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Caractérisation expérimentale à grande échelle de la rupture d'une barrière de confinement aérodynamique causée par le sillage transitoire d'un objet en mouvement

Communication scientifique

Les barrières de confinement immatérielles, constituées par un flux d'air s'opposant à la migration des polluants aéroportés, sont largement utilisées dans les équipements de protection collective. Les courants d'air, tels que ceux provoqués par le sillage turbulent de personnes se déplaçant à proximité, peuvent conduire à des ruptures du confinement par la déstabilisation du flux d'air de confinement. Cette communication présente la caractérisation d'une telle déstabilisation dans une expérience à échelle réelle (100m3). Un contaminant gazeux passif est émis à un débit massique contrôlé depuis le plan de travail d'une enceinte ouverte de 0,8 x 0,34 x 0,4 m3 balayée par un flux d'air continu circulant depuis le local d’essai de 6,7 x 4,5 x 3,5 m3 vers l'intérieur de l’enceinte. À partir du régime établi mais turbulent d'air dans le local (nombres de Reynolds typiques : ReL=6.104 pour le local et ReE=1.104 pour l’enceinte ventilée), un obstacle parallélépipédique de 0,4 x 0,2 x 1,65 m3 passe devant la surface ouverte de la cavité à une distance de 0,4 m de la surface ouverte (vitesse de 1 m.s-1, nombre de Reynolds du parallélépipède basé sur sa largeur Rel = 3.104) et le sillage de l'obstacle perturbe l'écoulement initialement établi. Les concentrations en contaminant résolues en temps sont mesurées en certains points de la surface ouverte au moyen de détecteurs à photoionisation (ION Science LTD, Angleterre) et les 3 composantes de la vitesse instantanée du mélange gazeux sur la surface ouverte sont enregistrées au moyen d'un système de PIV 2D3C (Dantec Dynamics A/S, Danemark), pendant le mouvement de l'obstacle et le temps de retour à l'équilibre de l'écoulement. La répétition des expériences permet d'obtenir les moyennes de phase de l’évolution temporelle des concentrations et des vitesses sur la surface ouverte de l’enceinte, qui caractérisent la rupture du confinement provoqué par le sillage de l'obstacle. L’originalité des travaux repose en particulier sur la réalisation des essais dans une configuration contrôlée à grande échelle en laboratoire. Les données comprenant les conditions limites détaillées de l'écoulement d'air sont établies pour former un cas de référence pour la simulation numérique des écoulements (CFD).

Disciplines de recherche
Aéraulique–ventilation-captage
Etudes Publications Communications