Caractérisation d'une lance diphasique et étude de l'impact d'un jet ascendant sur la stratification des fumées d'incendie

Characterization of a twin-fluid nozzle and study of the impact of an ascending jet on the stratification of fire fumes

• Auteur / Autrice : Louis Hardy
• Direction : Pascal Boulet, Anthony Collin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie et mécanique
• Date : Soutenance le 07/03/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Vauquelin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Boulet, Anthony Collin, Eric Guillaume, Thomas Rogaume, Camille Riera, Mathieu Suzanne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Guillaume, Thomas Rogaume

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incendies -- Extinction -- Appareils et matériel

Jets -- Fluides, Dynamique des

Brouillard

Écoulement diphasique

Tuyaux d'incendie

Mots clés libres

Lance incendie

Diphasique

Caractérisation d'un brouillard

Fire hose

Two-Phases

Stream characterisation

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans un ensemble de travaux ayant pour objectif d'étudier les matériels des sapeurs-pompiers et l'effet de leurs actions de lance sur leur environnement. Ce domaine d'étude est encore nouveau avec une première étape essentielle pour les travaux présentés dans ce manuscrit effectué en 2016 avec l'approche performantielle. Nous proposons dans les trois premiers chapitres une étude comparative entre un nouveau matériel de lutte contre l'incendie, la lance diphasique, et les lances utilisées actuellement. Des expérimentations ont permis de déterminer les caractéristiques géométriques mais également l'évolution en fonction de la distance de la taille et de la vitesse des gouttes constituant le jet. Les deux derniers chapitres complètent cette approche par une étude à échelle intermédiaire des phénomènes d'interaction entre un spray et une couche de fumée en utilisant une approche couplée expérimentation/modélisation. Les essais en maquette servent à vérifier la pertinence des simulations numériques du logiciel Fire Dynamics Simulator. L'approche numérique permet de quantifier les échanges thermiques entre le jet et le milieu environnant. Une perspective de ses travaux est l'utilisation des bilans énergétiques, qui ont été établi, pour chercher à optimiser le mode d'action des sapeurs-pompiers.

This thesis is part of work that aims to study firefighters' equipment and the effect of their fire hose actions on their environment. This field of study is still new with a first essential step for the work presented in this manuscript carried out in 2016 with the performantial approach. In the first three chapters, we propose a comparative study between a new firefighting equipment, the twin-fluid hose, and the currently used hoses. Experiments have made it possible to determine the geometric characteristics and also the evolution of the size and speed of the drops making up the jet as a function of distance. The last two chapters complete this approach with an intermediate-scale study of the interaction phenomena between a spray and a smoke layer using a coupled experimental/modelling approach. The model tests will be used to verify the relevance of the numerical simulations of the Fire Dynamics Simulator software. The numerical approach makes it possible to quantify the heat exchange between the spray and the surrounding environment. One perspective of this work is the use of energy balances, which have been established, to seek to optimise the mode of action of firefighters.