Analyse du risque incendie dans un local mécaniquement ventilé : influence de la ventilation et de la nature du combustible sur le développement du feu

In a confined space, ventilation influences the development of fire and the emission of toxic substances. In the event of a fire, the oxygen levels in the vicinity of the fire may reduce, and the buildup of pollutants increases. Hot smoke can be accumulated under the roof and increase the fire risk by increased radiation transfer or by generating unburned gases that can re-ignite. Smoke from any fire (forest, brush, crops, structures, tires, debris, or biomass) is a mixture of particles and chemical substances produced by the incomplete combustion of carbonaceous materials. All smoke contains carbon monoxide, carbon dioxide, soot particles, etc. Studying the emissions of pollutants during a confined fire on a laboratory scale will allow us to better control them in case of an accident in a real facility. Fire development in a mechanically ventilated confined compartment of 1 m3 is experimentally studied. This thesis aims to investigate the combustion of liquid materials to determine how flames are maintained and to analyze the emissions of carbon monoxide and soot particles as a function of combustion conditions (size and type of fuel) and ventilation (ventilation intensity). Tests were conducted with heptane, dodecane, kerosene, and Mobil DTE oil as fuels. Different fuel pan sizes, as well as different ventilation rates, were considered. The results show that increasing the ventilation rate or decreasing the pan size increases the mass loss rate and the soot particle emissions. However, carbon monoxide emissions decrease. Lighter fuels show higher mass loss rates and carbon monoxide emissions than heavier fuels. The highest smoke temperatures are produced at high at higher ventilation rates and large pan diameters. Meanwhile, soot particle emission levels decrease in the following order: kerosene > dodecane > Mobil DTE oil > heptane. High levels of soot but low carbon monoxide emissions are present in well-ventilated fires. The opposite effect is observed in under-ventilated fires.Dans un espace confiné, la ventilation influence le développement du feu et l’émission de substances toxiques. En cas d’incendie, les niveaux d’oxygène à proximité du foyer peuvent diminuer et entrainer l’accumulation de polluants. Les fumées chaudes peuvent être stockées sous plafond et aggraver le risque incendie, soit en augmentant les transferts de rayonnement, soit en générant des gaz imbrulés susceptibles de se renflammer. La fumée dégagée par tout type d’incendie (forêt, broussailles, culture, structure, pneus, déchets ou bois) est un mélange de particules et de substances chimiques produites par la combustion incomplète de matériaux contenant du carbone. Toute fumée contient du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, des particules de suie, etc. Étudier les émissions de polluants lors d’incendié confiné à l’échelle du laboratoire permettra de mieux les maitriser en cas d’accident dans une installation réelle.Le développement du feu dans un compartiment d’1 m3 confiné et mécaniquement ventilé est étudié expérimentalement. L’objectif de cette thèse consiste à étudier la combustion de matériaux liquides afin de déterminer comment les flammes sont entretenues, ainsi que d’analyser les émissions de monoxyde de carbone et de particules de suie en fonction des conditions de combustion (dimensions et type de combustibles) et des conditions de ventilation (intensité de la ventilation). Les essais ont été réalisés avec de l’heptane, du dodécane, du kérosène et de l’huile Mobil DTE comme combustible. Différentes tailles du bac de combustible ainsi que différents taux de ventilation ont été pris en compte. Les résultats montrent que l’augmentation du taux de ventilation ou la diminution de la taille de bac augmente le taux de perte de masse et les émissions des particules de suie. Cependant, les émissions de monoxyde de carbone diminuent. Les combustibles plus légers présentent des taux de perte de masse et des émissions de monoxyde de carbone plus élevés que les combustibles plus lourds. Les températures de fumée sont plus élevées lorsque les taux de ventilation sont élevés et que le diamètre du bac est important. Cependant, les niveaux d’émission des particules de suie diminuent dans l’ordre suivant : kérosène > dodécane > huile Mobil DTE > heptane. Lors des incendies bien ventilés, les émissions de suie sont élevées, mais les émissions de monoxyde de carbone sont faibles. L’effet inverse est observé dans les incendies sous-ventilés