique

- Pression réseau eau chaude

Les étapes suivantes ont été réalisées :

1. Remplissage de la cuve avec la quantité d'eau adaptée à la recette puis 2. Mise en route de la chaudière et chauffe de l'eau présente dans la cuve

3. Lorsque l'eau atteint la température consigne de 85°C, mise en marche de la vis et ajout du nitrate

4. Fin de la chauffe lorsque tout le nitrate a été introduit et la température de la cuve pour la préparation de la phase aqueuse atteint 90°C.

Les conditions d'essai sont les suivantes :

- Volume d'eau dans la cuve :500 L

- Nitrate d'ammonium dense : 3000 kg

- Température initiale de l'eau dans la cuve= 34°C

- Température initiale de l'eau dans la chaudière = 13°C

- Température extérieure = 5°C

- Agitation de la cuve en marche

2) Résultats

Les résultats de l'essai sont les suivants :

Il faut 20 minutes pour que l'eau de la chaudière atteigne une température de 98°C et il faut 18min pour chauffer l'eau de la cuve de 34°C à 85°C depuis la mise en route des premiers moyens de circulation

Il faut 2h48 temps de chauffe de la cuve de phase aqueuse jusqu'à 90°C à partir de l'ajout des nitrates pour un débit de nitrates de 12 à 20kg/min.

Il faut 3h06 de temps total pour la chauffe de la cuve pour la préparation de la phase aqueuse et la dissolution des nitrates.

Le temps total est de 3hl2min pour la préparation de la phase aqueuse.

On constate qu'il est possible de préparer efficacement et rapidement la phase aqueuse en mettant en œuvre une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture d'un fluide caloporteur en combinaison avec un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce comme premier moyen de chauffage.