Contrôle et extinction d’un incendie par brouillard d’eau

Le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, Champs‑sur‑Marne) est un EPIC (établissements publics industriels et commerciaux) qui mène des activités de recherche, d’évaluation et de certification dans le domaine de la construction. Il dispose de laboratoires dédiés aux matériaux, aux structures et au comportement au feu, équipés de moyens d’essais spécifiques.

Au sein de la Direction Sécurité, Structures et Feu (DSSF), des ingénieurs de recherche et d’évaluation apportent leur expertise sur le comportement au feu des matériaux de construction. Le stage se déroulera au sein des deux divisions Études et Essais Feu (EEF) et Recherche et Ingénierie pour la Sécurité des Constructions (RISC), rattachées au département DSSF.

Dans un contexte d’augmentation de l’utilisation de matériaux biosourcés dans le bâtiment (ossature et plancher en bois, bardage en façade, fibres de chanvre, etc…), le contrôle de la propagation de feu est devenu un point clé, particulièrement car ces nouveaux matériaux peuvent contribuer de manière significative à l’incendie. Afin de pouvoir limiter la propagation de tels feux dans des locaux sensibles, les systèmes d’extinction automatiques à brouillard d’eau peuvent devenir un levier d’action présentant de nombreux avantages dans la protection des bâtiments.

Un brouillard d’eau est défini comme une pulvérisation de fines gouttelettes de diamètre inférieur à 1 mm interagissant avec l’incendie. La grande surface des gouttes composant le brouillard absorbe une partie significative du rayonnement thermique émis par la flamme, réduisant la température du milieu. L’évaporation des gouttes a pour conséquence une réduction de la proportion gaz de combustion/oxygène dans l’environnement, rendant leur inflammation plus difficile. La réduction du flux thermique vers le foyer peut empêcher l’auto-entretient de la flamme, et donc engendrer l’extinction de celle-ci.

Néanmoins, la compréhension et la modélisation des phénomènes physiques liés au brouillard reste aujourd’hui limité et même le code de calcul FDS, qui est une référence tant d’un point de vue industrielle qu’universitaire, ne permet pas de tirer de conclusions solides à partir des résultats obtenus.

Ainsi, et c’est dans ce cadre que ce stage s’articule, il est nécessaire d’obtenir des données expérimentales afin d’observer et de quantifier l’influence brouillard d’eau sur l’incendie avec des matériaux biosourcés. Au sein du CSTB, le/la stagiaire aura pour objectif de réaliser ces expériences qui consisteront, dans un premier temps, à caractériser la buse d’injection dans une maquette à moyenne échelle. Par la suite, il est envisagé de réaliser des expérimentations, cette fois-ci avec une source incendie, avec une instrumentation spécifique pour relever le flux incident sur le foyer ainsi que les températures associées. Des simulations numériques sur le logiciel FDS pourront être envisagées dans un objectif de comparaison. 

Ce stage a pour finalité de récolter des données qui seront exploitées dans une thèse, consécutive au stage, visant à implémenter un modèle d’extinction dans le code FDS. A terme, ce modèle d’extinction sera utilisé dans les études d’ingénierie de sécurité incendie.

Programme :

-Participation, avec l’équipe Essai du CSTB, à la mise en place d’un banc expérimental à moyenne échelle Incendie/Brouillard d’eau, et instrumentation de celui-ci.

-Réalisation d’une base données expérimentales + Exploitation des résultats.

-Modélisation numérique.

Le/La candidat(e) devra préparer un diplôme de master dans un domaine relevant de la mécanique des fluides, de la physique, de la dynamique du feu ou de la science des matériaux. Le sujet du stage constitue une porte d’entrée vers une carrière en recherche appliquée ou en ingénierie, avec la possibilité d’une poursuite en thèse. La maîtrise de l’anglais, tant pour la consultation de la littérature scientifique que pour les interactions avec des partenaires internationaux, est indispensable.