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

1.2.4 Propagation d'un incendie

L'incendie génère des flux thermiques qui se déplacent dans toutes les directions et se propagent sous quatre formes selon le mécanisme de transferts thermiques sur les structures par : conduction, convection, rayonnement et la projection des imbrulés.

1.2.4.1 Conduction

C'est le phénomène par lequel la chaleur est transmise par contact direct entre solides ou fluides en repos, des parties chaudes vers les parties froides, jusqu'à uniformisation de la température. Dans ce mode de transfert, la chaleur produite par les incendies se propage de proche en proche à travers la matière sans qu'il n'y ait transfert de cette dernière. La conduction se produit donc dans les solides, elle correspond à la propagation de l'énergie cinétique d'agitation thermique que possèdent les particules constituant la matière. La quantité d'énergie transférée dépend de la source de chaleur, de la conductibilité du matériau et de la surface de contact.

L'équation différentielle régissant le transfert de chaleur dans les éléments de structure

1.2 Approche phénoménologique du feu 9

Rédigé par: MBAINGUEBEM Arnaud Mémoire de fin d'études

1.2 Approche phénoménologique du feu 10

exposés au feu, est basée sur l'équation de Fourier [10]. Elle est représenté par l'expression

8
8xj

suivante.

_j

8T + Q = PC_p 8T (1.2)

8xj À 8t

1.2.4.2 Convection

Elle correspond à un transport de gaz chaud lors d'un incendie. L'énergie thermique est transférée par les gaz de combustion en mouvement. Un gaz chaud monte, la densité d'un gaz diminue avec la chaleur, la poussée d'Archimède provoque donc l'élévation de cette masse. Lorsque cette dernière atteint un obstacle froid, elle lui transfert sa chaleur, refroidit et retombe. Dans le cas d'un incendie, les fumées suivent le même comportement ascendant. Elles peuvent parcourir des distances importantes et transférer leur chaleur à un matériau combustible qui serait sur leur trajet, figure 1.3. Ce phénomène peut s'exprimer par la relation suivante en considérant la conductivité thermique pour le matériau considéré [18].

Q = À(T )8T 8~m |₅ = h₅ [Tf - T_a] (1.3)

Source : http://jordirial.wikispaces.com

FIGURE 1.3 - Mécanisme de la convection dans un milieu confiné. 1.2.4.3 Rayonnement

C'est un phénomène qui fait que lorsque l'on est en face à un feu, le côté exposé est chaud alors que le côté opposé est froid. Il s'agit d'un mode de propagation à distance qui peut se faire dans le vide. La fréquence du rayonnement est située dans l'infrarouge (IR). Ce rayonnement se propage en ligne droite à la vitesse de la lumière, sans support matériel. Lorsque cette radiation atteint un élément, une partie est réfléchie, tandis que l'autre est absorbée et se transforme en chaleur dans l'élément récepteur. Ainsi, l'échauffement ou l'inflammation d'un élément va émettre vers les éléments voisins un flux thermique qui

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sera susceptible de les enflammer. La transmission de la chaleur par rayonnement suit la loi de Stefan-Bolzman [19]. La puissance du rayonnement est fonction de la température (le rayonnement augmente avec la puissance quatrième de la température) et de la distance (le rayonnement diminue avec le carré de la distance) figure 1.3.

[ ]

Q = À(T )8T 8~m s = c_pu T f 4 _ T ⁴ (1.4)

a

où c_p est l'émissivité relative globale entre le milieu ambiant et la paroi de l'élément, ce paramètre dépend de la géométrie de l'enceinte et du solide étudié, de leur distance et de l'émissivité : c_p = EsEf