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Thèse - Mesures locales et instantanées dans des flammes caractéristiques des incendies - H/F

  • Thèse
  • Chatou (Yvelines)
  • IT development

Job description

MESURES LOCALES ET INSTANTANEES DE LA FRACTION VOLUMIQUE, DE LA TEMPERATURE DES SUIES ET DE LEURS PROPRIETES RADIATIVES DANS DES FLAMMES CARACTERISTIQUES DES INCENDIES

CONTEXTE

L'incendie est reconnu depuis des années comme étant l'un des principaux risques en milieu industriel. EDF Recherche et Développement développe donc depuis quelques années des compétences expérimentales en incendie pour apporter des éléments de réponse sur les risques engendrés.

La propagation d'un incendie se fait majoritairement du fait du rayonnement thermique, qui transfère une partie significative de l'énergie produite par la combustion au milieu environnant, contribuant d'une part à entretenir la pyrolyse du matériau, et d'autre part à l'inflammation de foyers secondaires. Ces transferts, qui proviennent essentiellement des suies présentes dans le milieu réactif, ne sont pas homogènes dans la flamme et varient fortement au court du temps, ce qui complexifie leur compréhension.

EDF travaille sur la compréhension et la modélisation de ces phénomènes via le développement de codes CFD dédiés à l'incendie. Ces efforts de modélisation peuvent bénéficier des diagnostics expérimentaux pour, d'une part, identifier les phénomènes physiques et prévoir les difficultés de modélisation associées, et d'autre part disposer de bases de validation détaillées. En effet, certains développements sont à l'heure actuelle dépendants de données expérimentales qui ne sont pas toujours disponibles dans la littérature.

OBJECTIF ET DEROULEMENT DE LA THESE

L'objectif de cette thèse est de répondre à ces problématiques en travaillant sur la caractérisation expérimentale de feux de nappe d'heptane, et sur le développement de méthodes de mesure locale appliquées à la quantification des suies en milieu réactif.

Pour ce faire, un banc de mesure sera monté sur la plateforme Sûreté Incendie du département MFEE, et permettra de travailler sur des feux de nappe à l'échelle de laboratoire. Un soin particulier sera apporté à la métrologie à mettre en place afin de garantir la pertinence, la robustesse, la précision et la répétabilité des mesures. La philosophie autour de ce banc d'essai sera de réaliser des essais sur des configurations maîtrisées, qui devront faire référence pour la validation de codes. En plus des paramètres couramment observés dans la littérature (masse de combustible brûlée, températures, rayonnement, géométrie de la flamme...), des mesures locales résolues en temps et en espace de fractions volumiques en suies seront menées au sein de la flamme.

Une fois la mise au point de ces méthodes de mesure achevée et les cas à petite échelle étudiés, la méthodologie qui aura été développée pourra être capitalisée sur des flammes de plus grande échelle.

 

 

LOCAL AND INSTANTANEOUS MEASUREMENTS OF THE SOOT VOLUME FRACTION AND TEMPERATURE AND THEIR RADIATIVE PROPERTIES IN FLAMES CHARACTERISTIC OF FIRE 

CONTEXT

Fire has been recognized for years as one of the main risks in an industrial environment. For some years now, "EDF Recherche et Développement" has been developing experimental fire skills to provide answers on the risks involved.

The spread of a fire is mainly due to thermal radiation, which transfers a significant part of the energy produced by the combustion to the surrounding environment, contributing on the one hand to sustain the pyrolysis of the material, and on the other hand to inflammation of secondary fires. These transfers, which come mainly from the soot present in the reactive medium, are not homogeneous in the flame and vary greatly over time, which makes their understanding more complex.

EDF is working on the understanding and modeling of these phenomena via the development of CFD codes dedicated to fire. These modeling efforts can benefit from experimental diagnostics to identify the physical phenomena and predict the associated modeling difficulties, and to have detailed validation dabases. Indeed, some developments are currently dependent on experimental data that are not always available in the literature.

OBJECTIVE AND CONDUCT OF THE THESIS

The aim of this thesis is to answer these problems by working on the experimental characterization of heptane pool fires, and on the development of local measurement methods applied to the quantification of soot in a reactive medium.

To do this, a measurement bench will be mounted on the Fire Safety platform of the MFEE department, and will work on laboratory scale fire. Particular care will be taken in the metrology to develop in order to guarantee the relevance, the robustness, the accuracy and the repeatability of the measurements. The philosophy around this test bench will be to carry out tests on controlled configurations, which will have to refer to the validation of codes. In addition to the parameters commonly observed in the literature (burnt fuel mass, temperatures, radiation, flame geometry, etc.), local measurements resolved in time and space with soot volume fractions will be conducted within the flame. Once the development of these measurement methods has been completed for the small-scale cases studied, the methodology that has been developed can be capitalized on larger scale flames.



Ideal candidate profile

 

Le/la candidat(e) devra disposer de connaissances en optique et en métrologie, avoir un goût pour l'expérimental et avoir des connaissances sur les suies et la combustion. Il/elle devra être force de proposition, faire preuve de rigueur et de curiosité et devra être capable de travailler en équipe. La maîtrise des bases de LabVIEW et de Python serait appréciée.

Thèse en convention CIFRE

Rémunération selon grille EDF en vigueur

Laboratoire de tutelle : IUSTI Aix-Marseille / ED353

 

Encadrement :

Jean Louis CONSALVI (Directeur de thèse - IUSTI Aix-Marseille)

Sébastien THION (Tuteur EDF R&D - Ingénieur chercheur)

Fatiha NMIRA (Cotutrice EDF R&D - Expert Incendie)

UNITE D'ACCUEIL

EDF - Recherche & Développement

Département Mécanique des Fluides, Energies et Environnement

6, quai Watier - 78401 CHATOU Cedex (RER Ligne A - Station Rueil-Malmaison)

 

 

 

The candidate must have knowledge in optics and metrology, have a taste for the experimental and have knowledge on soot and combustion. He / she must be reactive, rigorous and curious and will be able to work in a team. Mastering the basics of LabVIEW and Python would be appreciated.

CIFRE

Salary : EDF

Academic Lab : IUSTI Aix-Marseille / ED353

 

Encadrement :

Jean Louis CONSALVI (Directeur de thèse - IUSTI Aix-Marseille)

Sébastien THION (Tuteur EDF R&D - Ingénieur chercheur)

Fatiha NMIRA (Cotutrice EDF R&D - Expert Incendie)

UNITE D'ACCUEIL

EDF - Recherche & Développement

Département Mécanique des Fluides, Energies et Environnement

6, quai Watier - 78401 CHATOU Cedex (RER Ligne A - Station Rueil-Malmaison)