Chapitre 1
Synthèse bibliographique
1.1 Introduction
Le feu est un phénomène instable par nature
d'où le danger qu'il représente alors que les concentrations de
populations et d'énergie accroissent le besoin de prévisions des
risques. Cette instabilité provient des couplages entre les
différents phénomènes physiques impliquant le
dégagement de combustible gazeux sous l'effet de l'énergie
produite par la combustion avec l'air ambiant. Les trois éléments
mis en jeu dans ces couplages constituent le triangle du feu : le combustible,
le comburant et l'énergie. La science du feu présente un
caractère pluridisciplinaire, mettant en jeu des
phénomènes tels que la combustion qui détermine la
libération de l'énergie, l'effet des forces de
flottabilité qui influe sur la convection et le mélange
combustible-comburant, les transferts thermiques qui influent le transfert de
l'énergie et la turbulence qui influe la libération de
l'énergie, ainsi que le mélange. L'interaction entre ces
phénomènes couplés complique le problème physique,
d'où la difficulté de compréhension et de prévision
des feux. Dans un premier temps, à travers ce chapitre, nous allons
aborder succinctement les principaux phénomènes physiques
présents dans les incendies allant de la naissance à la
disparition du feu ainsi que leur rôle dans son développement puis
leur modélisation générale. En second lieu nous
introduisons une notion de l'ingénierie de la sécurité
incendie puis une présentation de l'état des travaux
antérieurs effectués dans ce domaine et la raison du choix de
code de calcul utilisé pour la réalisation de ce mémoire
clôtureront ce chapitre.
1.2 Approche phénoménologique du feu
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Rédigé par: MBAINGUEBEM Arnaud
Mémoire de fin d'études
1.2 Approche phénoménologique du
feu
1.2.1 Naissance du feu
L'incendie est une combustion non maîtrisée qui
se développe dans le temps et dans l'espace dont les manifestations par
des comportements turbulents sous la forme de libération de chaleur et
de production d'espèces chimiques sont potentiellement dangereuses pour
les personnes, et des biens ou pour l'environnement [8]. La combustion est une
réaction chimique exothermique d'oxydation d'un combustible par un
comburant, nécessitant une source d'énergie pour être
initiée [11]. Pour son déclenchement, il faut donc du
combustible, du comburant et une source d'énergie que l'on résume
par l'appellation triangle du feu. Ce dernier est une figure
géométrique simple qui aide à comprendre le
mécanisme de la combustion. C'est un symbole souvent utilisé pour
spécifier les liens nécessaires au feu entre combustible, oxydant
et chaleur représenté par la figure 1.1.
FIGURE 1.1 - Triangle du feu
Sous l'effet de l'énergie d'activation (source de
chaleur), le combustible se décompose (pyrolyse), le produit de cette
décomposition est un gaz qui réagit avec le comburant (en
général le dioxygène qui compose 21% de l'air). Ainsi,
l'on peut résumer le processus par la formule suivante :
Combustible + énergie d'activation +
dioxygène = feu(Produits de combustion + Chaleur)
Ce processus peut être modélisé par une
équation réactive globale pour un composé d'hydrocarbure
:
CxHy + (x + y 4)(O2 + (79,
1
20, 9N2)) -+ xCO2 + y 2H2O + (x +
y 2)(79, 1
20, 9N2) + Chaleur (1.1)
1.2 Approche phénoménologique du feu
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Rédigé par: MBAINGUEBEM Arnaud
Mémoire de fin d'études
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