Description

Cette thèse s’intéresse à la protection de surfaces par aspersion d’eau dans le cadre de la lutte contre les incendies. L’aspersion, en générant un brouillard de gouttelettes, constitue un moyen efficace pour limiter la propagation du feu, protéger les structures et prévenir la transition des incendies de végétation vers l’habitat.

Le projet s’inscrit dans le programme ANR PAF, qui réunit des laboratoires de recherche et des partenaires industriels. L’objectif est d’évaluer et d’améliorer le code de calcul Fire Dynamics Simulator (FDS) afin de mieux représenter les phénomènes physiques associés aux sprays : atténuation du rayonnement thermique, évaporation, refroidissement des surfaces et interaction avec les écoulements.

Si les mécanismes d’action de l’eau sont globalement identifiés (refroidissement, inertage, atténuation radiative, effets aérodynamiques), leur modélisation reste perfectible, notamment pour l’évaporation, la traînée et les échanges entre gouttes et parois. Cette thèse vise donc à renforcer la compréhension de ces phénomènes et à fiabiliser leur intégration dans les outils de simulation.

Ce travail, à la croisée de la mécanique des fluides, du transfert thermique et de l’ingénierie de la sécurité incendie, a une double portée : améliorer la connaissance fondamentale des interactions sprays-feu et fournir des outils de modélisation fiables pour optimiser les systèmes de protection par aspersion dans des contextes réels.

Compétences requises

Ecole d'ingénieur ou master en thermique / Energie / mécanique des fluides. De solides compétences en méthodes numériques, de sérieuses connaissances en thermique, mécanique des fluides, simulation numérique en mécanique des fluides (CFD) seront appréciées. Des connaissances et/ou une expérience préalable en ingénierie de la sécurité incendie (ISI) et des logiciels de calcul Fire Dynamic Simulator (FDS) ou FireFoam / openFOAM seront un plus. Pour toute thèse proposée au sein de l'Ecole Doctorale, le futur doctorant devra bien être titulaire d’un master (diplôme de master/d'ingénieur français ou étranger, …) justifiant d’un parcours remarquable. Dans tous les cas (diplôme de master ou d'ingénieur français ou étranger, …) le dossier doit comporter : • le CV du candidat et lettre de motivation • les notes obtenues au diplôme conférant le grade de master, mention 'Assez Bien' requise au minimum et copie du diplôme s'il est disponible • des lettres de recommandations émanant du Responsable de la filière de formation et du tuteur de stage de fin d'études • des éléments tangibles sur l’initiation à la recherche (mémoire de recherche, publication, ...). Le dossier complet de candidature doit être envoyé à la direction de thèse par les adresses messageries des directeurs de thèses : M. Gilles Parent : gilles.parent@univ-lorraine.fr M. Rabah Mehaddi : rabah.mehaddi@univ-lorraine.fr

Bibliographie

[1] P. Boulet et al. Heat transfer through a water spray curtain under the effect of a strong radiative source. Fire Safety Journal. Vol. 41, Issue 1, February 2006, Pages 15-30
[2] Y. Liu et al., Numerical analysis of a water mist spray: The importance of various numerical and physical parameters, including the drag force. Fire Safety Journal, Vol. 127 (2022), 103515
[3] A. Jenft et al. Experimental and numerical study of pool fire suppression using water mist. Fire Safety Journal. Vol. 67, July 2014, Pages 1-12
[4] G. Parent et al. Radiative shielding effect due to different water sprays used in a real scale application. International Journal of Thermal Sciences. Vol. 105, July 2016, Pages 174-181
[5] Y. Pérez-Ramirez et al., Numerical characterization of structures heat exposure at WUI, IX International Conference on Forest Fire Research (Coimbra, Portugal 11-18 Nov, 2022
[6] G. Heskestad (2002). Scaling the interaction of water sprays and flames. Fire safety journal, 37(6), 535-548.
[7] H. Z. Yu (2012). Froude-modeling-based general scaling relationships for fire suppression by water sprays. Fire safety journal, 47, 1-7

Mots clés

Aspersion, Dynamique des fluides, Transferts de chaleur, Ingénierie de la sécurité Incendie