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Modélisation Informatique

Modélisation - FDS & Smokeview (I)
- Paru le 03/01/2007
- Déjà lu 17937 fois.

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Caissons et Simulateurs bulletArticle: Backdraft en local ouvert


Le document "Backdraft naturel" disponible en téléchargement, a soulevé beaucoup de questions. D'abord parce qu'il contredit une partie des bases de notre formation "franco-française" relative aux accidents thermiques, qui présuppose que le backdraft ne peut se mettre en oeuvre que dans un local fermé. Ensuite parce que rien de visuel ne venait étayer l'existence de ce type de backdraft, puisqu'aucune vidéo ne le montrait...


Par chance, lors d'une formation avec les SP de la Manche (que je salue ici), nous avons réussi à reproduire plusieurs fois ce phénoméne, et surtout, à la filmer. Le document "Backdraft Naturel" est donc désormais disponible dans une nouvelle version, avec analyse des images des vidéos. Cet article n'est donc destiné qu'à dégrossir le sujet.

Quantité de combustible et évolution du feu
La première chose que nous avons remarqué, c'est qu'il était possible de diminuer fortement la quantité de combustible. Or, il y a des chances que cette diminution de combustible soit un des clefs de la réussite. Le foyer démarre, tranquillement, puis les flammes se mettent bien en place. Le dégagement de gaz combustible est important, comme toujours. A un certain moment, ces gaz sont produits en trop grande quantité et trop forte concentration, proportionnellement au comburant disponible. C'est le moment ou le flashover se met en place, avec une étape de ventilation bien connue: au départ le feu expire ses gaz chauds par le haut de l'ouvrant, tandis qu'il aspire l'air frais par le bas. Mais ensuite, cette respiration "simultanée" devient impossible car les besoins en expiration et en aspiration ne peuvent plus se contenter d'une ouverture aussi faible. L'expiration a besoin de tout l'ouvrant, l'aspiration également. Le feu se met alors à extraire les fumées par toute la hauteur de l'ouvrant, puis à aspirer également par toute cette hauteur, et ainsi de suite, de façon cyclique.

Une respiration difficile
Mais dans notre cas, ce besoin en comburant est tellement fort, et l'émission de gaz combustible également, que le front de flamme se déplace rapidement du foyer vers l'ouverture.
A ce stade, la définition même du terme "foyer" doit être revue: dans l'idée générale, le foyer, ce sont des bouts de bois en feu, qui émettent de la chaleur, de la fumées etc. Mais, là, ce n'est plus le cas: le foyer, c'est le lieu ou, au départ, il y a eu la mise à feu. Mais avec la trop grande production de gaz combustible, il ne peut plus y avoir de flammes à cet endroit. Le "foyer" n'est donc plus qu'un tas de bois, un peu rougeoyant, mais sans flammes, qui fume donc beaucoup et produit des gaz combustibles, très riches, généralement sous forme de fumées blanches. Ce "foyer" est donc entouré de ces gaz, qui, par différence de pression, se dirigent vers l'ouvrant. Arrivés prés de celui-ci, ils se mélangent à l'air frais et s'enflamment.
Le feu que l'on voit à la porte, n'est donc pas la continuité d'une flamme qui partirait du "foyer" et qui occuperait toute la zone du foyer à la porte: c'est seulement une zone d'interface entre la zone de gaz combustible et l'air extérieur.

On note d'ailleur que dans de nombreux cas, on nous indique que les roll-over, qui se produisent au plafond des locaux, sont des flammes qui sont présentes à l'interface entre les gaz chauds et l'air frais. Ici, c'est la même chose, sauf que les flammes et les gaz chauds ne sont pas les uns au dessus des autres, mais les uns derrière les autres.

Il est clair que le cycle de respiration "par cycle" est un moment périlleux pour la stabilité du feu: si la pression interne est forte, ces "bouffées" de flammes / fumées, peuvent quasiment sortir du local.
Lorsque le feu "aspire" l'air extérieur, le front de flamme rentre dans le local et rejoint le foyer. Nous avons donc une flamme qui part de l'entrée du local et qui retourne en foyer. C'est ce qui se passe ici: le feu vient d'aspirer l'air frais. Le front de flamme est donc retourné dans le local et le foyer initial est donc "en feu".

Par contre, lorsque le feu rejette les gaz chauds, le front de flamme se déplace vers l'extérieur. Le fond de la boîte apparaît alors comme noir, sans flammes: le foyer initial est éteint, non pas faut de combustible, mais certainement faute de comburant.

Disparition du front de flamme
Si ce déplacement du front de flamme est violent, celui-ci peut, à un instant donné, se trouver presque exclusivement hors du local. En regardant le local de profil, nous voyons alors une porte, avec quelques centimètres de fumées, puis des flammes qui démarrent donc "dehors" et pas "dedans".
Imaginons quelques instant que nous soyons non pas des sapeurs-pompiers, mais que nous soyons "le feu" : nous sommes au fond du local, celui-ci est tout noir, couvert de suie, nous n'émettons plus de flammes mais seulement des fumées donc du gaz combustible. A quelque distance de nous, nous voyons la porte, et devant cette porte une sorte de rideau de flammes, qui empéche le comburant de rentrer et nous empéche donc de respirer convenablement.
Visuellement la porte est ouverte. Mais nous étoufflons, puisque nous ne pouvons pas respirer. Si nous définissons un local ouvert comme étant un local dans lequel la respiration sera possible, alors nous sommes ici dans un local fermé, bien que visuellement ouvert!

Backdraft!
Un simple petit coup de vent va suffir pour détruire ce front de flamme. Le volume est plein de gaz combustible, le local est très chaud, et le foyer n'émet plus de flamme mais seulement des braises. Le local est donc passé naturellement en mode backdraft et l'explosion ne fait quasiment aucun doute.

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