Etude expérimentale de la propagation des fumées d'incendie en tunnel pour différents systèmes de ventilation PDF Download
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Author: Olivier Mégret
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 215
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Book Description
Les fumées chaudes et toxiques d'un incendie se propagent au plafond d'un tunnel sous la forme d'une nappe d'épaisseur variant avec la puissance de l'incendie. La sécurité des usagers dépend de la gestion du mouvement des fumées par les systèmes de ventilation dont l'objectif est de désenfumer les zones sensibles sans diluer la nappe de fumées. Le choix du débit de ventilation adéquate est fonction de la puissance de l'incendie mais aussi de la géométrie du tunnel et du réseau de ventilation, différents pour chaque tunnel. Une maquette a l'échelle 1 : 20eme de 10 m de long a été conçue de manière à simuler, sur une large plage de puissances d'incendie variant de 0,2 à 20 mW, le mouvement des fumées dans un tunnel de section droite rectangulaire. Le foyer est modélisé par un jet densimétrique (air-hélium) dont les caractéristiques dérivent du développement d'un modèle de simulation basé sur l'étude des feux de bacs d'heptane. L'augmentation de la taille du foyer dans le tunnel avec la puissance de l'incendie est prise en compte en reproduisant à l'échelle le diamètre du bac correspondant. Les deux systèmes de ventilation, longitudinale et transversale, sont reproduits. Une étude paramétrique globale est réalisée en ventilation longitudinale, caractérisant l'influence de la géométrie (hauteur et largeur) et de la pente du tunnel, ainsi que celles de la taille, forme et hauteur du foyer. L'ensemble de ces résultats permet d'établir une loi globale empirique de détermination de la vitesse critique de ventilation (non apparition d'une nappe de fumées à contre-courant). Un modèle semi-théorique vient compléter cette analyse, induisant une relation entre la vitesse de ventilation, la puissance de l'incendie et la hauteur de la nappe de fumées. D'autre part, une méthodologie est développée pour quantifier l'état de stratification d'une nappe de fumées sans ventilation. Cette technique est appliquée à l'étude de l'influence du courant longitudinal sur la stratification à l'aval du foyer. En ventilation transversale, les études s'attachent à quantifier l'efficacité d'un système composé de deux trappes, situées de part et d'autre du foyer, en fonction du débit d'extraction jusqu'à atteindre le confinement des fumées. Cette étude rend compte de l'influence de la position des trappes d'extraction, de leur forme et de leur taille sur l'efficacité.
Author: Olivier Mégret
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Languages : fr
Pages : 215
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Les fumées chaudes et toxiques d'un incendie se propagent au plafond d'un tunnel sous la forme d'une nappe d'épaisseur variant avec la puissance de l'incendie. La sécurité des usagers dépend de la gestion du mouvement des fumées par les systèmes de ventilation dont l'objectif est de désenfumer les zones sensibles sans diluer la nappe de fumées. Le choix du débit de ventilation adéquate est fonction de la puissance de l'incendie mais aussi de la géométrie du tunnel et du réseau de ventilation, différents pour chaque tunnel. Une maquette a l'échelle 1 : 20eme de 10 m de long a été conçue de manière à simuler, sur une large plage de puissances d'incendie variant de 0,2 à 20 mW, le mouvement des fumées dans un tunnel de section droite rectangulaire. Le foyer est modélisé par un jet densimétrique (air-hélium) dont les caractéristiques dérivent du développement d'un modèle de simulation basé sur l'étude des feux de bacs d'heptane. L'augmentation de la taille du foyer dans le tunnel avec la puissance de l'incendie est prise en compte en reproduisant à l'échelle le diamètre du bac correspondant. Les deux systèmes de ventilation, longitudinale et transversale, sont reproduits. Une étude paramétrique globale est réalisée en ventilation longitudinale, caractérisant l'influence de la géométrie (hauteur et largeur) et de la pente du tunnel, ainsi que celles de la taille, forme et hauteur du foyer. L'ensemble de ces résultats permet d'établir une loi globale empirique de détermination de la vitesse critique de ventilation (non apparition d'une nappe de fumées à contre-courant). Un modèle semi-théorique vient compléter cette analyse, induisant une relation entre la vitesse de ventilation, la puissance de l'incendie et la hauteur de la nappe de fumées. D'autre part, une méthodologie est développée pour quantifier l'état de stratification d'une nappe de fumées sans ventilation. Cette technique est appliquée à l'étude de l'influence du courant longitudinal sur la stratification à l'aval du foyer. En ventilation transversale, les études s'attachent à quantifier l'efficacité d'un système composé de deux trappes, situées de part et d'autre du foyer, en fonction du débit d'extraction jusqu'à atteindre le confinement des fumées. Cette étude rend compte de l'influence de la position des trappes d'extraction, de leur forme et de leur taille sur l'efficacité.
Author: A. S. Caserta
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Category : Science
Languages : en
Pages : 1128
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Book Description
This text deals with the principles, analysis/validation and design, testing and commissioning of the engineering elements associated with the aerodynamics and ventilation of both road and rail tunnels.
Author: Pascal Deberteix
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Languages : fr
Pages : 280
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Book Description
LE PRESENT TRAVAIL A EU POUR OBJET : - D'UNE PART DE CARACTERISER LES ECOULEMENTS TURBULENTS DANS LES CONDUITES RECTILIGNES DE SECTION DROITE NON CIRCULAIRE COMME CEUX REPRESENTATIFS DES TUNNELS DE LA RATP A PARTIR D'ESSAIS EXPERIMENTAUX SUR LA MAQUETTE D'UN TUNNEL A L'ECHELLE 1/30 E M E ET DE SIMULATIONS NUMERIQUES. CETTE PREMIERE ETUDE A PERMIS DE DETERMINER LES PERTES DE CHARGE CARACTERISTIQUES DE CONFIGURATIONS USUELLES DU RESEAU RATP ET DE METTRE EN EVIDENCE LES ECOULEMENTS SECONDAIRES GENERES PAR L'ANISOTROPIE DE LA TURBULENCE DANS LES CONDUITES DE SECTION DROITE COMPLEXE. - D'AUTRE PART D'ETUDIER LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES D'UN FEU QUI SE DEVELOPPE EN TUNNEL, EN REGIME STATIONNAIRE, SOUMIS A UN DEBIT DE VENTILATION, ET PLUS PARTICULIEREMENT LE PHENOMENE DE LA COUCHE DE RETOUR OBSERVE DANS CERTAINES CONDITIONS. LES DIFFERENTS RESULTATS OBTENUS A PARTIR D'ESSAIS EXPERIMENTAUX SUR MAQUETTE ET DE SIMULATIONS NUMERIQUES ONT MIS EN EXERGUE L'IMPORTANCE DE LA VITESSE DE VENTILATION ET DE LA NATURE DE LA FLAMME SUR LE COMPORTEMENT DE LA COUCHE DE RETOUR. UNE SIMILITUDE FONDEE SUR LE NOMBRE DE RICHARDSON PERMET DE CORRELER CERTAINES GRANDEURS CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE DE RETOUR TELLES QUE SA LONGUEUR ET DE RETROUVER CORRECTEMENT DES PHENOMENES OBSERVES EN VRAIE GRANDEUR.
Author: Stéphane Gaillot
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Languages : fr
Pages : 214
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Dans le cadre de la problématique des incendies en tunnels et de la gestion du désenfumage, cette étude, menée tant sur l'aspect expérimental que numérique, concerne le comportement thermo-aéraulique des fumées créées par un foyer, dans un tunnel soumis à une ventilation longitudinale. L'étude expérimentale réalisée en maquette, simulant l'incendie par une flamme de diffusion issue de la combustion de butane pur, apporte, grâce à des métrologies adaptées, les éléments d'analyse des liens existant entre la stratification des fumées et les paramètres d'étude que sont la vitesse de ventilation et la puissance du foyer. Une notion d'équilibre entre " tenabilité " thermique et toxicité du milieu est notamment mise en évidence. La contribution de l'étude numérique, avec le code FLUENT, incluant le modèle de combustion PDF, propose une restitution des écoulements. Outre une approche des corrélations obtenues expérimentalement, la modélisation s'intéresse à l'action des pertes thermiques pariétales sur l'expansion de la couche de retour.
Author: BENEDICTE.. RIBOT
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Languages : fr
Pages : 378
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L'ETUDE PRESENTEE DANS CE MEMOIRE PORTE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE PAR LA METHODE DES VOLUMES FINIS D'ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS, TURBULENTS, STATIONNAIRES, COMPRESSIBLES EN MILIEUX CONFINES COMME LE SONT CEUX GENERES PAR LES SYSTEMES DE VENTILATION DANS LES TUNNELS ROUTIERS EN CAS D'INCENDIE. L'OBJECTIF EST DE DEVELOPPER ET VALIDER DES METHODES DE CALCUL POUR REPRESENTER LES PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT LORS D'UNE ASPIRATION PAR UNE TRAPPE DE DESENFUMAGE D'UNE NAPPE STRATIFIEE. L'ENSEMBLE DES TRAVAUX DONNE DES INFORMATIONS ET INDICATIONS SUR LES CONDITIONS DE MODELISATION D'ASPIRATION DE FUMEES PAR DES TRAPPES DE DESENFUMAGE DE TUNNELS ROUTIERS ET SUR LES PERFORMANCES DU CODE CFXF3D POUR PREDIRE CES ECOULEMENTS. L'INDEPENDANCE DU MAILLAGE, L'EFFET DE LA NATURE DE LA CONDITION LIMITE POUR TRADUIRE UNE EXTRACTION ET L'INFLUENCE DE CERTAINS PARAMETRES (DEBIT D'ASPIRATION ET LE NOMBRE DE TRAPPES) SONT EXAMINES. UNE ETUDE PHENOMENOLOGIQUE DES ECOULEMENTS AU SEIN DU TUNNEL EST AUSSI TRAITEE CARACTERISANT LA STRUCTURE DES FUMEES SOUMISES A UN COURANT D'AIR LONGITUDINAL. UN MODELE SIMPLIFIE PERMETTANT DE REPRODUIRE LES EFFETS INDUITS PAR UNE TRAPPE D'ASPIRATION SUR L'ECOULEMENT AU SEIN DU TUNNEL ET BASE SUR LA NOTION DE PUITS (DE MASSE, DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET D'ENTHALPIE) EST PROPOSE. L'ELABORATION DE CE MODELE ET L'EVALUATION DE SES PERFORMANCES SONT EFFECTUEES EN PRENANT EN COMPTE UNE TRAPPE D'ASPIRATION, PUIS TROIS TRAPPES. LES TEMPS DE CALCUL SONT ALORS FORTEMENT REDUITS. CES ETUDES SONT COMPLETEES PAR UNE CONFRONTATION ENTRE RESULTATS NUMERIQUES ET EXPERIMENTAUX. LES ESSAIS SELECTIONNES ONT ETE REALISES SUR UNE MAQUETTE DE TUNNEL A L'ECHELLE 1/20 E M E. DES INFORMATIONS INTERESSANTES SUR LA VALIDATION DES MODELES EMPLOYES ET DES HYPOTHESES FAITES SONT OBTENUES. NOTAMMENT, IL EST MONTRE QUE LE MODELE DE TURBULENCE K- STANDARD REPRODUIT CORRECTEMENT LES PHENOMENES D'ASPIRATION DE FUMEES SANS AJUSTEMENT PARTICULIER DES VALEURS DES CONSTANTES.
Author: Samia Haouari Harrak
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail de thèse est consacré à l'évaluation et l'amélioration des modèles à zones, utilisés dans l'ingénierie de la sécurité incendie pour simuler la propagation des fumées dans un bâtiment en situation d'incendie. Il a pour ambition d'améliorer la compréhension des écoulements des fumées dans un bâtiment. Le mémoire de thèse est divisé en deux parties. La première est essentiellement consacrée à l'état de l'art et à une évaluation de la capacité du code CFAST, code à zones largement utilisé dans l'ingénierie de la sécurité incendie, à simuler les écoulements de fumées dans un bâtiment. Le code à zones CFAST est confronté aux résultats d'une campagne expérimentale à échelle réelle réalisée dans un bâtiment d'habitation de type R+3. La seconde partie du manuscrit, plus académique, consiste à étudier les écoulements de fumée dans un bâtiment. Dans un premier temps, deux phénomènes sont étudiés : le phénomène de remplissage d'un local par des fumées d'incendie, et le phénomène de remplissage / vidange simultanés d'un local ventilé naturellement. Des modèles à zones permettant de décrire ces phénomènes sont présentés. Deux campagnes expérimentales ont été menées à échelle réduite sur des maquettes thermiques de locaux, afin d'étudier les deux phénomènes et d'évaluer et améliorer les modèles à zones. De plus, des simulations numériques complémentaires avec le code à champs FDS (Fire Dynamics Simulator) sont réalisées pour étendre le domaine d'étude du phénomène de remplissage. Enfin, des améliorations du modèle à zones sont proposées. Après l'étude des phénomènes liés aux écoulements de fumée dans un local unique, les écoulements de fumées dans une configuration multi-compartiments, constituée de deux locaux reliés par une cage d'escalier, sont étudiés expérimentalement à l'échelle du laboratoire.
Author: Antoine Mos
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Languages : fr
Pages : 116
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Les modèles actuellement disponibles pour simuler la propagation des fumées d'incendie en tunnel routier sont souvent mal adaptés aux études de sécurité menées avant la mise en service d'un ouvrage. Le travail présenté ici vise à proposer des principes de modélisation transitoire intermédiaires entre les modèles monodimensionnels et les codes CFD tridimensionnels, par une démarche physique et phénoménologique. Deux modèles sont développés, l'un de type intégral, l'autre fondé sur une réduction à deux dimensions spatiales des équations de Navier-Stokes dans le cas particulier d'un tunnel. Les résultas sont encourageants malgré les hypothèses simplificatrices. Sur le plan phénoménologie, ce travail met en évidence l'importance des phénomènes physiques dans la zone du foyer pour la stratification en aval et la robustesse de la vitesse de propagation des fronts de fumée
Author: Raphaël Meyrand
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Languages : fr
Pages : 264
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Book Description
Cette étude s'inscrit dans la recherche d'une meilleure maîtrise des feux en tunnel à partir d'installations fixes type brouillard d’eau. Ce travail essentiellement expérimental s'est appuyé sur des essais réalisés en réduction d’échelle. Les paramètres d'étude sont : le type de foyer (feu de nappe, bûchers et empilements de palettes), la vitesse de ventilation longitudinale (inférieure ou supérieure à la vitesse critique), le déclenchement ou non d'un système de brouillard d'eau ainsi que la sectorisation de celui-ci. A son terme, cette étude a permis d'analyser les effets de l'aspersion sur la puissance intrinsèque du foyer, la stratification des fumées et la tenabilité thermique dans l'ouvrage. Une discussion sur les stratégies d'application de la ventilation en cas d'incendie en tunnel et son couplage avec l'aspersion a également été menée, montrant une nette amélioration de l'efficacité du brouillard lorsque la vitesse de ventilation est faible, et ce en dépit de l'augmentation de puissance du foyer due à l'effet de confinement de l'ouvrage. De plus, un travail de réflexion et de synthèse sur les relations de similitude à respecter lors d'une étude de ce type en réduction d'échelle a été conduit, que ce soit concernant l'aéraulique, la puissance du foyer ou les caractéristiques du brouillard d'eau. Enfin, une étude annexe sur l'influence d'un brouillard d'eau sur l'opacité des fumées a été réalisée, quantifiant l'extinction optique des fumées chargées en gouttelettes d’eau.
Author: Myriam Oucherfi
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Languages : fr
Pages : 114
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L’objectif de cette thèse est de présenter des critères simples pour l’évaluation des performances d’une ventilation transversale. On définit l’efficacité et le rendement, calculés à partir du flux de déficit de densité créé par l’incendie. Après une étude préliminaire permettant de caler les modèles numériques, l’influence de différents paramètres sur ces valeurs a été évaluée. Dans un premier temps, l’étude a porté sur une seule trappe et a montré que le courant d’air dans le tunnel est le paramètre le plus important. A l’inverse, la forme de la trappe pour une surface donnée n’a que très peu d’importance, sauf dans des cas limites (fente sur toute la largeur du tunnel). L’étude d’un canton à huit trappes confirme l’importance du contrôle du courant d’air. Lorsqu’on diminue le nombre de trappes en conservant la même surface totale d’aspiration, cette sensibilité tend à disparaître, mais l’efficacité diminue. Enfin, l’étude de l’influence de l’encombrement montre une légère amélioration de l’efficacité, due à l’obstruction d’une partie de la section par des camions, qui bloquent les fumées au droit des trappes.
Author: ABDERRAOUF.. GUELZIM
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Languages : fr
Pages : 199
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Book Description
LE PRESENT TRAVAIL A EU POUR OBJET: D'UNE PART DE DEVELOPPER UNE MODELISATION NUMERIQUE CARACTERISANT L'ECOULEMENT REACTIF ET LE RAYONNEMENT D'UNE FLAMME SOUMISE A UNE COMPOSANTE CONVECTIVE LATERALE ET DE VALIDER A PARTIR DE RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS AU LABORATOIRE OU TIRES DE LA LITTERATURE; D'AUTRE PART D'ETUDIER LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES D'UN FEU DEVELOPPE EN GALERIE, EN REGIME STATIONNAIRE, SOUS EFFET DE VENTILATION, ET PLUS PARTICULIEREMENT LE PHENOMENE DE COUCHE DE FUMEE EN RETOUR REMONTANT LE COURANT DE VENTILATION DANS CERTAINES CONDITIONS. AINSI, UNE INSTALLATION EXPERIMENTALE A-T-ELLE ETE ELABOREE A L'ECHELLE LABORATOIRE, PRESERVANT LA SIMILITUDE AVEC LES PHENOMENES VRAIE GRANDEUR ET PERMETTANT L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES DEUX PARAMETRES PREDOMINANTS QUE SONT LA PUISSANCE DU FOYER ET LA VITESSE DE VENTILATION. DEUX APPROCHES D'EXPLOITATION DES PHENOMENES OBSERVES ONT ETE DEVELOPPEES: FORMULATION D'UNE SIMPLE CORRELATION PARAMETRIQUE DE SIMILITUDE; MISE EN UVRE D'UN MODELE NUMERIQUE GLOBAL APTE A PREDIRE LA CONFIGURATION GENERALE DE L'INCENDIE ET LE MOUVEMENT DES FUMEES INDUITES. ENFIN, ET DANS LE BUT DE DEGAGER DES INFORMATIONS POUR LA SECURITE DES USAGERS ET LA SAUVEGARDE DES MATERIELS, NOUS AVONS MENE UNE PROSPECTIVE RELATIVE A DES FEUX SE DEVELOPPANT DANS CERTAINES INSTALLATIONS DU METRO PARISIEN
