An improved passive scalar model for hydrogen hazardous ignition prediction

International audienceWith an increasing interest in hydrogen as an alternative fuel for transportation, there is a need to develop tools for the prediction of ignition events. A cost-effective passive scalar formulation has been recently developed to predict hydrogen auto-ignition. A single scalar advection-diffusion-reaction equation is used to reproduce the chain-branched ignition process, where the scalar represents the radical pool responsible of ignition (H, O, OH, HO2 , H2O2). The scalar reaction rate is analytically deduced from the Jacobian matrix associated to hydrogen ignition chemistry. This method was found to reproduce with good accuracy the ignition delays obtained by detailed chemistry for temperature where the branching is the leading process. For temperature close or below the crossover temperature, where other phenomenon such as the thermal runaway are important, the scalar approach fails to predict correctly ignition events. Thus, an extension of the scalar source term formulation is proposed to extend its validity over the entire temperature range. In addition, a simple way to approximate the diffusion properties of the scalar is introduced: the radical pool composition may vary drastically, with molecules having very different diffusion properties (e.g. H and HO2). The complete modified framework is presented and its capability is assessed in canonical scenarios and more complex simulations relevant to hydrogen safety

Hydrogen ignition and safety

International audienceThis chapter provides an overview of H 2 ignition and safety-related questions, to be addressed in the development of future H 2 thermal engines. Basics of H 2 ignition phenomena are covered in the first part, including the well-known branchedchain oxidation reactions described by Semenov & Hinshelwood, as well as useful analytical derivations of induction delay times. The second part provides an overview of classical canonical limit problems, including the explosion-limit (,) diagram, the propagation limits of both deflagrations and detonations, and shock-induced or thermal-induced ignitions. The two remaining parts address two opposite but complementary questions: how to ignite a H 2 engine, and how to prevent hazardous H 2 ignition. In the former, a list of available technologies is offered, while in the latter, simplified models are presented to predict ignition hazards from cold-flow numerical simulations

Quelle stratégie d’observation et de modélisation pour l’étude des crues rapides.

Observation et modélisation hydro-météorologique multi-échelle pour la compréhension et la simulation des crues éclairs. Quels apports pour les gestionnaires de territoires et les fournisseurs de services?International audienceChaque année, spécialement à l’automne, des épisodes pluvieux intenses, dits Méditerranéens, affectent les départements du sud de la France. Ces épisodes, conduisant à des cumuls de pluie importants (quelques centaines de mm en quelques heures ou quelques jours). La figure de la diapo 1, tirée du site de Météo-France ;présente le nombre d’épisodes par an avec un cumul de pluie >150mm /jour et on voit que les départements du sud de la France, principalement le Gard, l’Ardèche et l’Hérault sont les départements les plus affectés. Ces épisodes de pluie conduisent souvent à des crues rapides, parfois dévastatrices. Les exemples récents incluent Nîmes en 1988, Vaison la Romaine en 1992, l’Aude en 1999, le Gard en 2002, le Var en 2010 ou les Alpes Maritimes en 2015, sans oublier la dizaine d’épisodes ayant affecté le sud de la France en 2014. Les conséquences de ces crues sont des submersions de bâtiments, mais aussi des coupures de route sur des petits cours d’eau coupant le réseau hydrographique. L’analyse des victimes de la crue de septembre 2002 dans le Gard a ainsi montré qu’environ la moitié des victimes, plutôt jeunes, avaient péri sur des petits bassins de taille 1000 km (Ruin et al., 2008). Sur les petits bassins, il y a très peu d’informations car, en France, la majorité des stations hydrométriques concernent des bassins de plus de 50 km et l’alerte hydrologique (Vigicrues) concerne les cours d’eau principaux