Soutenance de thèse: Guillaume GERANDI (10 février 2020)

Centre: UMR SPE

Projet: FF

Discipline: Mécanique des fluides, Energétique, Thermique, Combustion, Acoustique - Mention: Energétique, Génie des procédés

Titre de la thèse: Approches expérimentale et numérique multi-échelle pour modéliser le terme source durant la dégradation du bois pour l'incendie

Résumé vulgarisé:

Ces travaux de thèse ont pour objectif d’étudier les mécanismes de dégradation du bois afin d’améliorer la compréhension des modèles détaillés de propagation d’incendie. Ces travaux ont été réalisés sur deux espèces de bois différentes : le chêne et l’eucalyptus. Différentes épaisseurs de bois ont également été considérées. Cette étude a été réalisée en adoptant une démarche multi-échelle. Tout d’abord, à l’échelle matière, le bois est réduit sous forme de disques de diamètre inférieur à 5 mm ayant une masse de l’ordre du milligramme. Nous avons identifié une dégradation thermique du chêne et de l’eucalyptus en quatre étapes : trois d’entre elles concernent la transformation progressive du bois en résidu charbonneux et l’émission de gaz. Dans la dernière étape, le résidu charbonneux est oxydé en cendres. Cette étude a également permis de déterminer des lois mathématiques permettant de représenter l’évolution de la masse du bois au cours du temps.

La deuxième étude s’est déroulée à l’échelle matériau où le bois se retrouve sous la forme de plaques carrées avec des masses de l’ordre du gramme. Ces plaques sont ensuite chauffées par l’intermédiaire de flux de chaleur imposés à la surface des échantillons. L’objectif à cette échelle est de vérifier la validité des lois mathématiques développées à l’échelle matière. Cette démarche a été possible en mesurant le champ de température expérimental à la surface des plaques de bois. Elle a permis de valider l’ensemble des lois déterminées à l’échelle matière. Un code de calcul permettant d’associer les transferts de masse et d’énergie a été utilisé et a nécessité la détermination des propriétés thermiques des deux bois. Son utilisation a révélé une représentation satisfaisante de la dégradation thermique des plaques les plus fines mais la nécessité de réévaluer ces lois ou de les modifier pour l’étude de plaques de bois plus épaisses.

Riassuntu vulgarizatu:

Sti travagli di tesi anu par ughjettivu di studià i mecanisimi di sgradazione di u legnu pà migliurà a capiscitura di i modeli ditagliati di a sparghjera di l’incendiu. Sti travagli sò stati realizati annantu à duie spezie di legnu : a leccia è u calitu. Parechje spissezze di legnu sò, anch’edde, state cunsidarate. Stu studiu hè statu compiu ottendu pà una dimarchja à scale parechje. Prima, à a scala di a materia, u legnu hè statu tagliatu in dischi di diametru minore à 5 mm è d’una massa d’un milligrammu. Avemu identificatu una sgradazione termica di a leccia è di cu calitu in quattru tappe : trè di edde cuncernanu a trasfurmazione prugressiva di u legnu in risiduu di carbonu è l’emissione di gasu. In l’ultima tappa, u risiduu di carbonu hè ussidatu in cennare. Stu studiu quì hà ancu fattu ditarminà e legge matematiche chì parmettenu di raprisintà l’evoluzione di a massa di legnu mentre u tempu.

U sicondu studiu s’hè passatu à a scala di u materiale induva u legnu si trova sottu a trinca di placche quadrate incù masse di l’ordine di una pochi di grammi. Dopu, isse plache sò scaldate par via di un flussu di calore impostu à a parte esterna di u pezzu di legnu. L’ughjettivu à sta scala, hè di verificà a validità di e legge matematiche sviluppate à a scala di a materia. Un codice di calculu parmittendu d’assucià i trasferimenti di massa è d’energia hè statu adupratu è hà avutu bisognu di a determinazione di e prupietà termiche di i dui legni. A so utilizazione hà palisatu una raprisentazione curretta di a sgradazione termica di e placche e più fine, ma ancu a necessità di valutà torna una volta ‘sse legge, o di mudificale pà u studiu di e placche di legnu più spesse.

La soutenance aura lieu le lundi 10 février à 10h, Amphi Nicoli, FST, Campus Grimaldi

En savoir plus: Résumé scientifique