Interaction rayonnement-particules : cas des fumées générées par differents types de combustibles

par Mouhammad Abou-Al-Nasser Barakat

Thèse de doctorat en Combustion

Sous la direction de Jean-Pierre Vantelon.

Soutenue en 1994

à Poitiers , en partenariat avec Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (autre partenaire) .

mots clés

• Suie
• Condensation
• Coagulation

Résumé

Mesurer l'opacite d'un milieu gazeux charge en particules, comme des fumees, revient a mesurer l'attenuation que subissent les rayonnements qui le traversent. Toutefois, le principal parametre influencant le parametre d'extinction etant la concentration en particules de suie, il apparait necessaire de definir une grandeur de base (aire specifique d'extinction) liant le coefficient d'extinction a la vitesse de combustion du combustible considere et aux conditions aerauliques par l'intermediaire du debit de fumee. Les combustibles etudies sont, un hydrocarbure d'usage courant (fioul domestique), et des huiles et materiaux de gainage de cables electriques recenses sensibles dans les centrales nucleaires exploitees par edf (organisme partenaire de cette etude). L'influence de la longueur d'onde sur les proprietes d'extinction (coefficient ou aire specifique) est etudiee et les lois de variation, en fonction de ce parametre, sont etablies. Ces lois font ensuite l'objet, apres determination experimentale de la distribution de taille des particules et une recherche detaillee sur le choix des indices optiques, d'une comparaison theorie-experience a partir du calcul des efficacites energetiques d'extinction sur la base des elements de la theorie de mie. Le caractere conservatif de la grandeur aire specifique d'extinction est egalement mis en evidence, en fonction de l'intensite de la combustion et de la dilution des fumees. On procede aussi a une determination indirecte de la taille et de la concentration en particules a partir des mesures realisees a plusieurs longueurs d'onde. Les perspectives d'application a un modele d'analyse d'incendie en compartiment developpe par edf sont ensuite envisagees. Dans ce but, il est procede a la determination d'un parametre d'extinction moyenne sur tout le spectre thermiquement utile. L'ensemble de ce travail permet de tirer un certain nombre d'enseignements sur les aptitudes des differents combustibles consideres a generer des fumees et sur leur potentialite en matiere de rayonnement. Cependant, il conduit parallelement a formuler certaines limites quant a l'exploitation des mesures realisees, que ce soit dans des conditions de ventilation insuffisante des foyers, ou dans des conditions d'evolution granulometrique des particules dans la phase de transport (condensation de vapeurs ou coagulation)

Titre traduit

Interaction radiation-particles : case of smoke generated by various types of fuel

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