Étude expérimentale du comportement dynamique et des performances de rideaux d'air en vue de la conception de systèmes de confinement cellulaire

Résumé du livre

Le travail présenté dans ce mémoire pose les bases d'une étude technique sur le compartimentage par rideaux d'air de tunnels. Les solutions envisagées reposent sur l'emploi de plusieurs rideaux formés chacun par le soufflage d'un jet plan vertical et descendant réunissant deux flux. Un banc d'essai modulaire a été conçu et réalisé pour examiner le comportement et les performances d'essentiellement deux types de rideaux double jet selon que le jet soufflé du côté de l'espace à confiner est alimenté à partir de cet espace (rideau avec reprise) ou non (rideau sans reprise). Le banc d'essai permet de réaliser une cellule de confinement bilatéral entre deux rideaux dont le rapport d'ouverture H/e a été fixé à 10 dans cette étude. A partir de mesures PIV, les caractéristiques dynamiques de différents dispositifs sont examinées pour des nombre de Reynolds comprises entre 2000 et 14000. La présence d'une reprise d'air au sein de l'espace confiné affecte peu la distribution d'énergie cinétique turbulente par rapport au cas sans reprise. Mais, elle confère une meilleure stabilité aux systèmes étudiés et améliore leur efficacité. Il existe une valeur critique du nombre de Reynolds qui conduit à un comportement soit singulier soit asymptotique des dispositifs testés. Les mesures de décroissance de concentration d'un gaz traceur injecté au sein de la cellule de confinement confirment les résultats de l'analyse dynamique, permettent de quantifier les performances des rideaux testés et de hiérarchiser différentes solutions techniques. Les résultats nous conduisent à préconiser l'emploi de doubles jets avec reprise en situation de confinement multicellulaire. La mise en œuvre de deux rideaux basés sur le soufflage de jets simples avec reprise intégrale des flux émis s'avère en revanche plus efficace dans le cas d'une seule cellule de confinement. L'étude attire finalement l'attention sur les risques associés à une simplification trop poussée d'installations réelles lors de la simulation physique ou numérique.