Étude sur les systèmes fixes d'aspersion d'eau en tunnel

Assessment of water based fixed fire suppression systems in tunnels

• Auteur / Autrice : Xavier Ponticq
• Direction : Michel Lance, Bernard Gay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tunnels

Écoulement diphasique

Résumé

Les systèmes fixes par aspersion d’eau sont souvent cités comme un moyen pour améliorer le niveau de sécurité dans les tunnels routiers. Cependant, leurs effets sur un incendie en tunnel et les interactions possibles avec le système de ventilation sont encore mal connus. Le travail présenté ici vise à étudier l’action de ces systèmes par une approche phénoménologique de l’évaporation et l’utilisation d’un modèle CFD tridimensionnel. L’emploi d’un code CFD incluant des modèles diphasiques repose sur la simulation de deux situations expérimentales : une expérience académique de spray évaporant et des essais d’incendie avec aspersion dans un tunnel à échelle réduite. Les résultats obtenus sont relativement satisfaisants, en utilisant une modélisation Euler-Lagrange pour l’écoulement diphasique. L’influence du système d’aspersion sur la propagation de la couche de fumée est plus particulièrement étudiée. Cependant, ce type de modélisation nécessite des données d’entrée d’un niveau difficilement accessible sans avoir recours à une expérience de caractérisation des buses. Une approche plus phénoménologique, à intégrer dans un modèle unidimensionnel, est envisagée comme alternative

Water based fixed fire suppression systems are often listed as systems that may improve user safety in road tunnels. However, their effects on a tunnel fire and the possible interactions with the ventilation system are still roughly known. The work presented herein aims at assessing the impact of such systems by both a phenomenological approach of evaporation and a three-dimensional CFD code use. This numerical attempt relies on experimental data provided by both an academic experiment on an evaporating spray and fire tests performed in a tunnel at intermediate scale. The results obtained within an Euler-Lagrange framework for the two-phase flow can be considered as satisfactory. The water based system impact on smoke layer propagation is studied in details. However, such modelling requires high level input data that can only be obtained trough nozzle characterisation experiments. A more phenomenological approach that can be integrated in a 1D model has also been derived