Reconstruction de l'évolution temporelle de la puissance thermique dégagée par un foyer d'incendie par une méthode d'optimisation

Overview & Synopsis

Cette thèse s’inscrit dans le domaine des sciences du feu et trouve ses applications dans l’Ingénierie de la Sécurité Incendie (ISI) et de l’expertise post-incendie. Dans ces deux domaines d’application, le recours à la simulation numérique est de plus en plus courant. Pour réaliser ces simulations, la prescription du terme source de l’incendie (i.e. ce qui a brûlé) constitue un élément crucial. Nous proposons ici une méthode permettant de caractériser un terme source (évolution temporelle du dégagement de chaleur et extension spatiale) à partir de mesures physiques indirectes simples à réaliser, telles que par exemple celles de la température en certains points de l’environnement proche du foyer. Elle fait appel aux algorithmes couramment employés dans les problèmes d’optimisation et s’appuie sur l’utilisation d’un code CFD (Fire Dynamics Simulator). L’idée est d’ajuster à différents instants dans le code de calcul une donnée d’entrée, en l’occurrence la puissance du foyer, afin de minimiser l’écart, à un instant ultérieur, entre les grandeurs simulées et les mêmes grandeurs mesurées expérimentalement. Pour valider notre approche, des expériences ont été réalisées à l’échelle réelle, impliquant des foyers étalons (i.e. dont l’évolution temporelle de la puissance est imposée). La méthode a ensuite été employée pour caractériser des foyers de complexité croissante : feu de bacs d’hydrocarbure en milieu ouvert, feu de palettes de bois, et feu de voiture. Au-delà de l’objectif initial visant à reconstruire numériquement l’évolution temporelle d’un terme source dans son environnement réel, cette méthode se présente également comme une alternative intéressante aux techniques expérimentales, telles que la hotte calorimétrique, habituellement utilisées pour caractériser la puissance émise par un foyer.