Plateforme expérimentale Galaxie

Pour mieux maîtriser les risques d’incendie dans une installation nucléaire et évaluer leurs conséquences, l’ASNR mène des recherches au sein de sa plateforme GALAXIE. Celle-ci regroupe un ensemble d’équipements mutualisés, mis à disposition des équipes scientifiques pour la réalisation d’études en conditions contrôlées. Les installations comprennent des locaux en atmosphère oxygénée ainsi que des environnements confinés et ventilés mécaniquement, permettant de recueillir des données essentielles à l’analyse des phénomènes liés au feu.

DIVA

DIVA (Dispositif incendie ventilation et aérocontamination) permet de réaliser des essais hautement instrumentés sur des incendies dans des configurations impliquant plusieurs locaux confinés et ventilés mécaniquement, susceptibles d’affecter des installations nucléaires de types laboratoires et usines, ainsi que des réacteurs à eau sous pression (REP).
Les objectifs de cette installation est d'évaluer les conséquences d'un incendie dans une configuration « multi-locaux » :

  • Modifications de pression, température et nature des gaz dans l’installation
  • Propagation de fumée entre les différents locaux (portes, vannes, ouvertures au sol, etc.) et impact sur l’installation et ses équipements
  • Interactions entre le feu et les systèmes de mitigation incendie
  • Interactions incendie - ventilation

Caractéristiques

  • Murs : ~ 35 cm de béton armé
  • Portes étanches en acier
  • Pression de fonctionnement : -100 hPa à +520 hPa
  • Fuites contrôlées entre locaux via portes ou orifices
  • Parois protégées par béton sacrificiel
  • Plafond calorifugé
  • Volumes des pièces : 120, 150 et 285 m3

Instrumentation

Plus de 2000 voies de mesures en ligne + contrôle-commande :
Thermocouples, Capteurs de pression, Analyseurs de gaz, Capteurs de flux thermiques, Capteurs de vitesse, Débitmètres, Analyseurs de suies, Balances électroniques, Vidéos

 

PLUTON

Cette installation expérimentale est un caisson composé d'une enceinte de grand volume, couplée à un réseau de ventilation complexe, permettant de simuler des scénarios d'incendie de forte puissance dans différentes configurations représentatives d’incendie susceptibles de survenir dans des installations nucléaires :

 

 

  • Modifications de pression, température et nature des gaz dans l’installation
  • Feux sous-ventilés en atmosphère confinée
  • Propagation du feu à des cibles
  • Critères de dysfonctionnement en configurations représentatives
  • Interactions incendie - ventilation
  • Interactions incendie - système d’aspersion

Caractéristiques

  • Volume de 405 m3, dimensions : 6 m (l) x 9 m (L) x 7,5 m (h)
  • Murs en béton armé de 25 cm d’épaisseur
  • Pression de fonctionnement : -50 hPa à +250 hPa
  • Système de ventilation complexe avec air soufflé ou extrait en partie haute ou basse du compartiment

 

Instrumentation

Plus de 500 voies de mesures en ligne : Thermocouples, Capteurs de pression, Analyseurs de gaz, Capteurs de flux thermiques, Capteurs de vitesse, Débitmètres, Analyseurs de suies, Balances électroniques, Vidéos.
Ligne de prélèvement SALSA_P dans le conduit d’extraction, pour caractériser la mise en suspension de contamination impliquée dans un incendie

 

SATURNE

L’installation SATURNE de grand volume (2000 m3), bien ventilée et dotée d’une hotte calorimétrique grande échelle, permet de réaliser des essais feu en conditions de milieu ouvert (sans limitation d’oxygène) pour obtenir un développement maximal du feu. Elle permet une caractérisation de la puissance maximale du feu pour une large gamme de combustibles (chemins de câbles, armoires électriques…) :

 

  • Analyse de l'impact thermique des incendies (flux de chaleur) sur les structures et équipements de sûreté,
  • Puissance du feu de référence pour alimenter les études de sûreté incendie et compléter les essais feu réalisés en milieu confiné et mécaniquement ventilé (installations DIVA et PLUTON).

Elle a également pour objectif l'étude de la propagation du feu sur des combustibles complexes (armoires électriques, fûts de déchets, boîtes à gants…).

Caractéristiques

  • 100 m2 au sol et 20 m de hauteur (tour SATURNE)
  • Murs en béton armé de 30 cm d’épaisseur
  • Hotte calorimétrique de 4,5 m de côté
  • Débit maximal de ventilation de 40 000 m3/h
  • Puissance maximale du feu de 4 MW
  • Ligne SALSA_S à 10 m du sol (étude de la mise en suspension)
  • Veine de mesure en aval (mesures aérauliques, gaz et suies)

 

Instrumentation

Thermocouples, fluxmètres, capteurs de pression, capteurs de vitesse, débitmètres, analyseurs de gaz, balances électroniques, caméra IR, métrologie aérosol (filtres membrane, filtres électriques de SALSA_S, analyseurs en ligne…)

 

CISCCO

Installation Cisco

Le dispositif CISCCO permet l’étude de la pyrolyse et de la propagation du feu sur des surfaces combustibles (nappe de câbles électriques, plaques de polymères…) préchauffées et disposées horizontalement ou inclinées. Elle permet le développement d’une base de données pour proposer et valider des corrélations et des modèles de pyrolyse et de propagation. Les paramètres mesurés par l'installation concernent : la température des flammes et du combustible, vitesse de propagation du feu, flux de chaleur, masse combustible et débit massique de pyrolyse, puissance du feu et le taux de croissance.

Caractéristiques

  • Zone d’exposition pour accueillir les panneaux rayonnants supérieurs et/ou inférieurs qui peuvent imposer sur la surface combustible des flux de chaleur jusqu’à :
  • 70 kW/m2 pour piloter son inflammation à l’une de ses extrémités
  • 30 kW/m2 pour la préchauffer (20 à 400 °C) et étudier la propagation du feu sur une longueur de 1 m
  • Zone de repli pour accueillir les panneaux rayonnants après les essais ou ceux (supérieurs ou inférieurs) non utilisés lors des essais
  • Surface combustible et panneaux rayonnants inclinables jusqu’à 45° à l’aide de la potence

 

MARS

Cette installation expérimentale est équipée d’une hotte d’extraction des fumées, utilisée pour déterminer les paramètres spécifiques de feux de moyenne échelle en milieu ouvert. Le but de l’installation MARS est de permettre le développement de méthodes expérimentales non-intrusives avancées.
L'installation MARS permet :

  • L'étude de feux de moyenne échelle en milieu ouvert
  • La caractérisation de foyers pour tout type de combustible (gaz, liquide, solide)
  • La mise en place de méthodes expérimentales avancées non intrusives : Vélocimétrie par Images de Particules, systèmes de caméras infrarouges, ombroscopie

Caractéristiques

  • 65 m2 au sol et 7 m de hauteur
  • Murs en béton armé
  • Hotte de section carrée 4 m x 4 m
  • Puissance maximale admissible : ≈1 MW

 

Instrumentation

Thermocouples, Capteurs de pression, Analyseurs de gaz, Capteurs de flux thermiques, Capteurs de vitesses,  Débitmètres, Analyseurs de suies, Balances électroniques, Vidéos

NYX et STYX

Les dispositifs NYX et STYX sont des enceintes à échelle réduites conçues pour permettre une compréhension détaillée des scénarios d'incendie dans des enceintes confinées et ventilées mécaniquement. L’échelle réduite permet la mise en œuvre de techniques de mesure avancées telles que la vélocimétrie par images de particules (PIV) ou la chimiluminescence des radicaux OH.
Les sujets étudiés comprennent la circulation des fumées ou d'air frais à travers les portes ou les évents, la combustion dans des conditions de sous-ventilation et la combustion d'incendies en hauteur.
Les dispositifs sont modulaires et permettent l'étude des caractéristiques du réseau de ventilation (débit, position des bouches), de l'incendie (feu de gaz, de liquide ou de solide, position dans la pièce) et de la nature des parois.

  •  NYX :  V=1,85 m3 (l=1,5m/L=1,25m/H=1m)  
    STYX : 2 pièces communicantes V=1, 5 m3 (l=1,5 m/L=1 m/H=1 m) et V=1 m3 (l=1 m/L=1 m/H=1 m)
  • Murs modulaires (acier, matériau isolant thermique, verre)
  • Accès optique
  • Réseau de ventilation mécanique avec conduites d'admission et d'extraction équipées de ventilateurs
  • Combustible : gaz, liquide, solide, puissance maximale admissible 20 kW
  • Techniques de mesure : Température, analyse des gaz (O2, CO2, CO, suie, gaz imbrûlés), flux thermique, vidéo, PIV, chimiluminescence OH, thermographie infrarouge

DANAIDES

DANAÏDES (Dispositif ANAlytique pour l’étude en cas d’Incendie de Dysfonctionnements Electriques par l’effet des Suies) permet de caractériser les dysfonctionnements des équipements électriques soumis à des contraintes thermiques et/ou à des concentrations d'aérosols (suies) représentatives des conditions d'incendie, en mesurant l'évolution des signaux électriques d'entrée et de sortie. Les critères de dysfonctionnement sont déterminés pour plusieurs équipements et différentes configurations.

Caractéristiques

  • Température du gaz : jusqu’à 300 °C
  • Concentration en particules : jusqu’à 5 g/m3
  • Mesures des signaux électriques d’entrée et de sortie
  • Chambre en acier inoxydable
  • Conduits de ventilation calorifugés en acier inoxydable
  • Flux de gaz en boucle fermée de 50 à 250 m3/h
  • Particules de carbone calibrées représentatives des suies d’incendies
  • Particules de suies issues d’incendies réalisés dans les différentes installations de la plateforme GALAXIE 
     

Instrumentation

  • Thermocouples
  • Mesures électriques relevées sur les appareils,
  • Concentrations volumiques de suies (prélèvement séquentiel et analyse en ligne),
  • Capteurs de pression,
  • Débitmètres
     

CADUCEE

Le dispositif CADUCEE (Controlled Atmosphere Device for Unburnt and Carbon Emission Evaluation) permet de réaliser des feux en atmosphère contrôlée à faible teneur en oxygène et sous un flux de chaleur additionnel externe incident et contrôlé afin de quantifier l'influence de ces deux paramètres contrôlés sur les principaux paramètres de combustion (taux de pyrolyse, puissance du feu, rayonnement, température de flamme) pour différents types de combustibles. L'objectif final est de construire des corrélations à utiliser dans les modèles d'incendie.

Caractéristiques

  • Chambre de combustion octogonale en acier inoxydable (7 m2 de surface x 3.1 m de hauteur)
  • Injection d’oxydant (mélange air/N2) en partie basse de la chambre de combustion (jusqu’à 5 000 m3.h-1)
  • Extraction des fumées (jusqu’à 15 000 m3.h-1) par une hotte carrée (25 m²)
  • Feu (gaz, liquide ou solide) jusqu’à 250 kW
  • Source rayonnante (28 lampes IR carbone) jusqu’à 30 kW.m-2 incident au combustible

Instrumentations

  • Balance électronique
  • Fluxmètres
  • Vidéo caméras
  • Thermocouples
  • Analyseurs de gaz (O2, CO2 et CO)

Autour de la plateforme

Des plateformes logicielles sont également rattachées à cet ensemble, offrant des outils de traitement, de simulation ou d’analyse des données expérimentales. Plusieurs laboratoires utilisent ces ressources dans le cadre de leurs travaux. La plateforme a également été mobilisée dans des projets de recherche. La liste ci-dessous présente les unités impliquées ainsi que quelques exemples de projets ayant utilisé la plateforme pour leur volet expérimental ou numérique.

Parmi les laboratoires impliqués, on peut citer :

 

La plateforme a été sollicitée dans le cadre de plusieurs projets de recherche, notamment :

  • Prisme-FAIR
  • FIGARO
  • PIC-FEU

 

En complément des installations expérimentales, la plateforme logicielle rattachée à GALAXIE :

  • S3AFER, comprenant le logiciel Sylvia

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