Étude expérimentale et analytique de l'inflammation et de la propagation du feu sur un chemin de câbles électriques

Within nuclear facilities, several fires with the implication of cable trays has been reported. The fire behavior of those cable trays is unknown while inside the nuclear structures there are thousands of kilometers of electric cable trays. The main aim is to develop an experimental model based on analytic relations that can characterize the ignition and fire spreading along an electric cable tray. The first part of this thesis has been devoted to study the analytic relations at a small scale for electric cables. Experiments on a calorimeter cone were performed with the aim to determine the ignition time, then on a simple cable device for the fire spreading. In the second part an experimental study has been carried out on a new experimental device named CISCCO (Cable Ignition and Spreading under Controlled Conditions) after its qualification. Ignition time and flame spread rate have been obtained and compared to those predicted by Quintiere equations. Ignition times could be correctly estimated. Flame spread rate on PVC cable was also well predicted while some mismatches were observed with halogen free cables.Au sein des infrastructures nucléaires, un nombre non négligeable de cas d'incendies impliquant les câbles électriques des installations a été recensé. Le comportement au feu de ces chemins de câbles est peu connu or il existe plusieurs milliers de kilomètres de câbles dans ces installations. Le but de cette thèse est donc de développer et valider des relations analytiques permettant de caractériser l'inflammation et la propagation du feu d'un chemin de câbles électriques afin de les implémenter par la suite dans un code de calcul pour prédire ces phénomènes. Une première phase de la thèse est consacrée à l'étude de ces relations à petite échelle pour des câbles électriques avec retardateurs de flamme sans halogène et avec halogène. Des expérimentations ont été réalisées au cône calorimètre pour caractériser l’inflammation et sur un dispositif pour câble unique pour caractériser la propagation de flamme. Des relations ont été établies entre le comportement au feu des câbles, la nature des matériaux polymères constituant les gaines et les mécanismes de dégradation impliqués. Dans une seconde phase, des expérimentations à moyenne échelle sont réalisés à l’aide d’un nouvel appareil expérimental nommé CISCCO (Cable Ignition and Spreading under Controlled Conditions) après qualification de ce dernier. Les temps d’ignition et vitesse de propagation ont été mesurées et comparées à ceux prédits par le modèle de Quintiere. Les temps d’ignition sont correctement décrits. Les vitesses de propagation sont, quant à elles, bien simulées pour le chemin de câbles PVC tandis que des écarts sont observés pour les câbles sans halogène