Stage Bac+5 Simulations Numériques de la Propagation d'Un Feu H/F ASNR (Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection)

Dans le cadre de la problématique de propagation du feu sur combustible solide, la structure de l'écoulement au voisinage du combustible est caractérisée par une vitesse débitante de l'ordre du cm/s, par de forts gradients de température, et donc par une prédominance des effets de convection naturelle sur les transferts de masse et de chaleur. Or, la Simulation aux Grandes Échelles (SGE) est l'approche la plus communément utilisée pour la simulation des incendies. C'est pourquoi une validation spécifique des modèles de sous-maille et des modèles de transferts de masse et de chaleur en paroi doit être menée, afin de s'assurer de la bonne restitution de la structure de l'écoulement en paroi et de la pertinence de l'estimation des flux thermiques, convectifs et radiatifs, reçus par le matériau du fait de la présence de la flamme.
Pour cela, on s'intéressera dans un premier temps à un cas de brûleur à gaz à débit de combustible injecté constant. On s'attachera à reproduire les champs de température et de flux mesurés, et à étudier la sensibilité de ces quantités vis-à-vis du raffinement de maillage en paroi, et des modèles de turbulence et de transferts de masse et de chaleur. Pour ces derniers, on considèrera différentes approches allant des modèles corrélatifs de coefficients d'échanges à la simulation complète de la couche limite réactive. Dans un deuxième temps, on s'intéressera à des problèmes de propagation sur des combustibles solides, notamment des cas de propagation verticale et horizontale (banc CISCCO) sur des plaques de PMMA, pour lesquels la pyrolyse du matériau doit être considérée. Dans ce cas, le couplage fort entre la simulation de la pyrolyse et de la flamme rend d'autant plus cruciale la bonne estimation des flux à l'interface à travers les choix de modélisation numérique effectués à l'étape précédente. Pour la partie pyrolyse, on pourra s'appuyer sur des travaux de validation du code CALIF3S (code de type CFD développé à l'ASNR) sur des cas d'essais sous cône calorimètre. Ces simulations visent en particulier à s'assurer de la bonne estimation des vitesses de propagation du feu le long de la paroi, qui sont des grandeurs très importantes dans l'optique du développement de modèles d'évolution de la cinétique des foyers complexes.