Compréhension et modélisation du phénomène de transition déflagration-détonation (TDD) dans l'industrie pétrogazière

par Frederic Pacaud

Projet de thèse en Mecanique des fluides, energetique, thermique, combustion, acoustique

Sous la direction de Bénédicte Cuenot.


  • Résumé

    La simulation numérique d'écoulements fluides (CFD) par les équations de Navier-Stokes moyennées de Reynolds (RANS) est utilisée et développée depuis longtemps par l'industrie pétrogazière pour évaluer les conséquences des déflagrations et dimensionner les installations face à ce type d'explosion. Cependant, de récents accidents majeurs suggèrent que des détonations - bien plus dommageables - ont pu se produire par phénomène de Transition Déflagration-Détonation (TDD). La TDD est par nature un phénomène local, qui reste mal compris. Pouvoir détecter ou prédire la TDD dans une simulation de grande échelle comme l'exige l'industrie pétrogazière est un objectif ambitieux, qui réclame de remettre en question la façon dont on modélise les explosions accidentelles. Entre la Simulation Numérique Directe (DNS) - adaptée à la résolution fine de la physique sur de petits domaines - et les simulations RANS - modélisant la physique sur de grands domaines - la flexibilité de la Simulation aux Grandes Échelles (LES) pourrait s'avérer décisive pour trouver cette épingle qu'est la TDD dans la botte de foin que constitue une installation industrielle.

  • Titre traduit

    Understanding and modelling of the Deflagration-to-Detonation Transition (DDT) phenomenon in the oil and gas industry


  • Résumé

    Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) CFD has long been used and developed in the oil and gas industry to assess explosion risk and design facilities against deflagrations. However, recent disasters suggest that detonations - far more destructive - can occur through Deflagration to Detonation Transition (DDT). DDT is by nature a local phenomenon, which still remains poorly understood. Being able to detect or predict DDT in the large scale simulations needed by the oil and gas industry is a challenging ambition, that needs a serious upheaval in the way we model explosion scenarios. Bridging the gap between local phenomenon-oriented Direct Numerical Simulation (DNS) and large-scale RANS, Large Eddy Simulation (LES) could prove a flexible method to find this DDT needle in the facility haystack.