combustibles homogènes
Annexe 1.1. Mise en évidence sommaire du problème de calcul dans le code de rayonnement
Les Fig. 1.21 a et b représentent respectivement les flux de chaleur vers la phase solide par convection et rayonnement, issus des données ponctuelles moyennées. La phase d’échauffement convectif (avant l’inflammation) se caractérise par un flux convectif positif. Une fois la végétation enflammée, il s’ensuit une phase de refroidissement convectif ; la végétation est alors refroidie par l’écoulement incident. En revanche, pour le rayonnement, on ne passe pas par cette phase de refroidissement pour les fractions volumiques les plus élevées.
Les profils obtenus pour le rayonnement dans ce travail, ainsi que dans d’autres études ont conduit à un examen détaillé du mode de calcul du rayonnement. Ces travaux menés notamment avec Gilles Scarella (Post-Doc dans l’équipe PEF), ont permis de mettre en évidence un certain nombre de dysfonctionnements dans le mode de calcul du rayonnement. Le principal problème provenait d’une divergence du solver de l’équation pour les coefficients d’absorption élevés. Le problème « à une source sphérique », pour lequel il existe une solution analytique (Modest 2003), a permis de le mettre en évidence. Une étude simple a montré que le flux d’énergie sortant de la source pouvait être sous-estimé aux fortes densités (Fig. 1.22). Ceci se traduit donc par un combustible dense incapable de se refroidir par rayonnement (Fig. 1.21).
Ce problème qui nous est d’abord apparu comme grave, n’a cependant que peu d’impact sur les caractéristiques du feu, car un certain nombre de tests réalisés avec la version corrigée ont montré des comportements très similaires, notamment en ce qui concerne les isosurfaces de température, les températures atteintes et les vitesses de propagation. Cette stabilité du comportement du modèle vient probablement du fait que, dans la phase d’échauffement (T<600 K) qui est déterminante pour les caractéristiques de la propagation du feu, la convection est largement prépondérante.
Ce problème est aujourd’hui résolu et les profils de rayonnement sont similaires à ceux obtenus aux faibles fractions volumiques.
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