Métrologie
Les mesures réalisées sur la plateforme laboratoire sont les suivantes :
- Mesure de la puissance du feu par calorimétrie par consommation d'oxygène
- Mesure des gaz émis lors de la combustion par FTIR
- Mesure des températures
- Mesure du rayonnement thermique émis
- Mesure des caractéristiques géométriques du feu par vision
Liste du matériel :
- 1 cône calorimètre à consommation d’oxygène
- 1 grand calorimètre à consommation d’oxygène (hôte de 3m x 3m)
- 1 analyseur de gaz IRTF couplé au deux calorimètres
- 2 panneaux radiants électriques
- 1 panneau radiant à gaz
- 2 centrales d’acquisition 64 voies
- Capteurs : Thermocouples de type K à jonction exposée, thermocouples de type K gainés, fluxmètres radiatifs (20 et 100 kW/m2), fluxmètres totaux (20 et 100 kW/m2), anémomètre à fil chaud
- Cellules de pesée
- 1 caméra infrarouge (3 - 5 µm) avec filtres
- 1 caméra infrarouge portable (5-14 µm)
- 1 caméra rapide
- Camescopes et appareils photos numériques
- 1 étuve (1.8m x 0.6m)
- 1 banc inclinable (0-20°) avec plateau de 2m x 2m
- 1 chaine analytique DTA-CPG/SM et DIF : DésorbeurThermique Automatique couplé à un Chromatographe en Phase Gazeuse avec 2 Détecteurs : Ionisation de Flamme et Spectromètre de Masse
Mesure de la puissance du feu par calorimétrie par consommation d'oxygène
- Cone calorimètre
La mesure de la puissance de petits échantillons (jusqu'à 10g) est réalisée à l'aide d'un cone calorimètre. Un analyseur de gaz permet de quantifier les gaz O2, CO et CO2 au cours de la combustion. La masse de l'échantillon est également enregistrée tout au long du processus de dégradation thermique grace à une balance de précision.
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- Caractérisation de litières
La puissance des feux, pour des charges de combustibles < 4 kg, est mesurée grace à un calorimètre grande échelle (Large Scale Heat Release Apparatus). Un banc de combustion inclinable permet d'étudier les effets de pente sur le comportement du feu. Celui-ci repose sur une cellule de pesée qui enregistre la perte de masse de l'échantillon au cours du temps. La température de la littière préchauffée par le front de flamme est également mesurée par thermographie infrarouge.
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- Dégradation thermique de plaques de bois (Thèse G. Gerandi 2017-2020)
Expériences de dégradation de plaques de chêne avec le cône calorimètre. Des échantillons de plaques fines (0.6 mm) et épaisses (18 mm) sont soumis à des densités de flux comprises entre 21 et 28 kW/m². Il s’agit uniquement d’une étude du processus de dégradation thermique du bois, sans présence de flamme mais avec oxydation du résidu charbonneux. Les principales mesures réalisées pendant la dégradation sont la perte de masse, la concentration des espèces chimiques gazeuses dégagées et la température du bois et de l’imagerie infrarouge.
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- Influence de l'humidité sur la propagation du feu (Thèse C. Awad 2018-2021)
La frisure de bois est conditionnée à des humidités comprises entre 0 et 120% en utilisant la méthode d’immersion/séchage. Les expériences de propagations sur des litières sont conduites entre 2 murs latéraux afin de réduire les effets tridimensionnels et de conserver un front linéaire. La vitesse de propagation du feu est mesurée, pour différentes charges de combustibles, pour des litières sèches puis avec une humidité croissante jusqu’à la valeur d’extinction. Les autres mesures réalisées sont les températures à plusieurs endroits dans la litière, la perte de masse, la puissance dégagée, les flux de chaleur rayonnés par le front de flamme.
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- Etude du comportement au feu de dalle de terrasse en bois face au rayonnement (Thèse K. Meerpoel-Pietri 2018-2021)
Afin de fournir des préconisations pour l’aménagement des abords des constructions aux interfaces forêt/habitat, la réaction au feu de dalles de terrasse en bois, soumises au rayonnement d’un panneau rayonnant à gaz, a été étudiée avec le calorimètre grande échelle (LSHR). Les mesures réalisées sont le temps d’inflammation, la perte de masse, la puissance dégagée, la vitesse de propagation du feu ainsi que de l’imagerie dans les spectres visibles et infrarouge.
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- Etude du comportement au feu de dalle de terrasse en bois en présence de brandons (Thèse K. Meerpoel-Pietri 2018-2021)
Lors des incendies, les brandons sont susceptibles d’enflammer des éléments se situant en périphérie des constructions. Dans ce contexte, l’inflammabilité de dalles de terrasse en bois a été étudiée en fonction des caractéristiques des brandons (masse et position entrainant l’allumage). Les mesures réalisées sont le succès/echec de l’inflammation des dalles, la perte de masse, la puissance dégagée et la vitesse de propagation du feu.
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- Caractérisation du comportement au feu d'un arbuste (ciste de Montpellier)
Des échantillons de ciste entiers sont exposé à un ensemble de panneaux radiants. La puissance dégagée, la perte de masse sont mesurée par le LSHR et la cellule de pesée.
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Les flux de chaleur émis par l'échantillon en combustion sont mesurés par des fluxmètres. Les temperatures de panneaux radiants et du végétal sont également suivies avec des thermocouples et une caméra infrarouge.
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Mesure des gaz de combustion
Un FTIR permet de mesurer l'évolution des gaz de combustion tout au long de la déradation thermique du combustible. Ce dispositif peut étre couplé sur les 2 calorimètres.
Mesure des caractéristiques géométriques du feu par vision
Le système de stéréovision utilisé en laboratoire est le dispositif XB3 Bumblebee de chez PTGree. Il s'agit de 3 caméras rigidement liées et espacées de 12 cm. Un caisson est utilisé pour protéger thermiquement le dispositif.
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Trois dispositifs sont positionnés autour de la plateforme sur laquelle se propagent de petits feux en laboratoire de sorte d'obtenir des points de vue complémentaires. Le recalage des données tridimensionnelles obtenues depuis chaque système est effectué grâce à un cube de calibration.
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