Projet ANR-12-ASTR-0002 – MARINER : MAîtrise du Risque INcendie et lutte anti-feu dans des grands Ensembles polydisperses multi-locaux sur Réseau
Programme : Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation Défense (ASTRID) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Bernard PORTERIE (Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse_Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels)
Partenaires : Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels; DGA Direction Générale de l'Armement; Laboratoire d'Énergétique et de Mécanique Théorique et Appliquée
Montant : 281900.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : Une thématique qui intéresse autant le monde de la défense que le monde civil est celle de la modélisation et de la simulation des incendies et de lutte anti-feu en espaces confinés. Des progrès considérables ont été accomplis dans ce domaine à partir d’approches réglementaires ou analytiques. Néanmoins ces approches conventionnelles ont montré leur limite lorsque le feu se propage dans des ensembles polydisperses amorphes comportant un très grand nombre de locaux (bâtiments de la Marine Marchande ou de la Marine Nationale,  immeubles de grande hauteur, ensembles résidentiels collectifs ou ensembles de bureaux, entrepôts, etc.) et ce, pour différentes raisons : pertinence des modèles utilisés, incapacité à décrire les effets de tel ou tel facteur sur le comportement du feu ou en raison des temps de calcul prohibitifs.
L’objectif du présent projet est de modéliser et simuler, en un temps inférieur au temps réel, la propagation d’un feu et l’action des moyens de lutte dans de telles infrastructures. Nous proposons pour cela une approche nouvelle reposant sur un modèle hybride inspiré du modèle stochastique de « petit monde » capable de prendre en compte les connexions à courte et longue distances entre locaux voisins ou distants. Une version dynamique du modèle sera élaborée à partir d’une procédure de pondération des sites du réseau, basée sur l’utilisation des temps caractéristiques des échanges thermiques inter-locaux. Ces paramètres seront déterminés d’une part, à partir d’expérimentations spécifiques sur des éléments de parois exposées à des flux radiatifs incidents représentatifs d’un incendie et, d’autre part, à l’aide d’un modèle déterministe diphasique décrivant, à l’échelle du local, le comportement du feu et son interaction avec un brouillard d’eau. Le recours à d’autres expérimentations, en caisson à feu, sera nécessaire pour la validation du modèle diphasique, mais aussi pour recueillir des informations de base concernant les niveaux de sollicitations thermiques auxquelles la structure peut être soumise.
Le concept sera validé sur une maquette réelle à l’échelle de quelques locaux, en l'occurence la partie sous-marine de l’USS SHADWELL, pour laquelle on dispose de résultats d’essais de propagation d’incendie, pour certains avec brumisation du local en feu, et sur une maquette virtuelle comprenant un grand nombre de locaux disposés sur un réseau amorphe polydisperse. Une analyse de sensibilité permettra d’identifier et hiérarchiser les paramètres influents du modèle de propagation, mais aussi d'étudier la réponse du système aux variations de ces paramètres. Une étude statistique sera également conduite afin de montrer la potentialité du modèle à établir une cartographie du risque incendie à l’échelle d’un grand ensemble et à évaluer les propriétés du réseau (i.e. seuil de percolation, localisation des super-nœuds du réseau, chemins critiques de propagation). La détermination de ces propriétés pourra alors aider à la définition de la stratégie à mettre en œuvre pour réduire les conséquences d’un incendie.
Ce projet est une étape préliminaire dans l’élaboration d’un système intégré d’aide à la décision avant la phase de crise (dans la conception de nouvelles architectures, voire d’aide à la définition de nouvelles stratégies de lutte et normes incendie) et pendant la phase de crise (dans la mise en sécurité des personnes et la lutte).