Étude numérique et expérimentale du dépôt d'aérosols dans les bifurcations des réseaux de ventilation

Dans le cadre du développement du logiciel SYLVIA par l'IRSN, des modèles de dépôt d'aérosols dans les singularités récurrentes des réseaux de ventilation industriels telles que les coudes, les bifurcations et les réductions de section sont nécessaires et nécessitent des données expérimentales. L'IRSN a donc construit l'installation DIESE et définit le programme expérimental DEPART, dans lequel s'inclut cette thèse dont l'objectif est de s'intéresser plus spécifiquement aux bifurcations.

Au cours de la première année, le protocole expérimental pour la mesure du dépôt d'aérosol, développé par Costa (2022), a été adapté et appliqué aux bifurcations. Trois essais ont été réalisés : deux dans les mêmes conditions et la même bifurcation pour tester la répétabilité de la mesure, et un troisième sur une bifurcation de géométrie plus abrupte. Par ailleurs, un travail spécifique sur le type de grandeur à mesurer pour caractériser le dépôt a été réalisé. En effet, dans la littérature, les études traitant du dépôt des aérosols utilisent la notion de vitesse de dépôt d'aérosol, adimensionnée par une vitesse de frottement dépendant des conditions de l'expérience (rugosité de la paroi, nombre de Reynolds). Cette vitesse de frottement a fait l'objet d'une campagne de mesure (Figure 1). Cette campagne a mis en évidence des variations de la vitesse de frottement et d'incertitudes de mesure en fonction des conditions expérimentales, notamment selon la position Y en amont ou en aval de la perturbation mais également en fonction de la position de mesure H sur la paroi verticale de la gaine. Ces résultats mettent en évidence la difficulté à utiliser la vitesse de dépôt adimensionnée par la vitesse de frottement moyenne pour analyser les résultats de dépôt local dans des zones où l'écoulement est non établi ou perturbé. Suite à ce constat, nous avons développé une méthodologie spécifique pour remonter au dépôt global dans les bifurcations. Cette méthodologie passe, en particulier, par l'utilisation de la simulation CFD, qui constitue le volet numérique de la thèse. Ce dernier a été pris en main et sera poursuivi au cours de la deuxième année de thèse.