´ Etudes experimentales et num ´ eriques pour l’ ´ evaluation du brouillard d’eau dans le tunnel du Mont-Blanc Sylvain DESANGHERE 1 , ´ Eric CESMAT 1 , David GIULIANI 2 (1) Lombardi (France), (2) GEIE TMB (France) Pour plus d’information : [email protected] 1. APERC ¸UG ´ EN ´ ERAL ´ Etudes sur l’utilisation du brouillard d’eau dans le tunnel du Mont-Blanc : Bibliographie sur les syst ` emes fixes de lutte contre l’incendie (SFLI) existants ´ Evaluation exp ´ erimentale des performances de diff ´ erents types de SFLI ` a l’ ´ echelle 0.8 Simulations num ´ eriques pour ´ evaluer l’in- teraction entre le brouillard d’eau et les ´ equipements et proc ´ edures en place 2. CAMPAGNE EXP ´ ERIMENTALE 15 essais incendie ont ´ et´ er´ ealis ´ es dans la galerie de test TST (San Pedro, Espagne) [1, 2]. 3 types de SFLI : sprinkler, brouillard d’eau basse pression et haute pression 2 types de foyer : 30 MW (bois), 50 MW (bois/gasoil) 2 strat´ egies d’activation : d` es la d´ etection incendie, au bout de 7 min (arriv ´ ee th´ eorique des secours) Mesure de la temp´ erature, des vitesses, de la composition des gaz, des flux thermiques, etc. 22 m 3 /s 22 m 3 /s 22 m 3 /s 22 m 3 /s ~ 2 m/s ~ 1,5 m/s ~ 1 m/s ~ 0,5 m/s ~ 0 m/s F N025 N050 N075 N100 N125 N150 S175 S150 S125 S100 S075 S050 S025 N175 TST jets fans SOUTH NORTH Spraying S010 N010 Le brouillard d’eau haute pression a produit les meilleurs r ´ esultats (refroidissement des gaz et att ´ enuation de l’incendie). 3. ´ ETUDE NUM ´ ERIQUE Approche de travail Mod ´ elisation avec FDS (NIST, USA) [3] Validation des param ` etres de l’aspersion en simulant 6 essais Utilisation intensive de FDS pour simuler des sc ´ enarios d’incendie r ´ ealistes Distribution Rosin-Rammler/log-normal de la taille des gouttes : F (D)= 1 √ 2π Z d 0 1 σ d 0 exp - [ln(d 0 /d m )] 2 2σ 2 dd 0 (d ≤ d m ) 1 - exp -0.693 d d m γ (d > d m ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 f(d) x 10 3 d (µm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 F(d) d (µm) Comparaison avec des r´ esultats exp ´ erimentaux 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Température (°C) Temps (min) Essai R1 - Section N010 TE_N010_5 TE_N010_4 TE_N010_3 TE_N010_2 TE_N010_1 TE_N010_5 FDS TE_N010_4 FDS TE_N010_3 FDS TE_N010_2 FDS TE_N010_1 FDS 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Température (°C) Temps (min) Essai BEHP1B - Section S050 TE_S050_5 TE_S050_4 TE_S050_3 TE_S050_2 TE_S050_1 TE_S050_5 FDS TE_S050_4 FDS TE_S050_3 FDS TE_S050_2 FDS TE_S050_1 FDS Bon accord ⇒ utilisation possible de FDS. 4. R ´ ESULTATS Courbes de puissance d’incendie pr ´ esum ´ ees Courbes simplifi ´ ees d ´ eduites des essais TST et de la litt´ erature scientifique [4] : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Time (min) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 15 MW 6 MW 10 MW HRR (MW) 15 MW Early activation Delayed activation No activation 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 30 MW 6 MW 15 MW Time (min) HRR (MW) 30 MW Early activation Delayed activation No activation 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 50 MW 10 MW 20 MW Time (min) HRR (MW) 50 MW Early activation Delayed activation No activation 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 100 MW 30 MW 50 MW HRR (MW) Time (min) 100 MW Early activation Delayed activation No activation Analyse des r´ esultats des simulations num ´ eriques Post-traitement des r´ esultats de FDS pour analyser l’influence du brouillard d’eau sur les conditions d’ ´ evacuation dans l’ouvrage Utilisation de l’outil REVAC pour simuler l’´ evacuation et les conditions d’intervention des se- cours (incluant un mod ` ele de r ´ eduction de la vitesse de d ´ eplacement et des calculs de doses [5]) Walking speed vs visibility distance Estimated visibility distance through water mist 5. CONCLUSION 36 sc ´ enarios d’incendie r ´ ealistes (4 types de foyer, 3 conditions de ventilation, 3 instants d’activation du SFLI) D´ egradation notable de la visibilit ´ e et de la temp ´ erature dans la zone d’aspersion Pas d’avantage marqu´ e´ etant donn ´ e le syst` eme de d´ esenfumage particuli ` erement performant du tunnel Bons r´ esultats pour prot ´ eger la structure et les ´ equipements en cas d’incendies puissants 6. REFERENCES SETEC TPI-CSTB : Campagne de tests de SFLI par le GEIE TMB, 2013. R´ ef. 003-23776/6/T/145/JMV-TU-FR-20121114-v2. IFAB : Campagne de tests des syst` emes fixes des lutte contre l’incendie pour le tunnel du Mont-Blanc, dossier de pr ´ esentation du tunnel d’essai, 2011. NIST Special Publication 1019. Fire Dynamics Simulator User’s Guide, 2017. SOLIT : Safety of life in tunnels, water mist fire suppression for road tunnels, final report, 2007. SFPE : SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Third edition. National Fire Protection Association, Quincy, 2002.