Etude du mouvement d'un fluide de faible masse volumique entre deux compartiments reliés par une ouverture de type porte: Application à la propagation de la fumée d'incendie

Caroline LUCCHESI, thèse de doctorat de l'université de la méditerranée - Aix-Marseille II, école doctorale "sciences pour l'ingénieur: mécanique, physique, micro et nanoélectroniques", 210 p., soutenue le 14 janvier 2009

La thèse traite des phénomènes de propagation des fumées d'incendie pour une configuration typique des installations nucléaires : deux locaux confinés et reliés par une porte ouverte.
L'objectif est d'étudier les mécanismes de propagation des fumées, dans le but d'améliorer les connaissances sur la sûreté de l'installation, ainsi que de fournir des banques de données pour la validation des codes de calculs.
La méthode repose sur la combinaison de trois approches expérimentales: une approche densimétrique à échelle réduite utilisant un mélange isotherme de faible densité, une approche thermique à échelle réduite basée sur la combustion de petits bacs d'hydrocarbure et enfin, une analyse d'essais incendie à pleine échelle. L'étude s'est concentrée sur le processus de remplissage dans le local "source", l'écoulement à la porte et le panache déversant dans le local "cible". Sur le phénomène de remplissage dans le local "source", l'influence des enroulements sur l'entraînement d'air ainsi que celle des pertes thermiques sur la stratification sont mises en évidence. L'étude de l'écoulement à la porte propose une description fine des profils de vitesse et de température, ainsi que de la position du plan neutre (épaisseur de la couche) et de sa dépendance avec le nombre de Richardson Ri.
Enfin l'étude du panache déversant a mis en évidence deux régimes de déversement, les caractéristiques de la trajectoire du panache, de son point d'impact au plafond ainsi que du rôle de la géométrie sur les niveaux d'entraînement d'air. Des connaissances approfondies sont apportées sur la localisation des zones de fortes températures (point d'impact au plafond), le rôle de la ventilation mécanique, l'influence de la dimension de l'ouverture (porte ouverte ou fente verticale), la trajectoire du panache déversant, la puissance convective à la porte. Ce travail de thèse a également permis de développer des techniques de mesures laser sur des essais "incendie".