à‰tude numérique du feu généralisé avec sortie de flamme de diffusion en situation d'incendie.

Conclusion générale et Perspectives

Ce mémoire a été porté sur l'étude numérique du feu généralisé avec sortie de la flamme de diffusion en situation d'incendie. Ce dernier est un feu qui se développe sans contrôle dans le temps et dans l'espace en se manifestant par des comportements turbulents à gravité terrestre. Ces causes sont énormes et imprévisibles. Il se développe en quatre (4) phases à savoir la naissance, la croissance, la généralisation et le déclin vers l'extinction au cour duquel plusieurs phénomènes physiques apparaissent : Augmentation de la température du milieu, production intense de la chaleur, dégagement des fumées, pertes de visibilité et la projection des matières imbrulées qui sont très dangereuses pour les êtres vivants. Selon les modes de transfert de la chaleur, l'incendie se propage par conduction, convection, rayonnement et par déplacement de matières.

De tout ce qui précède, un détour sur les travaux antérieurs ont permis de recenser quelques investigations relatives au dégagement de la chaleur, production de fumée et des suies, les paramètres de l'écoulement, les mécanismes d'extinction ainsi que les codes de calculs numériques pouvant les simuler. Il ressort de ces analyses que la production des imbrulés du feu généralisé, leurs agressions thermiques et le code numérique pouvant les quantifier puis les prédire reste une préoccupation. C'est ce qui a fait l'objet de notre thématique de recherche implémentée dans un environnement de calcul OpenFOAM afin d'apporter une contribution à la résolution des effluents causés par les incendies et au développement de cet outil qui est en plein essor.

Ce travail a été abordé en deux grandes étapes par la prise en main du code de calcul par la mise en oeuvre d'une convection mixte en régime stationnaire dans une petite chambre carrée à trois 3D et une étude numérique de la formation des suies dans une flamme de diffusion laminaire sous condition de micro-gravité en régime instationnaire.

La première a été mis en exergue en faisant varier la viscosité cinématique ordinaire u

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Rédigé par: MBAINGUEBEM Arnaud Mémoire de fin d'études

de 5, 13.10_⁶m².s_¹ à 1, 28.10_⁵m².s_¹ pour stratifier le champ de température et de vitesse sur la paroi. Les résultats optimaux de température et de vitesse sont obtenus pour u = 1, 51.10_⁵m².s_¹. A cette valeur le mouvement rotatif du fluide dans la chambre s'effectue dans le sens de la vitesse orientée en entrée. On observe aussi que pour des faibles valeurs de u = 1, 51.10_⁵m².s_¹, cet écoulement s'effectue dans le sens contraire (par exemple u = 1, 71.10_⁶m².s_¹ sur le champ de température et de vitesse représenté par la figure 3.8 et 3.9 page 61. Ce même constat a été fait par Blay et al. lors qu'ils faisaient varier le nombre de Froude. Ensuite, on observe que les gradients de température verticale et horizontale sur la paroi sont approximativement estimés pour les valeurs supérieures à 0,25 m sur les axes. Mais pour des valeurs inférieures à 0,25 m, les gradients de températures sont en générale inférieures à ceux expérimentés. Ceci peut être dû par le fait que le calcul n'est pas optimisé. Les profils de vitesse sont bien reproduits de manière générale.

La deuxième a été faite en variant les valeurs des pesanteurs de 0,1g à 1,0g pour évaluer la température et la vitesse à laquelle la formation des suies est prépondérante. Les résultats obtenus sont comparés aux résultats de la valeur de la gravité normale. Pour toutes les valeurs de la gravité, le profil de température reste pratiquement le même avec un maximum de 2423 K. Le pic maximal de la fraction volumique des suies varie entre 7.10_⁸ à 8, 3.10_⁸ pour le coefficient C_ã de la croissance en surface pris à 1, 0.10_⁴ et entre 3, 5.10_⁶ à 4, 5.10_⁶ lorsque C_ã est à 1, 0.10_¹. La concentration des suies varie en général de 8.10¹⁶ à 9, 3.10¹⁶. La valeur maximale de la température pour différentes valeurs de gravité est environ 2410 K après l'implantation du modèle des suies tandis que celle-ci était de 2423 K avant la modification du code. Une variation significative est observée sur les profils de vitesse. Ces derniers augmentent avec l'augmentation de la gravité jusqu'à la valeur maximale de 3,2 m/s. Dans la généralité, ces résultats expliquent bien la production des suies.

En somme, ce travail contribue au développement du code et son résultat montre la capacité du code OpenFOAM à produire et prédire les phénomènes physiques intervenant lors des incendies. Il est susceptible de reproduire les phénomènes de convection sur les structures permettant de prédire leur comportement sous l'effet de champ thermique et dynamique. Il est susceptible de reproduire les phénomènes relatifs à la production des suies.

Pour des travaux futurs, l'utilisation du terme d'oxydation dans les équations de transport des suies pourrait améliorer au mieux le résultat. Un travail de désenfumage pourrait également contribuer à lutter contre les suies par la mise en oeuvre du solveur FireFOAM.