Etude de la combustion des matériaux solides, application à la sécurité incendie

Study of solid material combustion, application to fire safety

• Auteur / Autrice : Damien Hébert
• Direction : Alexis Coppalle, Martine Talbaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 12/12/2012
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Most
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Porterie, Laurent Audouin, Jérôme Yon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascale Desgroux, Pascal Boulet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Essais de comportement au feu

Flamme

Spectroscopie d'émission de flamme

Suie

Mots clés libres

Combustion PMMA

Incandescence induite par laser

Particules de suie

Paroi verticale

Incendie

PMMA combustion

Laser-Indice Incandescence

Soot particles

Vertical wall

Fire

Résumé

Dans une thématique de sécurité incendie, la prédiction de la propagation d’une flamme le long d’une paroi verticale solide nécessite la quantification du rayonnement. L’objectif de la thèse est de quantifier et caractériser les suies d’une flamme de PMMA. La flamme stationnaire d’un brûleur gaz sera également étudiée. La méthode optique de LII, une fois calibrée (extinction), permet d’obtenir des champs 2D de la fraction volumique ainsi que le taux de combustion en fonction de la hauteur pour la flamme de PMMA. Ensuite, la morphologie des agrégats de suie est déterminée grâce à des clichés MET et des mesures de la distribution en taille. Les propriétés optiques sont obtenues avec des mesures in-situ et ex-situ (effet de la température) de l’extinction spectrale, couplées avec une mesure de la concentration massique pour remonter à la fonction d’indice. Cette base de données permettra la perspective de calculer le rayonnement des suies et de l’utiliser dans un modèle de propagation.

In the field of fire safety, the propagation prediction of a flame along a solid vertical wall requires radiation quantification. The thesis objective is to quantify and characterize the PMMA flame soot. Gaseous burner steady flame will also be studied. The LII optical method, after calibration (extinction), provides 2D volume fraction fields and the combustion rate in function of the height for the PMMA flame. Then, the soot aggregate morphology is determined by TEM images and size distribution measurements. The optical properties are obtained with in-situ and ex-situ measurements (temperature effect) of the spectral extinction, coupled with a mass concentration measurement to obtain the index function. This database will allow the prospect to calculate the soot radiation and to use it in a propagation model.