Interactions aérauliques entre écrans de cantonnement et ventilation en cas d’incendie

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Dans le domaine de la sécurité incendie, les écrans de cantonnement sont couramment utilisés pour limiter la propagation des fumées. Toutefois, leur interaction avec la ventilation reste encore mal caractérisée. En particulier, dans un contexte aéraulique mal maitrisé, ces écrans peuvent apporter de fortes perturbations aérodynamiques et conduire à la perte de la stratification naturelle des fumées, ce qui a pour conséquences d’altérer, d’une part, l’efficacité du désenfumage, et d’autre part, les conditions d’auto-évacuation des usagers. Cette problématique a été abordée dans la cadre d’une thèse récente pour une configuration académique de type tunnel (ou couloir) ventilé longitudinalement. Ces travaux, basés sur des simulations numériques et des essais sur une maquette à échelle réduite, ont permis de mettre en évidence des lois spécifiques sur la vitesse de confinement à mettre en place pour bloquer les fumées en amont de l’incendie au niveau de l’écran, et ce, pour différentes puissances de l’incendie et différentes pentes locales du tunnel.

Dans un premier temps il s’agira de poursuivre le travail engagé afin d’établir le même type de lois pour des configurations plus complexes (porte en tunnel, écrans au pied d’un escalier ou autour d’une trémie …). La méthodologie restera identique (simulations numériques et essais sur la maquette àéchelle réduite) pour construire des lois de comportement. Des essais à pleine échelle pourront être organisés à l’occasion des campagnes de tests périodiques pilotés à Marseille par la société FluidAlp dans les tunnels et stations de métro. Dans un deuxième temps, on s’intéressera à l’interaction entre la ventilation transversale (extraction des fumées au plafond) et un écran dans un tunnel, l’objectif étant de maîtriser la stratification des fumées pour les maintenir à une hauteur significative au-dessus du sol. Les mécanismes liés au cisaillement des flux horizontaux dans la couche de fumée seront d’abord étudiés en l’absence d’écran de cantonnement, l’objectif étant de finaliser un modèle décrivant les transferts verticaux susceptibles de se développer au travers de l’interface air-fumées. L’influence d’un écran de cantonnement destiné à assurer le confinement longitudinal des fumées stratifiées sera ensuite abordée. Pour les travaux à mener dans cette thèse, la simulation numérique se basera sur l’utilisation de codes CFD existants. Pour le volet expérimental sur la maquette à échelle réduite, des techniques de mesures non intrusives comme la LDV, la PIV et la colorimétrie seront mises en place pour mesurer les champs de vitesses et de concentrations. Les résultats seront exploités pour valider des modèles théoriques et/ou construire des lois semi-empiriques exploitables en ingénierie de la sécurité incendie.

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