Thèse soutenue

Propagation de la flamme d'hydrogène- air- vapeur d'eau en présence de gouttelettes d'eau

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Auteur / Autrice : Roberto Caruso
Direction : Ashwin ChinnayyaIskender Gökalp
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Combustion, Energétique, Mécanique des fluides
Date : Soutenance le 02/04/2019
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...)
Jury : Président / Présidente : Ashwin Chinnayya
Examinateurs / Examinatrices : Johnny Deschamps, Ahmed Bentaïb
Rapporteurs / Rapporteuses : Ernst-Arndt Reinecke, Johnny Deschamps

Résumé

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L'accident de Fukushima en 2011 a remis en évidence les graves conséquences qu'une explosion d’un mélange gazeux à base d'hydrogène induit sur les installations et l'environnement. Lors de cet accident, la destruction complète du réacteur 2 a entraîné un rejet important de poussières radioactives dans l'atmosphère avec de graves conséquences environnementales qui sont encore à l'étude. Une connaissance approfondie de la propagation d'une flamme d'hydrogène dans un environnement confiné est essentielle pour comprendre les conditions de transition entre les régimes de déflagration et de détonation de la flamme qui peuvent compromettre l'intégrité du bâtiment réacteur. Un aspect des aspects qui a été très peu étudié concerne l'impact que l'activation des jets d'eau de refroidissement peut avoir sur la gravité d'une explosion. Le but de ce travail de thèse est de mieux comprendre le rôle de l'injection d'eau pulvérisée sur les régimes de combustion de mélanges hydrogène-air (vitesses de propagation et chargement en pression) dans un espace confiné. Ce travail de recherche a débuté par une étude préliminaire afin d'évaluer l'impact de la présence de vapeur d'eau sur la vitesse laminaire et sur l'épaisseur de flamme. Par la suite, une étude expérimentale a été menée, au laboratoire ICARE-CNRS Orléans, dans un tube d'accélération vertical ENACCEF 1 (volume interne 720 l). Pour mener cette étude, différents mélanges hydrogène/air ont été choisis, représentatifs de différents régimes de combustion, afin d'investiguer l'impact de la pulvérisation d'eau sur une flamme ascendante et descendante. L'ensemble du travail constitue une base de données expérimentale utile pour la validation de codes CFD utilisés dans l'évaluation de la sureté des installations nucléaires.