Soutenance de thèse de Yanshu WANG, sous la direction de Anne SERGENT, Gilles BERNARD-MICHEL et Patrick LE QUERE, lundi 28 juin 2021 à 14:00 au CEA INSTN
Le jury sera composé de :
- M. LAGRÉE Pierre-Yves, Directeur de l'Institut Jean le Rond ∂'Alembert - Sorbonne Université, DR CNRS,Examinateur
- M. SALIZZONI Pietro, Professeur à l'École Centrale de Lyon, Rapporteur
- M. VAUQUELIN Olivier, Professeur à l'université d'Aix-Marseille, Rapporteur
- Mme VYAZMINA Elena, Ingénieure docteure R&D - Spécialiste internationale chez Air Liquide, Examinatrice
- Mme SERGENT Anne, Maître de conférences HDR à Sorbonne Université, Directrice de thèse
- M. BERNARD-MICHEL Gilles, Ingénieur docteur de recherche - Chef de Laboratoire LIEFT CEA Saclay, Co-encadrant de thèse
- M. LE QUÉRÉ Patrick, Directeur de recherche CNRS au LISN, Co-encadrant de thèse
L'hydrogène est considéré comme une source d'énergie verte et alternative pour sa faible émission de CO2. En raison du risque élevé de déflagration et détonation du mélange air-hydrogène, des mesures de sécurité spécifiques sont nécessaires pour son utilisation pratique. Nous nous intéressons à une configuration modélisant la distribution d'hydrogène (ou d'hélium) en situation accidentelle pour des environnements confinés. Des simulations numériques directes (DNS) d'un jet turbulent d'hydrogène dans une cavité à deux évents sont réalisées, obtenant une distribution en bicouche de l'hydrogène avec un mélange homogène en moyenne en partie haute. Les DNS sont d'abord comparées à des mesures par vélocimétrie par images de particules (PIV) pour validation, puis l'écoulement est analysé. Afin d'estimer la pertinence des modèles prédictifs de ventilation proposés dans la littérature pour évaluer la sûreté des installations, les champs DNS sont intégrés pour calculer les grandeurs caractéristiques du jet et celles de la distribution d'hydrogène. Ces résultats sont comparés à des modèles simplifiés de ventilation naturelle basés sur différents modèles de jets turbulents. Ces modèles reposent sur une série d'hypothèses dont la validité est examinée. L'influence du coefficient d'entraînement du jet et des méthodes de son estimation sont discutées, (i) dans le cadre des modèles de jet à coefficient constant ou variable, (ii) sous l'approximation de Boussinesq ou en
tenant compte des variations de masse volumique du mélange. Enfin, des formulations modifiées des modèles de ventilation sont proposées pour les adapter au cas d'une injection d'hydrogène dans une cavité à deux évents.
