occupe toute la largeur de la façade. Dans les simulations numériques exploitées ici, le débit
de fuel est une grandeur imposée car l’objectif n’est pas de reproduire les mouvements de
la zone de combustion décrits plus haut. Thomaset al.ont d’ailleurs montré qu’il est encore
difficile de retrouver ces phénomènes par le calcul [117]. L’intérêt est surtout porté sur la
nature des flammes extérieures correspondant à de tels compartiments.
IV.5.1.1 Cas d’un compartiment profond
Le cas de référence de la section III.4 sert ici de configuration de base à l’étude de
l’in-fluence de la profondeur du compartiment. Les propriétés thermiques des parois sont
choi-sies selon les considérations de la section IV.1.2. Les résultats moyens sont comparés entre
le compartiment initial et un second compartiment dont seules la profondeur et la
sur-face débitante de fuel diffèrent26. Le compartiment profond utilisé ici est identique à celui
déjà évoqué précédemment. Les résultats correspondant ont déjà été présentés sur la figure
IV.19 et sont reproduits ici pour comparaison avec ceux du compartiment initial. Le débit
de fuel est pris constant et identique pour les deux simulations.
La figure IV.24 montre la répartition des puissances dégagées au sein des
comparti-ments. Sur cette figure, le compartiment long est décomposé en deux zones correspondant
au volume du compartiment de référence et au volume ajouté. On peut remarquer que
le dégagement de chaleur dans la partie arrière du compartiment profond devient
rapi-dement négligeable et qu’approximativement la même énergie est libérée dans le même
volume en partie avant pour les deux cas simulés. Ainsi, il semble que le fuel émis en
par-tie arrière ne réagisse avec l’air entrant qu’au sein du volume situé en parpar-tie avant du local.
Ce phénomène semble cohérent avec les observations de Thomaset al.évoquées plus haut.
Sur la figure IV.25 est représentée la superposition des champs moyens calculés dans
une coupe verticale passant par le milieu de l’ouverture. Cette comparaison montre que
les grandeurs à l’extérieur du compartiment sont assez similaires. On remarque les points
principaux suivants :
– Le champ de température à l’intérieur du compartiment profond révèle une zone
chaude près de l’ouverture et une zone plus froide dans le fond (figure IV.25(a)), ce
qui est cohérent avec le champ de dégagement de chaleur (figure IV.25(d)). Bien que
la température soit un peu moins élevée dans le cas du compartiment profond, les
températures à l’extérieur sont assez proches dans les deux simulations.
Influence des caractéristiques du compartiment
Temps [s] 0 50 100 150 200 0 2000 4000 6000 Compartiment de référence Partie avant du compartiment profond Partie arrière du compartiment profondPuissance totale imposée
FIG. IV.24 —Répartition de l’énergie dégagée à l’intérieur du
com-partiment pour les deux simulations. La partie avant du comcom-partiment
profond correspond au volume du compartiment de référence. La ligne
en pointillés représente la puissance totale corespondant au débit de
fuel imposé durant le calcul.
– Un phénomène d’accroissement de la richesse des gaz est visible sur la figure IV.25(c)
et l’on remarque que la zone de flammes extérieures est légèrement moins
proémi-nente dans le cas du compartiment profond.
– La figure IV.25(d) montre un dégagement de chaleur extérieur localisé pratiquement
dans la même zone pour les deux simulations, c’est-à-dire au niveau de la partie
su-périeure de l’ouverture.
– L’air extérieur semble pénétrer plus profondément dans le compartiment dans le cas
de référence. Ceci peut provenir de l’effet de la paroi du fond du compartiment qui
accroît la dépression dans cette zone (figure IV.25(b)).
Cette comparaison montre que la profondeur du compartiment ne joue pratiquement
pas sur l’environnement thermique existant à l’extérieur de celui-ci. Il semble que le cas du
compartiment cubique conduise à des sollicitations thermiques des éléments de structure
extérieurs comparables, voire légèrement supérieures. En d’autres termes, à débit de fuel
égal, le compartiment de référence peut être considéré comme raisonnablement
représenta-tif du compartiment profond. Il est ainsi possible d’appliquer à un compartiment profond
l’analyse d’un compartiment équivalent de profondeur réduite. Cette démarche est
d’au-tant plus sécuritaire qu’elle revient implicitement à placer la totalité de la charge d’incendie
près de l’ouverture considérée, à l’instar de ce qui a été vu à la section IV.4.2.
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
(a) Température en ˚C
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 -25.00 -20.00 -15.00 -10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00(b) Pression en Pa
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80(c) Fraction de mélange
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 0 80 160 240 320 400 480 560 640 720 800(d) Dégagement de chaleur en kW·m−3
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00(e) Vitesse horizontale en m·s−1
-2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
(f) Vitesse verticale en m·s−1
FIG. IV.25 — Influence de la profondeur du compartiment. Les
contours en pointillés correspondent au compartiment profond. Le
fond du compartiment de référence est matérialisé par la ligne
verti-cale au centre.
IV.5.1.2 Cas d’un compartiment large
On s’intéresse ici au cas d’un compartiment présentant un grand rapport largeur sur
profondeur, et possédant une ouverture étroite par rapport à la largeur de la façade. Un feu
de puissance constante a été simulé avec une telle configuration afin d’étudier à l’intérieur
la localisation des zones de combustion et à l’extérieur la forme des flammes. Le
compar-timent utilisé mesure 10.8 m de largeur sur 3.6 m de profondeur et 3.1 m de hauteur. Il
Influence des caractéristiques du compartiment
correspond en largeur à trois fois le compartiment de référence de la précédente étude et
Dans le document
Détermination des conditions d'échauffement de structure extérieure à un bâtiment en situation d'incendie
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