A global model for the combustion of gas mixtures released from forest fuels

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Skeletal and global mechanisms for the combustion of gases released by crushed forest fuels

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Experimental study of laminar flames obtained by the homogenization of three forest fuels

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Sur l'utilisation de l'analyseur thermo-gravimétrique pour l'investigation incendie.

Lors du développement d'une nouvelle méthode d'investigation post-incendie recourant à la simulation numérique en vue de reconstituer le sinistre, la notion de points de comparaison avait été définie (travaux de thèse de M. Suzanne, LCPP). L'objectif du travail présenté ici est alors de développer cette approche pour permettre à l'investigateur de définir des niveaux de températures et de temps d'exposition atteints en différents points de la scène d'incendie,en s'appuyant sur les états de dégradation relevés sur divers éléments. Pour ce faire, l'utilisation de l'analyseur thermogravimétrique (ATG) a été proposée. Cet analyseur permettant la détermination des mécanismes de dégradation thermique du matériau étudié, l'idée initiale est donc de comparer les résultats ATG obtenus sur un matériau dégradé thermiquement lors de l'incendie avec des résultats obtenus pour ce même matériau non dégradé. Les différences relevées sur les thermogrammes devraient alors permettre de conclure sur les niveaux de température rencontrés. Cette méthodologie a été appliquée sur divers matériaux, tels que le PVC, l'ABS ou le PET, qui ont été dégradés soit « artificiellement » au four tubulaire ou au cône calorimètre soit lors d'essais feux grandeur réelle.Les résultats obtenus lors de cette campagne de mise au point et validation de méthode, sont très encourageants quant à la possibilité d'obtenir une estimation de la température atteinte dans l'environnement de l'objet lors de l'incendie. La seconde partie de ce travail consiste en la détermination du temps d'exposition à la sollicitation thermique de l'objet étudié grâce à une approche iso-conversionnelle de sa cinétique de dégradation. Cette approche est cependant toujours en cours de développement

Détermination expérimentale des émissions gazeuses de trois espèces végétales potentiellement impliquées dans les feux de forêt accélérés

La plupart des espèces végétales impliquées dans les feux de forêt produisent et émettent des composés organiques volatils (COV). Ces gaz ont des limites inférieures d’inflammabilité de l’ordre de 1 % volumique dans l’air et sont donc fortement inflammables. Les modèles physiques de propagation des feux de forêt n’intègrent pas jusqu’à présent la combustion de ces composés et l’objectif de cette étude est de fournir des données expérimentales afin d’améliorer ces modèles pour mieux prévoir et contrôler les incendies. L’accent est mis sur un phénomène particulièrement dangereux, les feux de forêts accélérés. Il a en effet été noté dans la littérature que sous certaines conditions (de topographie, d’humidité, etc.) les feux de forêt peuvent se comporter de manière surprenante, passant soudainement d’un comportement (vitesse de propagation et énergie dégagée) modéré à un comportement « explosif ». Une hypothèse qualifiée de thermochimique a été proposée pour expliquer ces phénomènes : les COV émis par les plantes (mélangés ou non avec les gaz de pyrolyse) pourraient s’accumuler près du sol en concentration suffisante pour former un prémélange inflammable avec l’air et ainsi entrainer l’accélération du feu. Il existe dans la littérature des données sur les émissions gazeuses des végétaux à température ambiante mais très peu sur les émissions en fonction de la température. Trois espèces typiques des régions méditerranéennes et correspondant à différentes hauteurs du couvert végétal sont étudiées entre 343 et 453 K : Thymus vulgaris, Rosmarinus officinalis et Pinus pinea. Les émissions sont étudiées à l’aide d’un pyrolyseur flash relié à un chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse. Les résultats sont discutés et comparés à ceux de la littérature à température ambiante

C5b9 Deposition in Glomerular Capillaries Is Associated With Poor Kidney Allograft Survival in Antibody-Mediated Rejection

C4d deposition in peritubular capillaries (PTC) reflects complement activation in antibody-mediated rejection (ABMR) of kidney allograft. However, its association with allograft survival is controversial. We hypothesized that capillary deposition of C5b9—indicative of complement-mediated injury—is a severity marker of ABMR. This pilot study aimed to determine the frequency, location and prognostic impact of these deposits in ABMR. We retrospectively selected patients diagnosed with ABMR in two French transplantation centers from January 2005 to December 2014 and performed C4d and C5b9 staining by immunohistochemistry. Fifty-four patients were included. Median follow-up was 52.5 (34.25–73.5) months. Thirteen patients (24%) had C5b9 deposits along glomerular capillaries (GC). Among these, seven (54%) had a global and diffuse staining pattern. Twelve of the C5b9+ patients also had deposition of C4d in GC and PTC. C4d deposits along GC and PTC were not associated with death-censored allograft survival (p = 0.42 and 0.69, respectively). However, death-censored allograft survival was significantly lower in patients with global and diffuse deposition of C5b9 in GC than those with a segmental pattern or no deposition (median survival after ABMR diagnosis, 6 months, 40.5 months and 44 months, respectively; p = 0.015). Double contour of glomerular basement membrane was diagnosed earlier after transplantation in C5b9+ ABMR than in C5b9– ABMR (median time after transplantation, 28 vs. 85 months; p = 0.058). In conclusion, we identified a new pattern of C5b9+ ABMR, associated with early onset of glomerular basement membrane duplication and poor allograft survival. Complement inhibitors might be a therapeutic option for this subgroup of patients

Contribution à l'étude de l'usage du brouillard d'eau dans la lutte contre les incendies en tunnels ventilés longitudinalement

Cette étude s'inscrit dans la recherche d'une meilleure maîtrise des feux en tunnel à partir d'installations fixes type brouillard d eau. Ce travail essentiellement expérimental s'est appuyé sur des essais réalisés en réduction d échelle. Les paramètres d'étude sont : le type de foyer (feu de nappe, bûchers et empilements de palettes), la vitesse de ventilation longitudinale (inférieure ou supérieure à la vitesse critique), le déclenchement ou non d'un système de brouillard d'eau ainsi que la sectorisation de celui-ci. A son terme, cette étude a permis d'analyser les effets de l'aspersion sur la puissance intrinsèque du foyer, la stratification des fumées et la tenabilité thermique dans l'ouvrage. Une discussion sur les stratégies d'application de la ventilation en cas d'incendie en tunnel et son couplage avec l'aspersion a également été menée, montrant une nette amélioration de l'efficacité du brouillard lorsque la vitesse de ventilation est faible, et ce en dépit de l'augmentation de puissance du foyer due à l'effet de confinement de l'ouvrage. De plus, un travail de réflexion et de synthèse sur les relations de similitude à respecter lors d'une étude de ce type en réduction d'échelle a été conduit, que ce soit concernant l'aéraulique, la puissance du foyer ou les caractéristiques du brouillard d'eau. Enfin, une étude annexe sur l'influence d'un brouillard d'eau sur l'opacité des fumées a été réalisée, quantifiant l'extinction optique des fumées chargées en gouttelettes d eau.This mostly experimental study is based on tests conducted in small scale. The study parameters are : the type of fuel (pool fire, wood crib and pallet stacks), the ventilation velocity (below and above the critical velocity), the triggering or not of the water mist system and it s dividing in sectors. In the end, this study provided information on the effect of sprinkling on the intrinsic heat release rate of the fire, the smoke stratification and the thermal tolerable zones in the tunnel. By analysing the ventilation strategy and it s linkage with the sprinkling, a clear improvement of the efficiency of the water mist at low ventilation speed has been demonstrated, and this despite the increase of heat release rate due to the confinement. Moreover, a part of this work has been devoted to reasoning on a synthesis of the scale relations for the gas flow, fire s heat release rate and water mist characteristics, relations that have to be respected when using a small scale apparatus. Eventually a research has been conducted on the influence of a water mist on the opacity of smoke, quantifying the optical extinction of the smokes loaded with water droplets.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Risque d'inflammation de gaz imbrûlés au cours d'un incendie en milieu confiné-ventilé

Lors d'un incendie confiné-ventilé, le manque de dioxygène peut engendrer une production importante de gaz imbrûlés. Lors de leur évacuation dans la gaine d'extraction, ces gaz peuvent être mis en présence d'air frais provenant d'un autre conduit de ventilation et s'enflammer. Cette inflammation n'est possible que pour des températures et des concentrations en gaz combustible suffisantes. Pour quantifier ce risque, il est donc essentiel de déterminer l'influence de différents paramètres sur ces deux critères. Lors de cette étude, des feux sont réalisés dans un local à échelle réduite équipé d un réseau de ventilation mécanique. Une analyse des gaz imbrûlés produits est effectuée en chromatographie et en spectrographie de masse. L'influence de deux principaux paramètres est mise en évidence : le débit calorifique du feu et la ventilation du local. Cette dernière a un effet couplé avec le débit calorifique : une augmentation du renouvellement horaire d'air du local peut accroître ce débit par effet de soufflage. Ces essais ont permis de déterminer les conditions de ventilation et de débit calorifique présentant un risque d'inflammation des gaz imbrûlés produits lors du feu à partir de critères de température et de limite d'inflammabilité. Des essais de foyer avec cibles ont également été effectués pour étudier l'impact de la dégradation thermique de celles-ci sur la production de gaz imbrûlés. Un outil d'analyse du risque d'inflammation est développé. Il permet de déterminer le diagramme d'inflammabilité du mélange combustible et d'estimer les concentrations des espèces produites à partir de l'évolution du dioxygène et de la température au sein de la gaine d'extraction.During an underventilated fire, oxygen concentration can become insufficient and a large quantity of unburnt gases can be produced. When these unburnt gases are removed through an extraction duct, a supply of fresh air from other ducts may produce a significant amount of a flammable mixture able to ignite. This ignition can occur with sufficient temperature level and species production. A series of experiments has been conducted in a room test with unburnt gas analysis in order to study the influence of several parameters on these criteria. Two main parameters appear: heat release rate and ventilation flow. Criteria on these factors are determined in order to predict conditions that lead to an ignition risk. Fire tests with a second fuel pan are also made to study the influence of thermal degradation of this second pan on ignition risk. A model for the estimation of this risk in the extraction duct is developed. It allows to obtain the flammability diagram of fuel mixture and to calculate produced species using oxygen concentration and temperature levels in extraction ducts.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Etude de l'émission et des propriétés de combustion des composés organiques volatils potentiellement impliqués dans les feux de forêts accélérés

La plupart des espèces végétales impliquées dans les feux de forêts produisent et émettent des composés organiques volatils (COV). Les modèles physiques de propagation des feux n'intègrent pas jusqu'à présent la combustion de ces composés et l'objectif de cette étude est de fournir des données expérimentales et numériques afin d'améliorer ces modèles pour mieux prévoir et contrôler les incendies. Les émissions de cinq espèces végétales ont été analysées en fonction de la température à l'aide d'un pyrolyseur flash : Thymus vulgaris, Rosmarinus officinalis, Lavandula stoechas, Cistus albidus et Pinus pinea. Les vitesses fondamentales de flamme, longueurs de Markstein et épaisseurs de flamme de mélanges avec l'air de trois COV majoritaires ( -pinène, limonène et p-cymène) sont déterminées expérimentalement en fonction de la richesse et de la température à l'aide de la technique des flammes à expansion sphérique. Des simulations numériques avec le code PREMIX de la bibliothèque CHEMKIN sont également effectuées pour des molécules proches. Différentes études ont montré que les feux de forêts peuvent se comporter de manière surprenante, la vitesse de propagation et l'énergie libérée augmentant brutalement. Ce phénomène est connu sous le nom de feux de forêts accélérés. Une approche d'explication thermochimique, basée sur l'inflammation d'un prémélange COV/air accumulé au bas d'un canyon, a été proposée. Les données présentées dans ce travail permettent aussi d'étudier la validité de cette hypothèse. Des études expérimentales et théoriques sur le sens de diffusion des COV et leurs limites d'inflammabilité sont également menées afin d'étudier en détail cette hypothèse.Most of the vegetal species involved in forest fires produce and emit volatile organic compounds (VOCs). Physical forest fire propagation models do not take into account the combustion of these compounds and the objective of this study is to provide experimental and numerical data in order to better foresee and control fires. The emissions of five vegetal species have been analyzed for different temperatures using a flash pyrolysis apparatus: Thymus vulgaris, Rosmarinus officinalis, Lavandula stoechas, Cistus albidus and Pinus pinea. Laminar burning speeds, Markstein lengths and flame thicknesses of three major VOCs ( -pinene, limonene and p-cymene) are determined using the spherical expanding flame technique. Numerical simulations are also performed with the PREMIX code of the CHEMKIN package for similar molecules. Several studies have shown that forest fires can behave in a surprising way, with a sudden increase of the rate of spread and of the released energy. This phenomenon is called accelerating forest fire. A thermochemical explanation, based on the ignition of a premixed VOCs/air mixture accumulated in a canyon, has been proposed. The different experimental data presented in this work can also be useful to study the validity of this approach. Other experimental and theoretical studies on the diffusion direction of VOCs and on their flammability limits are performed to investigate in detail this approach.POITIERS-ENS Mécanique Aérot (860622301) / SudocPOITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF