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Chapitre 3. Etude numérique

3.2. Simulations des expériences et analyse des résultats

3.2.2. Analyse des résultats

3.2.2.1. Evolution de l'épaisseur de la nappe de retour dans les cas sans jet

Le graphe suivant présente l'évolution des épaisseurs de la nappe de re-tour dans le cas de l'incendie de 249 kW pour la simulation. Trois épaisseurs diérentes sont tracées, l'épaisseur de la nappe de retour calculée à partir de la conservation des débits de fumée, l'épaisseur de la nappe contre-courant se propageant à contre courant calculée à partir du point de vitesse nulle et la couche co-courant.

Fig. 3.68. Evolution des épaisseurs de la nappe de retour de l'étude numérique dans le cas de l'incendie de 249 kW

Les évolutions de ces trois épaisseurs sont similaires, elles augmentent co-jointement le long de la nappe de retour sauf dans la zone du front. La couche contre courant est plus épaisse que la couche co-courant. Ces évolutions sont similaires dans le cas de l'incendie de 184 kW.

3.2.2.2. Inuence du jet sur la longueur de la nappe de retour incendie 249 kW

sans jet incendie 249 kWjet 2,4 m/s incendie 249 kWjet 5,14 m/s Longueur de la

nappe de retour

(m) 22 m 21,8 m 18,2 m

Tab. 3.17. Longueurs des nappes de retour pour l'incendie de 249 kW

incendie 184 kW

sans jet incendie 184 kWjet 2,4 m/s incendie 184 kWjet 5,14 m/s Longueur de la

nappe de retour

(m) 18,6 m 17,7 m 13 m

Tab. 3.18. Longueurs des nappes de retour pour l'incendie de 184 kW

L'introduction du jet induit une diminution de la longueur de la nappe de retour. Plus la vitesse du jet est importante, plus la nappe de retour est courte. L'introduction du jet de 2,4 m/s n'induit pas d'augmentation du débit dans la galerie. Ainsi, l'inuence de ce jet n'est que minime sur la longueur de la nappe. Le jet de 5,14 m/s va induire une augmentation du débit dans la galerie et a donc une inuence plus importante sur la longueur de la nappe.

3.2.2.3. Inuence du jet sur l'évolution de l'épaisseur de la nappe de retour

Le graphe suivant présente l'évolution de l'épaisseur de la nappe de retour dans les cas sans jet et avec jet.

Fig. 3.69. Evolution de l'épaisseur de la nappe de retour pour les cas sans et avec jet

Dans ces simulations, l'épaisseur de la nappe de retour augmente en s'éloi-gnant du foyer. Toutefois, pour le cas de l'incendie de 184 kW avec jet de 5,14 m/s, l'épaisseur de la nappe diminue puisque l'on se trouve proche du front

de la nappe. Juste avant le front, la nappe a tendance à s'épaissir localement du fait du changement de direction de l'écoulement.

Pour les deux puissances d'incendie, l'introduction du jet de 2,4 m/s induit une augmentation de l'épaisseur de la nappe de retour. La présence du jet de 5,14 m/s conduit à un anement de la nappe de retour.

Cette nappe est composée de deux couches, une couche dite contre-courant se propageant à contre courant de l'écoulement ambiant et une couche co-courant se deplaçant dans le sens du courant d'air longitudinal.

Le graphe suivant présente l'evolution des épaisseurs de ces deux couches pour les deux cas de jets avec un incendie de 249 kW. Les mêmes comportements des deux couches peuvent être observés pour les cas avec incendie de 184 kW

Fig. 3.70. Evolution des épaisseurs des couches de la nappe de retour

L'épaisseur de la couche se déplaçant à contre courant de l'air frais reste quasi-constante le long de la nappe de retour. L'épaisseur de la nappe augmente en s'éloignant du foyer puis diminue subitement au niveau du front. L'épaisseur de la couche à co-courant augmente le long de la nappe et diminue au niveau du front.

L'inuence du jet est identique pour les 2 couches, la présence du jet de 2,4 m/s conduit à une augmentation des épaisseurs des 2 couches et celle du jet de 5,14 m/s conduit à une diminution des épaisseurs des 2 couches. Pour tous ces cas, la couche co-courant est plus ne que la couche contre-courant.

Dans le cas du jet de 2,4 m/s, l'épaisseur de la couche contre-courant aug-mente plus que celle de la couche co-courant du fait de la présence du jet.

Dans le cas du jet de 5,14 m/s, la couche co-courant s'ane plus que celle contre-courant du fait du jet. Cette diminution importante s'explique par une vitesse plus grande au niveau de l'interface entre l'air frais et les fumées chaudes pour ce cas. Le graphe suivant présente les prols de vitesse 13 m en amont du foyer pour les cas sans et avec jet pour l'incendie de 249 kW.

Fig. 3.71. Prols de vitesse pour les cas avec et sans jet

Ce graphe montre que pour le cas avec jet de 5,14 m/s, la vitesse longitu-dinale est plus importante que pour les autres cas. Cette sur-vitesse implique une diminution de l'épaisseur de la nappe co-courant. Le cisaillement est plus important au niveau de l'interface entre les couches d'air frais et de fumées chaudes.

3.2.3. Conclusion

Les simulations réalisées pour les cas sans jet et avec jet ont permis de renseigner sur l'inuence de l'introduction de jet sur les caractéristiques de la nappe de retour.

Pour tous les cas simulés, la présence du jet conduit à une diminution de la longueur de la nappe de retour. L'augmentation de la vitesse d'éjection du jet et l'augmentation du débit dans la galerie se traduit par une diminution de la longueur de la nappe.

Pour les deux puissances d'incendie, l'introduction du jet a le même eet sur l'épaisseur de la nappe. Par contre, la vitesse du jet modie son inuence sur l'épaisseur. Le jet de 2,4 m/s induit une augmentation de l'épaisseur de la nappe. Le jet de 5,14 m/s induit un anement de la nappe de retour.

Les gures suivantes présentent les vecteurs vitesse longitudinale pour les deux vitesses de jet.

Fig. 3.72. Vecteurs vitesse longitudinale pour le jet de 2,4 m/s

La comparaison de ces deux champs montrent que la nappe de retour est plus épaisse pour le jet de 2,4 m/s que pour le jet de 5,14 m/s.

L'inuence du jet sur les épaisseurs des couches co-courant et contre courant composant la nappe de retour dépend de la vitesse d'éjection de jet.

L'introduction du jet de 2,4 m/s conduit à une augmentation des épaisseurs des 2 couches. L'épaisseur de la couche contre-courant augmente plus que celle de la couche co-courant du fait de la présence du jet.

La présence du jet de 5,14 m/s conduit à une diminution des épaisseurs des 2 couches, la couche co-courant s'ane plus que celle contre-courant du fait du jet.

Des simulations numériques supplémentaires sont réalisées an de valider les comportement mis en exergue dans cette partie d'étude.