Afin
de répondre à des problématiques de sûrété incendie liées à la
propagation des fumées, cette thèse aborde l’écoulement de convection
mixte à travers un orifice horizontal reliant deux compartiments.
L’objectif est d’améliorer la connaissance et la modélisation de
l’échange de gaz à masses volumiques variables à travers l’orifice. Une
étude expérimentale à échelle réduite couplée à une approche théorique
est proposée.
L'étude est
d'abord focalisée sur l’influence du rapport géométrique L/D de
l’orifice sur la variation de débit échangé pour un régime de convection
naturelle. Des mesures non intrusives de ces débits, par suivi de
l'interface entre deux liquides non miscibles lors d'une première
approche densimétrique, ainsi que par Stéréo PIV en sortie d'orifice
dans une approche thermique, permettent de décrire le processus
d'échange bidirectionnel et de conforter les corrélations existantes.
Des
expériences en régime de convection mixte visent ensuite à caractériser
l’influence d’une ventilation mécanique (en soufflage et en extraction)
sur les débits échangés. La confrontation des corrélations existantes
avec les points expérimentaux montre des écarts importants. Une
modification d'une corrélation (Cooper 89) largement utilisée dans les
codes à zones est proposée et permet d'en accroitre la précision. En
parallèle, une approche théorique issue des équations de Navier Stokes
simplifiées et sous l’approximation de dite "de Boussinesq" permet de
discuter la construction des corrélations existantes. L'ajustement de
coefficients de pertes de charge à partir des points expérimentaux
propose un modèle plus performant que ceux disponibles dans la
littérature.
