Modélisation du transfert des aérosols dans un local ventilé, Modelling aerosol transfer in a ventilated room

Philippe Nerisson

Description

Sous la direction de Olivier Simonin
Thèse soutenue le 05 février 2009: INPT
La protection des opérateurs et la surveillance des ambiances de travail en cas de mise en suspension d’aérosols radioactifs, dans un local ventilé d’une installation nucléaire, requièrent la connaissance de l’évolution spatio-temporelle de la concentration en particules, en tout point du local considéré. L’estimation précise de cette concentration a fait l’objet du développement de modèles spécifiques de transport et de dépôt d’aérosols dans un local ventilé, dans le cadre d’une thèse cofinancée par l’IRSN et EDF, en collaboration avec l’IMFT. Un formalisme eulérien de glissement est utilisé pour modéliser le transport des aérosols. Celui-ci est basé sur une unique équation de transport des concentrations en particules (« Diffusion-Inertia model »). L’étude spécifique du dépôt d’aérosols en parois a permis de développer un modèle de couche limite, qui consiste à déterminer précisément le flux de dépôt de particules en parois, quels que soient le régime de dépôt et l’orientation de la surface considérée. Les modèles de transport et de dépôt finalement retenus ont été implantés dans Code_Saturne, un logiciel de mécanique des fluides. La validation de ces modèles a été effectuée à partir de données de la littérature en géométries simples, puis sur la base de campagnes expérimentales de traçage dans des locaux ventilés d’environ 30 m³ et 1500 m³.
-Aérosols
-Locaux ventilés
-Écoulements gaz-particules
-Dépôt de particules
-Simulations CFD
-Traçage gazeux
-Traçage particulaire
When particulate radioactive contamination is likely to become airborne in a ventilated room, assessment of aerosol concentration in every point of this room is important, in order to ensure protection of operators and supervision of workspaces. Thus, a model of aerosol transport and deposition has been developed as part of a project started with IRSN, EDF and IMFT. A simplified eulerian model, called “diffusion-inertia model” is used for particle transport. It contains a single transport equation of aerosol concentration. The specific study of deposition on walls has permitted to develop a boundary condition approach, which determines precisely the particle flux towards the wall in the boundary layer, for any deposition regime and surface orientation.The final transport and deposition models retained have been implemented in a CFD code called Code_Saturne. These models have been validated according to literature data in simple geometries and tracing experiments in ventilated rooms, which have been carried out in 30 m³ and 1500 m³ laboratory rooms.
-Aerosols
-Ventilated rooms
-Gas-particle flows
-Particle deposition
-CFD simulations
-Gaseous tracing
-Particulate tracing
Source: http://www.theses.fr/2009INPT001H/document

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par l’Institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Dynamique des Fluides


Présentée et soutenue par Philippe NERISSON
Le 5 février 2009


Titre :
MODÉLISATION DU TRANSFERT DES AÉROSOLS DANS UN LOCAL VENTILÉ

JURY
M. Denis BOULAUD M. Eric CLIMENT Président
M. Denis BOULAUD Rapporteur
M. Jacques BOREE Rapporteur
M. Olivier SIMONIN Examinateur
M. Laurent RICCIARDI Examinateur
M. Javaraly FAZILEABASSE Examinateur
M. Jean-Raymond FONTAINE Invité

Ecole doctorale : Mécanique, Energétique, Génie civil et Procédés (MEGeP)
Unité de recherche : Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
Directeur de Thèse : Olivier SIMONIN


Remerciements

Dans un premier temps, je tiens à remercier avec beaucoup de respect et de reconnaissance
MonsieurLaurentRicciardi,Ingénieurderechercheàl’IRSNetchefduLaboratoired’Etudesetde
ModélisationenAérodispersionetConfinement(LEMAC),ettuteurdethèse.Audémarragedece
projet,saconfianceenmoim’aoffertlapossibilitéd’effectuercettethèseauseindel’IRSN.Sa
grandedisponibilité,sarigueuretsesencouragementstoutaulongdecestroisannéesauronttrès
largementcontribuéàmeneràbiencetravail.Jepensenotammentauxnombreusesrelecturesde
documents,maiségalementàl’aidetrèsprécieuseapportéelorsdesdifficultésrencontréesdurant
cettepériode.

J’adresse mes sincères remerciements à Monsieur Olivier Simonin, Professeur à l’Ecole Nationale
Supérieure d’Electrotechnique, d’Electronique, d’Informatique, d’Hydraulique et des
Télécommunications(ENSEEIHT)deToulouse,pouravoiracceptédedirigercestravaux,cecimalgré
ladistancequiséparenoslieuxdetravailquotidiens.Jeluiexprimeicimaprofondereconnaissance
pour tout l’intérêt qu’il a porté à mon travail au cours de ces trois années. Par sa grande
contribution scientifique et technique, son aide aura été inestimable dans les différents choix
stratégiquesdeceprojet.

Je remercie sincèrement Monsieur Javaraly Fazileabasse, Ingénieur à EDF R&D, pour avoir eu
confianceenmoiaudémarragedelathèse,etavoirencadrécestravauxcôtéEDFdurantcestrois
ans.Jeluisuiségalementtrèsreconnaissantpourm’avoirpermisdevenirtravaillersurlesiteEDF
de#hatou$78)pendantneartieeahèse.

Je tiens également à remercier sincèrement Monsieur Denis Boulaud, Directeur adjoint de la
Direction de l’Environnement et de l’Intervention (DEI) à l’IRSN, et Monsieur Jacques Borée,
Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique (ENSMA) de Poitiers,
pour avoir accepté d’être les rapporteurs de cette thèse. Je remercie également Monsieur Eric
Climent,Professeuràl’ENSEEIHTdeToulouseetMonsieurJean8RaymondFontaine,responsabledu
Laboratoire«ngénierieAéraulique:del’InstitutNationaldeRechercheetdeSécurité(INRS),qui
ontcceptéde aireartieujuryehèse.

Je voudrais également adresser mes remerciements à Monsieur Alexandre Douce, Ingénieur de
recherche à EDF R&D, pour m’avoir accueilli à Chatou durant plusieurs mois, ainsi que pour sa
disponibilitéetsagrandeimplicationdanscettethèse.Sonaideapportéesurlapartienumérique
deesravauxuraétérremplaçableetrèsfficace.

Au sein de l’IRSN Saclay, je remercie vivement Monsieur Jean8Claude Laborde, chef du Service
d’Etudes et de Recherches en Aérodispersion des polluants et en Confinement (SERAC), pour
m’avoir accueilli dans son service et pour ses conseils avisés sur mes travaux de thèse. Je suis
également très reconnaissant à Sandrine, Jeanne, Davide, Thomas, Victor, François8Xavier et
Françoispourleuraideetleurdisponibilitélorsdedifficultésrencontrées.Demême,jeremercie
sincèrementRomaric,Aurélie,Sébastien(AetP),Olivier,Sylvain,Roger,LaurentetCorinnepour
leuraidelorsdesessaisexpérimentaux.Jen’oubliepaslesdeuxstagiaires,Anne8LiseetMathieu,
quim’ontaidéàfaireavancercetravail.JepenseégalementàCatherine(RetD)etGeneviève,
pourleurentillessetleurfficacitéuroutesesquestionsdministratives.
De façon plus générale, je remercie l’ensemble des membres du SERAC pour leur bonne humeur
quotidienne,quiréeneambiancederavailrèsappréciable.
Je tiens à adresser des salutations particulières à Christophe, avec qui j’ai partagé le «ocal:
pendantcestroisannées.Sagentillesseetsajoiedevivreaurontcontribuéàrendrelesconditions
deravailgréables,etesterontd’excellentsouvenirseetteériode.

Pour terminer, j’adresse un grand merci à tous mes amis, des quatre coins de la Métropole et
d’Outre8Mer,our
’avoiroutenutencouragé