Caractérisation du comportement au feu des matériaux de l'habitat : Influence de l'effet d'échelle.

Abstract

The origin of home fires can be as diverse as poor wiring, a smoldering cigarette, poor maintenance of a fireplace... This manuscript deals with the flammability of various household materials exposed to a radiative source. Several parameters such as dimension, orientation and nature of materials were investigated in similar operating conditions. These studies led to the development of new experimental device enabling working at different scales: RAPACES (RAdiant PAnel Concentrator Experimental Setup). The results obtained on PMMA showed that geometric factors play a major role (i) on ignition (variation of thermal radiative properties) and (ii) on combustion dynamics through structural phenomena (destabilization, collapsing and polymer melting). This approach was also applied to complex materials (plywood, tapestry, carpet). A numerical model was used to validate some hypothesis regarding the fire behavior of PMMA. Finally, original configurations including material assemblies were performed and clearly evidenced the effect of fuel interactions on ignition and flame propagation.L’origine des incendies domestiques peut être aussi diverse qu’une mauvaise installation électrique, une cigarette mal éteinte, un mauvais entretien d’une cheminée… Ce mémoire traite de l’inflammabilité de différents matériaux de l’habitat face à une source radiative. Plusieurs paramètres tels que la dimension, l’orientation et la nature des matériaux ont été étudiés dans des conditions opératoires similaires. Ces travaux ont conduit au développement d’un nouveau dispositif expérimental permettant de travailler à différentes échelles : le RAPACES (RAdiant PAnel Concentrator Experimental Setup). Les résultats obtenus sur le PMMA ont permis de mettre en évidence que les facteurs géométriques jouent un rôle prépondérant; d’une part sur l’ignition (variation des propriétés thermo-radiatives) et d’autre part sur la dynamique de combustion à travers des phénomènes structuraux (déstabilisation structurelle, affaissement et écoulement du matériau). Cette démarche a également été appliquée à des matériaux plus complexes (contreplaqué, tapisserie, moquette). L’utilisation d’un modèle numérique a permis de valider certaines hypothèses concernant le comportement au feu du PMMA. Enfin, des configurations originales constituées d’assemblages de matériaux ont été testées et ont permis de mettre en évidence les interactions entre combustibles en termes d’ignition et de propagation de flamme