Etude des mécanismes contrôlant la propagation du feu et de l'extinction de câbles électriques en milieu confiné

Study of the mechanisms controlling the propagation of fire and the extinction of electric cables in a confined environment

• Auteur / Autrice : Modibo Dembele
• Direction : Anthony Collin, Lucas Terrei
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Énergie et Mécanique
• Date : Inscription en doctorat le 07/11/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : SIMPPÉ - SCIENCES ET INGENIERIES DES MOLECULES, DES PRODUITS, DES PROCEDES ET DE L'ÉNERGIE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEMTA – Laboratoire Energies & Mécanique Théorique et Appliquée
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe Energie et Transferts

Mots clés

Mots clés libres

Propagation du feu

Extinction

Câbles électriques

Milieu confiné

Sécurité incendie

Comportement des matériaux

Fire propagation

Extinction

Electrical cables

Confined environment

Fire safety

Material behavior

Résumé

Ce projet de thèse vise à comprendre et caractériser les mécanismes provoquant la propagation du feu et l'extinction de câbles électriques en milieu confiné. Avec l'augmentation de l'électrification et des besoins énergétiques, les câbles électriques représentent un enjeu important en raison de leur charge calorifique et du risque d'incendie qu'ils peuvent entraîner, particulièrement dans des secteurs comme le nucléaire, le transport, et les infrastructures. La problématique est aggravée par la présence de ces câbles dans des environnements confinés, où les conditions de ventilation et de confinement influencent fortement la combustion, pouvant entraîner des dynamiques complexes et parfois dangereuses, telles que l'explosion de fumée. La plupart des études précédentes sont concentrées sur des environnements bien ventilés, tandis que les données sur le comportement des câbles dans l'atmosphère viciée restent limitées. Ce travail se focalisera sur la compréhension des mécanismes de propagation du feu et d'extinction dans ces environnements, à travers une approche expérimentale et modélisation numérique. Trois phases structurent cette thèse : (1) le développement d'un banc d'essai pour l'étude des câbles en atmosphère contrôlée ; (2) l'analyse de la vulnérabilité des câbles en conditions thermiques agressives, avec des études en atmosphères ventilées puis viciées ; et (3) la modélisation numérique des processus observés, permettant de prédire les comportements et d'évaluer l'impact des paramètres sur le développement des incendies.

This thesis project aims to understand and characterize the mechanisms causing the propagation of fire and the extinction of electrical cables in confined environments. With the increase in electrification and energy demands, electrical cables represent a significant concern due to their calorific load and the fire risk they may cause, particularly in sectors such as nuclear, transportation, and infrastructure. The problem is worsened by the presence of these cables in confined environments, where ventilation and confinement conditions strongly influence combustion, potentially leading to complex and sometimes dangerous dynamics, such as smoke explosions. Most previous studies have focused on well-ventilated environments, while data on cable behavior in vitiated atmospheres remain limited. This work will focus on understanding the fire propagation and extinction mechanisms in such environments, using an experimental approach and numerical modeling. This thesis is structured into three phases: (1) the development of a test bench for studying cables in controlled atmospheres; (2) the analysis of cable vulnerability in aggressive thermal conditions, with studies in ventilated and then vitiated atmospheres; and (3) the numerical modeling of the observed processes, enabling the prediction of behaviors and the assessment of parameter impacts on fire development.