Contribution au développement d'un moyen de mesure simultanée des vitesses et températures adapté aux essais incendie in situ

par Romain Nottet

Thèse de doctorat en Mécanique et physique des fluides

Sous la direction de Olivier Vauquelin, Eric Casalé et de Daniel Joyeux.

Le président du jury était Paul-Antoine Santoni.

Le jury était composé de Anne Muller, Béatrice Patte-Rouland, Hugues Pretrel.

Les rapporteurs étaient Dany Escudié.


  • Résumé

    Dans un contexte de sureté des constructions, prédire la propagation des fumées d’incendie est un enjeu important. Les essais incendie in situ permettent de constater l’efficacité des systèmes d’évacuation et de désenfumages mettant en lumière d’éventuels dysfonctionnements. La mesure de vitesse dans des écoulements de fumées issues d’incendie représente un intérêt notable. Les mesures lors d’essais feux nécessitent une métrologie fiable et robuste pour résister à la fois aux conditions hostiles de mesures (températures élevées et présence de suies) et aux conditions imposées par le déploiement sur le terrain, assez précise pour des mesures dans des écoulements de fumées compris entre 0 et 10 m/s et allant jusqu’à 100 °C, et enfin peu onéreuse pour disposer de plusieurs points de mesures. Actuellement il existe des moyens métrologiques dédié mais présentant tous un inconvénient. Les années 70 et l’importante avancée des outils de traitement du signal ont vu, entre autres, l’émergence d’une technique de mesure de vitesse appelée CCV. Cette approche, dans notre cas, consiste à obtenir une vitesse d’un écoulement fluide par inter corrélation des signaux issus de deux thermocouples introduits dans l’écoulement anisotherme et distant d’une longueur ε. L’idée est alors de retrouver une information décrite par le passage d’une structure cohérente du premier capteur, sur le second. Le décalage temporel entre ces deux motifs permet alors d’obtenir la vitesse du fluide au point de mesure. Nous avons pour objectif de caractériser et d’adapter l’utilisation de cette technique à des situations d’essais incendie in situ.

    mots clés mots clés

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  • Titre traduit

    Developement of a simultaneous measurement technique for velocity and temperature for on site smoke tests


  • Résumé

    Fire smoke spread prediction is a main issue in building fire safety studies. Safety devices can be tested thanks to in situ experiments, high lighting potential dysfonction. The smoke spread velocity is then a significant measurement. Hostile environment induced by fire attack sensors and can quickly damaged them. Hence, we need reliable, high temperature proof and cheap probe. The current fluid mechanics measurement techniques are not appropriate to real scale test with uncontroled conditions. Improvement in signal processing permit developpement of CCV technique (Cross correlation velocimetry). This apporach is based on frozen eddies Taylor hypothesis. For our concerne, the cross correlation calculated from the signal of two ε-distant thermocouples introduced in turbulent flow. The aim of the signal processing is to find temperature information from one thermocouple to the other one. Then, the delay obtained by cross correlation gives the velocity of the flow. Our objetcives is to adapt this laboratory technique to in situ measurements. Thermocouples are non intrusives, cheap and calibration-less responding to our need. At first, operating optimal conditions and limits are defined comparing laboratory-scale CCV measurements with classical techniques. Then, the quality of this technique is assessed in real conditions which high light the main adaptability difficulties.


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