Contribution à la Modélisation de la Combustion de Blocs de Propergol Solide Aluminisé après Eclatement d'un Propulseur

• Main Author: Chassagne, F.
• Language: FRE
• Published: 2007
• Subjects: [SPI:NRJ] Engineering Sciences/Electric power; [PHYS:PHYS] Physics/Physics; propergol solide; combustion; incendie; aluminium; transfert radiatif
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00290814; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/29/08/14/PDF/theseFChassagne.pdf

Présentés dans un cadre de sécurité pyrotechnique, ces travaux ont pour principal objectif de simuler les effets thermiques de la combustion de blocs de propergol solide aluminisé, dispersés après l'éclatement d'un propulseur.<br />Un état de l'art des mécanismes mis en jeu aux niveau micro- et macroscopiques a permis de mieux appréhender les transferts de chaleur et de masse se produisant lors de ce type de combustion. des essais à grande échelle ont été réalisés afin d'obtenir de nouvelles données quantitatives, nécessaires au développement du modèle théorique. Une comparaison des résultats pour deux compositions de propergol, l'une hautement chargée en aluminium (20% en masse), l'autre plus faiblement (4%), a montré le rôle prépondérant que les gouttes d'aluminium puis les particules d'alumine jouent dans les transferts radiatifs vers l'environnement extérieur.<br />Cette tendance est également obtenue par un calcul numérique, basé sur le code de simulation d'incendie FDS (Fire Dynamics Simulator), qui permet de calculer la dispersion des gouttes d'aluminium par une approche lagrangienne. La combustion des gouttes A1/A12O3 est prédite par un modèle de type fraction de mélange, couplé à une loi d'évaporation, et leur rayonnement est calculé à partir de la théorie de Mie. Une étude de sensibilité a en outre permis de déduire un jeu de paramètres optimal pour lequel les résultats numériques sont en bon accord avec les mesures expérimentales. Dès lors, un scénario accidentel complet peut être simulé dans un bâtiment d'assemblage de gros propulseurs.