Détermination de grandeurs caractéristiques d’un incendie localisé en espace semi-confiné

par Hugues Besnard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Lebey et de Eloi Lambert.

Soutenue en 2010

à Le Havre .


  • Résumé

    Ce travail s’adresse aux incendies localisés en espace semi-confiné, tels que les feux d'habitations. L'étude est réalisée sur une maquette de tunnel clos à l'une de ses extrémités. Cette simplification permet de localiser l'alimentation du feu en comburant et l'évacuation des produits de combustions au niveau d'un exutoire unique. Un travail préparatoire consiste à estimer la puissance de combustion en utilisant des thermocouples disposés en trois verticales et suivant l’axe longitudinal du tunnel. La première approche vise à caractériser en temps réel l'état d'un feu par la puissance qu'il libère. L'information utile est formée par l'ensemble du rayonnement IR qui s'échappe de l'exutoire que recueille une caméra de thermographie IR. Un modèle conçu sur un bilan d'énergie couplé à un modèle de zones permet à partir de ce rayonnement d'estimer la puissance de combustion. Dans le cas des foyers bien ventilés, les résultats ainsi obtenus sont confrontés à une référence établie à partir de l'enregistrement de la masse du foyer. La seconde approche considère qu'il est impossible pour des raisons d'accessibilité à la structure de placer convenablement la caméra IR. Par conséquent, seules les fumées se propageant à l'air libre sont visibles et leur rayonnement analysable. Nous proposons un modèle permettant d'estimer leurs vitesses. A un instant donné une ligne d’émission représentative du mouvement des gaz chauds est déterminée à l’aide de la caméra IR, puis en chaque point de cette courbe l’équation du principe fondamental de la dynamique est résolue. Ces opérations sont ensuite itérées sur l’ensemble des thermogrammes qui composent le film IR de manière à associer un champ de vitesse au mouvement des fumées.

  • Titre traduit

    Determination of physical quantities in a localized fire located in a semi-confined space


  • Résumé

    This work focuses on the study of localized fires in a semi-confined space, such as a fire house. The study is conducted on a model tunnel which is closed at one end. The fire is located at the closed end of the tunnel. This simple experimental set-up allows us to do a two dimensional study and at the same time makes it possible to locate at the opened end the combustive which supplies the fire and the smoke which escapes. The first part is a preparatory work. We estimate the heat release rate using thermocouple trees, giving the result using a zone model and energy balance equation. Also in the second part we characterize the heat release rate. The information used to do this is the radiations of the smoke emitted through the opened end of the tunnel. These radiations are recorded by an infrared (IR) camera. A model created on an energy balance coupled to a zone model allows the heat release rate to be estimated from these IR radiations alone. The results are compared with the heat release rate established from the recording of the mass of the fire. In the third part of this work a model is created in order to estimate the velocity of the smoke at the exit of the tunnel. Only the smoke plumes spreading outside of the tunnel are considered and their radiations are analysed. In order to carry out this analysis, a transmission line representing the movement of hot gases is determined using the IR camera. The fundamental principle of dynamics is solved at each point of this curve and these operations are iterated over all thermograms that make up the IR film. In this way, at each point in time a local velocity field can be associated with the movement of the smoke.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (249 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fins de chapitres

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  • Bibliothèque : Université du Havre. Service commun de la documentation. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : STH 946
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