PIV-stéréo (2D3C) temps réel et à l’échelle 1 de la rupture de confinement d’une enceinte ventilée induite par le sillage d’un objet mobile

Les enceintes ventilées en dépression sont des dispositifs de protection utilisés couramment pour contenir des gaz ou aérosols polluants émis par un procédé. L’exemple le plus fréquemment rencontré est la sorbonne de laboratoire, communément appelée hotte de chimie. Le processus de confinement consiste à envelopper le plus possible la zone d’émission du polluant par des parois, tout en laissant une ouverture pour permettre les manipulations par un opérateur. Pour prévenir la sortie des polluants, un écoulement d’air permanent est assuré depuis l’extérieur de l’enceinte (le laboratoire) vers l’intérieur de l’enceinte, grâce à un ventilateur d’extraction raccordé à l’enceinte par un conduit : on parle de confinement immatériel ou dynamique. Ce mode de confinement est très efficace à condition que la permanence du flux d’air entrant soit assurée. En pratique, ce n’est pas vérifié s’il existe des perturbations aérauliques, telles que celles induites par les sillages aérodynamiques d’objets mobiles ou non (opérateurs, par exemple), à proximité de l’enceinte. Nous proposons dans cette contribution, et pour la première fois, une caractérisation aéraulique par PIV-stéréo résolue en temps de la rupture de confinement d’une telle enceinte, à l’échelle réelle d’un laboratoire, lorsqu’un obstacle mobile de la dimension d’un opérateur vient par son sillage affecter le champ de vitesse assurant le confinement. Partant d’un écoulement initial établi et à l’équilibre thermique, dans un local de 100 m3 dans lequel est placée une enceinte ventilée en dépression, une plaque vient effectuer un passage simple devant l’ouverture de l’enceinte à une vitesse de 1 m.s-1. Les 3 composantes instantanées de vitesse de l’air dans le plan de l’ouverture de l’enceinte sont enregistrées pendant toute la durée de vie de la perturbation aéraulique due au sillage de la plaque. L’expérimentation est répétée pour obtenir une moyenne de phase de la perturbation. Ceci permet d’obtenir une caractérisation détaillée du phénomène dans une configuration expérimentale entièrement maîtrisée à l’échelle d’un laboratoire mais géométriquement simple. Les données collectées sont destinées à fournir un cas de validation pour l’évaluation de modèles de mécanique des fluides numérique (CFD) adaptés à l’étude de ce type de configuration.