Modélisation du transfert d'un aérocontaminant dans un local ventilé en champ proche d'une source d'émission accidentelle

Abstract

La prévision de l'évolution spatio-temporelle de la concentration en polluant dans un local ventilé est encore de nos jours difficile à obtenir. Les travaux réalisés consistent en la modélisation de la dispersion d'un polluant dans une partie du local, correspondant au champ proche d'une source d'émission, suite à une situation accidentelle conduisant à la rupture du confinement assuré par une enceinte. La recherche de modèles s'appuie à la fois sur des expérimentations utilisant des techniques de traçage gazeux et des simulations multidimensionnelles à l'aide de codes de mécanique des fluides. Un modèle décrivant l'évolution spatio-temporelle de la concentration d'un polluant gazeux dilué en champ proche de la fuite est proposé. Il tient compte des différents paramètres d'étude : géométrie de la fuite (fente ou orifice circulaire), type de l'émission (continue ou transitoire), vitesse et durée d'émission. Enfin, l'influence des effets de densité (polluant en forte concentration) et celle des effets de la ventilation d'un local sont également abordées dans le cas de fuites continues. L'ensemble des modèles élaborés, pour un polluant gazeux, se présente sous la forme de corrélations s'inspirant de la théorie des jets d'écoulements turbulents libres. Ces modèles sont facilement utilisables dans le cadre des évaluations de sûreté traitant du confinement des substances et de la protection des opérateurs dans les installations, nucléaires ou autres. ABSTRACT : Nowadays, predicting the space-time evolution of a pollutant released in a ventilated room including a process operation remains hard to achieve. However this prediction is imperative in hazardous activities, such as nuclear ones. The study consists in predicting space-time evolution of an airborne contaminant dispersion in the near-field emission source around a workplace, following an accidental rupture of a containment enclosure. The whole work is based on experiments of gas tracing, and on multidimensional simulations using CFD tools. The proposed model is written as a correlated function of various parameters: leak geometry (slot or circular opening), emission type (continuous or puff), initial velocity and emission duration. Influence of ventilation and obstructions (room walls) have been also studied in the case of continuous leaks. All final models, for gaseous pollutants, are written as correlations inspired by the theory of free turbulent jet flows. These models are easy to use within the framework of safety evaluations dealing with radioactive material containment and radiological protection inside nuclear facilities