Contribution à l'étude de l'usage du brouillard d'eau dans la lutte contre les incendies en tunnels ventilés longitudinalement

Contribution to the study of the use of water mist for firefighting in longitudinally ventilated tunnels

• Auteur / Autrice : Raphaël Meyrand
• Direction : Jean-Pierre Garo, Jean-Pierre Vantelon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie, thermique, combustion
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Brumisation

Tunnels -- Ventilation

Incendies -- Extinction

Similitude (physique)

Résumé

Cette étude s'inscrit dans la recherche d'une meilleure maîtrise des feux en tunnel à partir d'installations fixes type brouillard d’eau. Ce travail essentiellement expérimental s'est appuyé sur des essais réalisés en réduction d’échelle. Les paramètres d'étude sont : le type de foyer (feu de nappe, bûchers et empilements de palettes), la vitesse de ventilation longitudinale (inférieure ou supérieure à la vitesse critique), le déclenchement ou non d'un système de brouillard d'eau ainsi que la sectorisation de celui-ci. A son terme, cette étude a permis d'analyser les effets de l'aspersion sur la puissance intrinsèque du foyer, la stratification des fumées et la tenabilité thermique dans l'ouvrage. Une discussion sur les stratégies d'application de la ventilation en cas d'incendie en tunnel et son couplage avec l'aspersion a également été menée, montrant une nette amélioration de l'efficacité du brouillard lorsque la vitesse de ventilation est faible, et ce en dépit de l'augmentation de puissance du foyer due à l'effet de confinement de l'ouvrage. De plus, un travail de réflexion et de synthèse sur les relations de similitude à respecter lors d'une étude de ce type en réduction d'échelle a été conduit, que ce soit concernant l'aéraulique, la puissance du foyer ou les caractéristiques du brouillard d'eau. Enfin, une étude annexe sur l'influence d'un brouillard d'eau sur l'opacité des fumées a été réalisée, quantifiant l'extinction optique des fumées chargées en gouttelettes d’eau.

This mostly experimental study is based on tests conducted in small scale. The study parameters are : the type of fuel (pool fire, wood crib and pallet stacks), the ventilation velocity (below and above the critical velocity), the triggering or not of the water mist system and it’s dividing in sectors. In the end, this study provided information on the effect of sprinkling on the intrinsic heat release rate of the fire, the smoke stratification and the thermal tolerable zones in the tunnel. By analysing the ventilation strategy and it’s linkage with the sprinkling, a clear improvement of the efficiency of the water mist at low ventilation speed has been demonstrated, and this despite the increase of heat release rate due to the confinement. Moreover, a part of this work has been devoted to reasoning on a synthesis of the scale relations for the gas flow, fire’s heat release rate and water mist characteristics, relations that have to be respected when using a small scale apparatus. Eventually a research has been conducted on the influence of a water mist on the opacity of smoke, quantifying the optical extinction of the smokes loaded with water droplets.