Contribution à l'étude et à la modélisation du dépôt des suies lors d'un incendie

Contribution to study and modelisation of soot deposition during fires

• Auteur / Autrice : Louis Decoster
• Direction : Olivier Vauquelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et physique des fluides
• Date : Soutenance le 12/01/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (IUSTI) (Marseille) - Laboratoire central de la Préfecture de police (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Lecoq
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Axel Bellivier, Fabien Candelier, Jean-Louis Consalvi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Van Hees, Denis Boulaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effluents gazeux

Incendies

Suie

Fluides, Dynamique des -- Mesure

Modélisation des données (informatique)

Mots clés libres

Incendie

Suie

Dépôt

Fumée

Thermophorèse

Fire

Soot

Deposition

Smoke

Thermophoresis

Résumé

Ce travail est consacré à l'étude du dépôt des particules de suie transportées par des fumées d'incendie. L'étude de la littérature donne une synthèse des propriétés connues des particules de suie produites par un incendie ainsi qu'une revue de l'état de l'art des outils disponibles pour modéliser leur dépôt. Le code Fire Dynamics Simulator, outil numérique utilisé dans ce travail, permet depuis sa version 6 de simuler le dépôt de suie mais aucune étude expérimentale à échelle réelle ne fournit de données quantitatives de dépôt qui permettraient de valider les performances de l'outil dans ce domaine. Une première campagne expérimentale a donc été réalisée pour pouvoir évaluer FDS et les modèles fournis par la littérature dans le cas du dépôt à échelle réelle de particules de suie produites par la combustion d'heptane. Ces essais ont été suivis d'une seconde campagne expérimentale à échelle réelle avec pour objectif la prise en compte de l'écoulement des fumées le long de la paroi de dépôt et de sa vitesse. Les deux campagnes d'essais à échelle réelle ont enfin été complétées par le montage d'un banc expérimental à petite échelle permettant d'étudier l'influence de la vitesse d'écoulement sur le dépôt de particules produites par un petit foyer, à l'intérieur d'une conduite.

This work is devoted to the study of the deposit of soot particles transported by fire smoke. The literature review provides a summary of the known properties of soot particles produced by fire as well as a review of the state of the art tools to model their deposit. The CFD tool Fire Dynamics Simulator allows since version 6 to predict the deposition of soot. However no full scale experimental study provides quantitative data about thermophoretically driven soot deposition, making validation impossible. A first experimental campaign was conducted to valuate FDS and modelling tools provided by the literature in the case of full-scale deposition of soot particles produced by the combustion of heptane. These tests were followed by a second full-scale experimental campaign with the aim of taking into account the flow of smoke along the wall and its speed. Both full scale campaigns were finally completed by a small-scale experimental bench mounted in order to tudy the influence of the flow rate on particle thermally driven deposition within a duct.