Etude expérimentale de la propagation des fumées d'incendie en tunnel pour différents systèmes de ventilation

Les fumees chaudes et toxiques d'un incendie se propagent au plafond d'un tunnel sous la forme d'une nappe d'epaisseur variant avec la puissance de l'incendie. La securite des usagers depend de la gestion du mouvement des fumees par les systemes de ventilation dont l'objectif est de desenfumer les zones sensibles sans diluer la nappe de fumees. Le choix du debit de ventilation adequate est fonction de la puissance de l'incendie mais aussi de la geometrie du tunnel et du reseau de ventilation, differents pour chaque tunnel. Une maquette a l'echelle 1 : 20eme de 10 m de long a ete concue de maniere a simuler, sur une large plage de puissances d'incendie variant de 0,2 a 20 mW, le mouvement des fumees dans un tunnel de section droite rectangulaire. Le foyer est modelise par un jet densimetrique (air-helium) dont les caracteristiques derivent du developpement d'un modele de simulation base sur l'etude des feux de bacs d'heptane. L'augmentation de la taille du foyer dans le tunnel avec la puissance de l'incendie est prise en compte en reproduisant a l'echelle le diametre du bac correspondant. Les deux systemes de ventilation, longitudinale et transversale, sont reproduits. Une etude parametrique globale est realisee en ventilation longitudinale, caracterisant l'influence de la geometrie (hauteur et largeur) et de la pente du tunnel, ainsi que celles de la taille, forme et hauteur du foyer. L'ensemble de ces resultats permet d'etablir une loi globale empirique de determination de la vitesse critique de ventilation (non apparition d'une nappe de fumees a contre-courant). Un modele semi-theorique vient completer cette analyse, induisant une relation entre la vitesse de ventilation, la puissance de l'incendie et la hauteur de la nappe de fumees. D'autre part, une methodologie est developpee pour quantifier l'etat de stratification d'une nappe de fumees sans ventilation. Cette technique est appliquee a l'etude de l'influence du courant longitudinal sur la stratification a l'aval du foyer. En ventilation transversale, les etudes s'attachent a quantifier l'efficacite d'un systeme compose de deux trappes, situees de part et d'autre du foyer, en fonction du debit d'extraction jusqu'a atteindre le confinement des fumees. Cette etude rend compte de l'influence de la position des trappes d'extraction, de leur forme et de leur taille sur l'efficacite.