Cours 2 - Modelisation de l incendie.ppt

 Institut d’Hygiène et Sécurité Industrielle  Laboratoire de Recherche en Prévention Industrielle

La première motivation de ce travail est de comprendre le mécanisme complexe des différents modèles numériques spécifiques aux différents phénomènes d’incendie. Les pertes énormes qu’un incendie peut causer rend la modélisation de ces phénomènes un véritable défi pour les analystes L’objectif majeur est l’application de ces modèles à des cas réels sachant que l’intér!t de ces applications n’est pas juste dédié à l’étude des phénomènes qui naissent lors d’un incendie mais de proté"er des biens ou des personnes contre les effets qu’il peut "énérer "énérer.. #e travail présente l’application de deux codes $L%&'( et )L*+) pour l’étude des effets d’un accident sur un environnement atmosphérique atmosphérique urbain avec la comparaison des résultats d’un pro"ramme $*,(,)' qui prend en considération le terme source comme variable.

La première motivation de ce travail est de comprendre le mécanisme complexe des différents modèles numériques spécifiques aux différents phénomènes d’incendie. Les pertes énormes qu’un incendie peut causer rend la modélisation de ces phénomènes un véritable défi pour les analystes L’objectif majeur est l’application de ces modèles à des cas réels sachant que l’intér!t de ces applications n’est pas juste dédié à l’étude des phénomènes qui naissent lors d’un incendie mais de proté"er des biens ou des personnes contre les effets qu’il peut "énérer "énérer.. #e travail présente l’application de deux codes $L%&'( et )L*+) pour l’étude des effets d’un accident sur un environnement atmosphérique atmosphérique urbain avec la comparaison des résultats d’un pro"ramme $*,(,)' qui prend en considération le terme source comme variable.

Incendie extérieur  Propagation des flammes Météorologie Topographie

Incendi e

Effets domino

Apport de chaleur 

Etre à l’origine de d’autres accidents

Agression thermiques aux hommes et aux biens

Composition du combustible

Estimer les effets sur un site donné Approfondir les connaissances sur  certains mécanismes des effets

  %eproductibilité

 ong! Co"teux  Impossibilité de maitriser les conditions météorologiques

 Maquette en soufflerie  #randeurs adimensionnels

 ong! Co"teu  $ifficilement à d’autres confi

'acilité de de mise en (u)re (u)re

 %apidité d’étude  &alidation sur  #rands nombre des essais de configurations

Modèles Intuitifs

Modèles de champ Modèles de zones

Modèles D’incendie

Modèles Déterministe s

Modèles Statistiques

Modèles numérique dites : Modèles thermique d’incendi

Modèles intégraux Modèles gaussiens

Modèles numérique dites : Modèles de dispersion

/

$es formules mathématiques simples qui estime *la température en fonction du temps! du flux radiatif re+u par une cible #A,--IE.! I.TE#%AE

$es codes de calcul qui découpent artificiellement le local en di/aines de milliers de petits )olumes C0AMP-

$es codes de calcul découpant artificiellement le local en deux /ones 0omog1nes 23.E

Comment choisir un mod1le 4 En fonction des cibles 5personnes ou structures67 En fonction des scénarios de feu8 Comment choisir un code 4 Connaissances sur la ph9sique du feu 5combustion! mécanique des fluides67 Connaissances sur les méthodes numériques7 Connaissances sur les combustibles8

e probl1me étudié est relatif à la propagation de fumée et des ga/ de combustions dues a un accident sur)enue sur un bac de stoc:age du ;utane au ni)eau de la terminal de -:i:da en octobre 8 ’ob?ectif principal de cette étude est de décrire la propagation des fumées et l’apport thermique 8

es simulations numériques ont été réalisées sur deux codes 5A30A et ',E.T6 pour mettre en é)idence leurs performances )is@à@ )is de ce probl1me8

L I IHS RP

e ?eu d’équations simplifiées du mod1le C'$

Conser)ation de la masse

Conser)ation des esp1ces Conser)ation de la quantité de mou)ement

Conser)ation de lénergie

 ρ :masse volumique, Ye fraction massique de l'espèce e, D: coefficient de diffusion u =(u, v, w)=(u1, u2, u) vecteur vitesse, !:c"amp de !ravit#, $ e%%% :tau& de production de l%espèce i par unit# de volume, : conductivit# t"ermique : tenseur des contraintes visqueuses, q%%% :flu& de c"aleur par unit# de volume ": ent"alpie d'une espèce c"imique, Τ:  temp#rature

L I IHS RP

es sous mod1le s du mod1le C'$ Mod1le global 5mixture fractions6 Mod1le 5'lammelettes 6 Mod1les E$M 5Edd9 $issipation Model6 ou E;, 5Edd9 ;rea:@,p6

Mod1le de combustion

 s

Mod1le de ra9onnement Mod1le de turbulence

× ∇I λ  (

 B ( x, λ  )

x, s )

+

σ

= − κ (

(  x, λ ) 4π  

∫ 

x, λ )

4π

+σ (

x, λ  )   I 

Φ ( s, s ′ ) I λ  (

E-* $.-*

•S représente le vecteur directeur de l’intensité ; • I l ( x s) Désigne l’intensité du raynne!ent " la lngueur d’ndeλ4 56( x,l) Désigne le ce##icient d’a$srptin lcal " la lngueur d’nde λ4 5s(%l) Désigne le ce##icient de di##usin lcal " la lngueur d’nde λ4 • B(%l) Désigne ter!e&surce d’é!issin " la lngueur d’nde λ.

(

x, s )

x, s′ ) d Ω′

+

&quation "énérale d’évolution du panache

7hoto du 8oilover lors de l’accident.

#onséquences des effets de l’incendie

y

8

#

$lamme : flamme ;-09 m < s ( flammes ; 09=> + boule ; -/9m

Entrée:

:air; - m < s ( air; -99=> +bac; 1-m

Sortie : Résultats

1 9 9 9 m

de simulation

 )

@

$

+

00 & m

1999 m

?

x

%ésultats simulation Profil Température et Contours de )itesse

#ontours de température pour différents temps A/ -9 09 199sB.

#ontours de vitesse prise de l’animation Aà des instants différentsB.A/ -9 09 199sB.

%ésultats de simulation* Champs de réaction

#hamps de réaction prise pour différents temps.

%ésultats de simulation* Concentrations des esp1ces chimiques

&volution de la concentration du #+19 dans le temps

&volution de la concentration du #*2 dans le temps.

%ésultats de simulation* Concentrations des esp1ces chimiques

&volution de la concentration du C*2 dans le temps.

&volution de la concentration du '+- dans le temps.

7rofil du vent 'ord *uest (;-99=> :;-m :;-09m