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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Porosity effects on the heat transfer inside cable trays


Host laboratory: ​Explosion and Fire Laboratory (LIE)

Beginning of the thesis: October 2016

Student name: Jianwei SHI


Subject description (in French)
Les installations nucléaires contiennent une importante masse de câbles, assemblés sous forme de faisceaux ou de chemins, qui sont susceptibles de subir une dégradation thermique en cas de départ de feu et donc de dégager de grandes quantités d'espèces volatiles inflammables. Pour caractériser les incendies impliquant des câbles, l'IRSN s'intéresse notamment à des configurations idéalisées à plusieurs chemins de câbles horizontaux superposés pour comprendre les mécanismes de propagation du feu horizontale (le long d'un chemin) et verticale (d'un chemin à l'autre). Dans ce contexte, la thèse vise à évaluer la capacité d'outils numériques s'appuyant sur une modélisation fine de la pyrolyse, à simuler les transferts thermiques en milieux poreux et à évaluer les temps de propagation verticale sur les chemins de câbles.

Dans ce contexte, la thèse présente deux volets visant à améliorer ces modélisations. D'une part, nous nous intéressons aux transferts thermiques au sein même des matériaux qui constituent les câbles. En effet, les polymères tels que le PVC ou les polyéthylènes à retardateurs de flamme forment des résidus charbonneux dont la porosité et la conductivité thermiques sont mal connues mais influent grandement sur leur vitesse de dégradation. Nous cherchons donc un modèle de conductivité apparente de ces résidus, analysés par tomographie, en mettant en oeuvre des méthodes d'homogénéisation. Ce modèle sera implémenté dans le code de simulation de la pyrolyse ISIS de l'IRSN. Sa pertinence sera vérifiée en comparant des simulations de pyrolyse avec des résultats d'essais sous cône calorimètre. Dans un deuxième temps, nous utiliserons le code ISIS pour simuler et caractériser l'échauffement d'un chemin de câbles horizontaux soumis à un stress thermique représentatif de ceux observés au sein des chemins.


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