Une modélisation avancée pour renforcer la sécurité incendie dans les bâtiments
Les travaux précédents menés sur la propagation des flammes s'étaient principalement concentrés sur des simulations 1D et 2D en utilisant un logiciel de simulation numérique de mécanique des fluides (CFD) déjà commercialisé. Mais en général ce type de logiciel se limite à quelques représentations de scénario de propagation des flammes. L'initiative FLAME SPREAD (Fully coupled fluid-solid simulation of upward flame spread and fire growth) a supprimé cette limite en intégrant un nouveau modèle à OpenFOAM – le logiciel open-source gratuit pour la simulation CFD – qui prévoit la propagation des flammes selon des formes et géométries complexes. Contrairement aux études précédentes, FLAME SPREAD a également utilisé les modèles de combustion et de suie les plus récents du marché pour la simulation d'incendies ainsi que des modèles de gaz gris nouvellement installés pour le transfert radiatif dans une sphère gazeuse. Le projet s'est ensuite concentré sur le couplage du transfert de chaleur par rayonnement et du traitement de la suie avec des calculs de pyrolyse. Le nouveau modèle de FLAME SPREAD a bien enregistré la vitesse de régression de la surface et le temps écoulé pour atteindre la température de la pyrolyse. Les résultats ont démontré qu'il pouvait prévoir avec une précision raisonnable la montée en température pendant la propagation des flammes. Pour des incendies à petite échelle, les résultats obtenus sur les vitesses de pyrolyse et flux de chaleur ont montré une bonne correspondance avec les données expérimentales. En outre, l'inclusion de l'effet de pointe s'est révélé améliorer l'exactitude des prévisions concernant les flux de chaleur transmis par convection. Le nouveau modèle peut également prévoir avec exactitude la vitesse de propagation des flammes, la vitesse de dégagement de chaleur émise par l'incendie et la hauteur des flammes dans le cas d'incendies de grande ampleur. Ce modèle validé a ensuite servi à simuler la propagation des flammes selon différents degrés d'inclinaison et à prévoir leur propagation en hauteur. FLAME SPREAD a passé le message sur ses développements à l'industrie et à la communauté scientifique par le biais de plusieurs séminaires et ateliers.
Mots‑clés
Sécurité incendie, modèle, propagation des flammes, mécanique des fluides numérique, OpenFOAM, gaz gris, suie, pyrolyse