Ecoulement et transfert de polluant à l’interface d’une barrière de confinement aérodynamique soumise au sillage d’un obstacle mobile

Cette contribution étudie expérimentalement et numériquement l'écoulement d’air et le transfert d’un polluant gazeux passif à l'interface d'une barrière de confinement aérodynamique soumise au sillage d'un obstacle en mouvement, dans le contexte d'un laboratoire de 100 m3 avec un taux de renouvellement d'air élevé (8,5 h-1). Un contaminant gazeux passif est émis à un débit contrôlé depuis la surface inférieure d'une cavité ouverte (0,8 x 0,34 m2 de large) balayée par un flux d'air continu provenant du laboratoire. Dans la situation initiale, l’écoulement dans le local est stationnaire mais turbulent. Un obstacle de taille humaine passe alors devant la surface ouverte de la cavité : son sillage perturbe l’écoulement établi. La rupture du confinement est documentée en enregistrant les concentrations en gaz à l’aide de détecteurs à photoionisation, et les composantes instantanées de la vitesse par PIV 2D3C, au niveau de la surface ouverte de la cavité. Une méthode de pénalisation couplée à la simulation des grandes échelles est utilisée pour modéliser le cas et les prédictions sont comparées aux mesures. Le modèle s'avère capable de reproduire, dans la limite des incertitudes expérimentales, la dynamique de la rupture du confinement, en termes de concentrations en polluant, de vitesses d'air et des modes principaux de la POD du champ de vitesse perturbé. Cette approche de modélisation semble donc adaptée aux études numériques de l'effet des courants d'air induits par le mouvement humain sur les confinements aérodynamiques. Les résultats de modélisation montrent également que les fuites de polluants sont intrinsèquement variables alors que les conditions de ventilation sont fixes, en relation avec l'état turbulent initial dans la pièce précédant le courant d'air : jusqu'à 100% de variation des pics de concentration de contaminants est observé ici.