Le livre des resumes - Université des Sciences et de la Technologie ...

STOP FEU, Oran 2010
Lectures invitées
L’IUSTI et la DPAM développent des codes CFD complémentaires :
- le code de recherche SAFIR de l’IUSTI,
- le code ISISS de la DPAM, qui est
en open source, a pour vocation d’être utilisé par des
organismes de recherche et des industriels. Il contientt les modélisations développées
par les universitaires et
chercheurs.
Une connaissance
précise de la vitesse à laquelle les matériaux se dégradent et libèrent les
produits
combustibles gazeux
qui vont
générer la flamme est nécessaire pour prédire le
développement d’un feu. La
pyrolyse reste difficile à prédire dans des conditions réelles
d’incendie. Pour des matériaux de type thermoplastiques, qui en première approche
peuvent
être assimilés à des
liquides, une collaboration entree l’IRSN et l’IUSTI menée dans le
cadre de
la thèse de Yannick
Pizzo, a permis d’apporter une solution relativement simple dans
le cas de
la propagation de flamme assistée par la gravité, la pyrolyse étant relié à un
nombre de
transfert
de masse déterminé expérimentalement.
L’extension de cette approche à des matériaux plus
complexes (matériaux composites, cellulosiquess ou formant une couche de
résidus
charbonneux) semble difficile. La pyrolyse dépend alors non seulement des sollicitations
thermiques du milieu environnant sur le combustible solide, mais également des processus
physico-chimiques
complexes
liés à sa dégradation. Des modèles de dégradation
élaborés
existentt déjà, prenant en compte une cinétique à une ou plusieurs étapes ainsii que les
écoulements à travers la matrice solide. Les paramètres d’entrée de ces
sous-modèles sont
souvent
difficiles à estimer. Une détermination précise de ces paramètres
peut être obtenue à
l’aide d’algorithme
d’optimisation (algorithme génétique par exemple) et de tests standards
adaptés (FPA). La procédure d’optimisation consiste à introduire le modèle de pyrolyse dans
un code
à champ (ISIS ou SAFIR) et à extraire l’ensemble
des paramètres du modèle qui
minimise l’écart avec l’expérience. La validation à plus grande
échelle se
fera dans les locaux
de l’IRSN (futur dispositif du LEF) et de l’IUSTI (futur tunnel de feu).
La rétroaction du rayonnement de la flamme vers le matériau combustible est aussi un
problème fondamental. Les produits de pyrolyse libérés à la surface du combustible
génèrent
une flamme dont une partie du
rayonnement revient sur cette surface. C’est ce flux radiatif qui
pilote principalement la pyrolyse. Une
bonne prédiction du rayonnement nécessite non
seulement de connaître les concentrations en produits de combustion
et en suies, mais
également de résoudre précisément l’équation de transfert radiatif (ETR). Des méthodes de
résolution de l’ETR robustess et précises ont été incorporées
dans les modèles CFD. Deux
difficultés majeures subsistent : prendre en compte, d’une part, la nature spectrale du
rayonnement et, d’autre part, le couplage rayonnement/turbulence. Le premierr objectif
nécessite de recourir à des méthodes très
pénalisantes en termes de ressources informatiques.
La parallélisation des codes ISIS et SAFIR comble en partie ce handicap. L’élaboration d’un
modèle spectral de
rayonnement et la prise en compte du couplage rayonnement/turbulence se
fera dans le cadre du laboratoire commun.
81