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

STOP FEU, Oran 2010
Lectures invitées
Le processus est considéré ici monodimensionnel selon l’axe x et l’échantillon a une épaisseur
L. La surface supérieure du combustible qui reçoit la chaleur se situe à x=0 et l’ensemble des
paramètres évoluent au cours du temps t. Il est important de noter que la position de cette
surface (qui reçoit le flux de chaleur) va évoluer (régresser) en fonction de la vitesse de perte
de masse. La chaleur (ainsi que la température T) va se répartir au sein du combustible par
conduction q ° c, tandis qu’une autre partie de la chaleur est rerayonnée à partir de la surface du
combustible, q ° r.
La phase solide va produire une quantité de gaz à la vitesse m ° p. En fonction de cette vitesse,
l’oxygène peut diffuser en surface et à l’intérieur du combustible en fonction de la
perméabilité χ, suivant un gradient de fraction massique Y O2 . La dégradation thermique va
générer une fraction massique de combustible gazeux Y s et de combustible solide résiduel
Y F,s . L’ensemble des paramètres évoluent en fonction de l’épaisseur x et du temps t : (x,t).
La description de la dégradation thermique nécessite la résolution de l’ensemble des équations
de conservation : masse, énergie, espèces et parfois quantité de mouvement. Toutefois, face à
la complexité de cette résolution, aux temps de calculs générés et aux dimensions des
domaines à modéliser, de nombreuses hypothèses et simplifications sont réalisées.
La dégradation thermique va ainsi dépendre :
- De la température, T(x,t).
- De la fraction massique locale de combustible, Y s (x,t).
- De la fraction massique locale d’oxygène, Y O2 (x,t).
- De la fraction massique de combustible solide résiduel, Y F,s (x,t).
- De la perméabilité, χ(x,t).
- De l’épaisseur de pénétration de l’oxygène, δ O2 (t).
- De l’épaisseur de la zone réactive, δ F (t).
- De la valeur des constantes cinétiques, A i , n i , m i , E i.
Les investigations expérimentales
Les modèles de pyrolyse sont développés à partir d’investigations expérimentales. Les
paramètres qu’il est nécessaire de déterminer sont :
• Caractéristiques chimiques : composition élémentaire, masse moléculaire, degré de
polymérisation…
• Propriétés physiques et thermiques : k, ρ, Cp, , ∆H…
• Caractéristiques de la décomposition thermique : vitesse de perte de masse (MLR),
délais et température d’inflammation, quantité de gaz, composition des produits
volatils
C’est ce dernier point qui est traité ici. La problématique des essais expérimentaux est alors :
- De connaitre et de maitriser les paramètres influençant la dégradation (conditions
initiales et conditions aux limites).
- D’être représentatif des conditions réelles d’incendie.
Se pose alors la problématique des échelles de travail. Plus les essais sont conduits à petite
échelle et plus les paramètres de la décomposition sont maîtrisés et connus, mais moins l’on
est représentatif de la réalité d’un feu, et inversement en fonction de l’augmentation des
échelles de tests.
De manière courante, 4 échelles sont considérées :
95