Titre :	Etude de la transition de phase d'inflammation des combustibles poreux: Application à la détermination du flux critique pour l'inflammation
Type de document :	document électronique
Auteurs :	SABI Fatima Zohra, Auteur
Année de publication :	2020-2021
Accompagnement :	CD
Langues :	Français (fre)
Catégories :	Physique:propriétés électroniques de matériaux
Mots-clés :	Transphase transitions, critical heat flux for ignition, relaxation process, ignition probability.itions de phase, flux critique pour l’inflammation, processus de relaxation, probabilité d’inflammation.
Résumé :	Les concepts de la théorie des transitions de phase sont utilisés pour l’étude des propriétés d'inflammation de combustibles méditerranéens poreux, à savoir le pin d’Alep (Pinus halepensis), l’Eucalyptus et la paille de blé. Une nouvelle méthode est proposée pour l'estimation du flux critique pour l’inflammation. Nous avons utilisé pour cela un cône calorimètre conçu au niveau de notre laboratoire « L.E.P.M » et inspiré des normes internationales ASTM. Les données expérimentales sont comparées aux résultats analytiques et numériques d'un modèle qui utilise un bilan énergétique et comprend des critères d'inflammation d'énergie et de température. Le modèle confirme la tendance linéaire du temps d'inflammation pour de fortes intensités du flux thermique, mais ne parvient pas à reproduire le comportement des données près du seuil d’inflammation, car il n'inclut pas explicitement l'émission de volatiles lors de la pyrolyse. Les intensités du flux critique pour l'inflammation estimé par cette nouvelle méthode sont plus faibles que ceux données par la littérature. Le désaccord est dû au comportement probabiliste de l’inflammation observé dans la région critique et ignoré par la littérature qui utilise des méthodes d’estimation déterministes. Nous avons discuté les conséquences de l’utilisation des flux estimés par de telles méthodes déterministes sur les risques incendie. L’aspect probabiliste observé dans ce travail est attribué à l’hétérogénéité de la composition et de l'arrangement des particules du combustible. La dynamique du chauffage des combustibles est aussi décrite, où un processus de relaxation exponentielle est observé. L’effet de la teneur en eau du combustible sur la dynamique de chauffage et sur la transition de phase est aussi examiné. Il apparait que la teneur en eau ne fait que retarder l’inflammation, mais n’a aucune influence sur la transition de phase (le flux critique). Finalement, une discussion concernant l’ordre et le type de la transition de phase d’inflammation, révèle une transition de phase dynamique et continue. The concepts of phase transition theory are used to study the ignition properties of porous Mediterranean fuels, namely Pinus halepensis, Eucalyptus and wheat straw. A new method is proposed for the estimation of the critical heat flux for ignition. To this end, we used a cone calorimeter designed at our laboratory "L.E.P.M" and inspired by international standards ASTM. Data is compared to the analytical and numerical results of a model that uses an energy balance and includes ignition energy and temperature criteria. The model provides the linear trend of the ignition time for large heat flux intensities, but fails to reproduce the behavior of data near the ignition threshold, because it does not include explicitly volatiles emission at pyrolysis. The critical flux for ignition thus estimated has been found small compared to literature data. The discrepancy is due to the probabilistic behavior of ignition observed in the critical region and ignored by the literature that uses deterministic methods for the estimation of the critical heat flux for ignition. We discussed the consequences of using such deterministic methods on fire risks. The probabilistic aspect is attributed to the heterogeneity of the composition and arrangement of fuel particles. The dynamics of fuel heating is also described, where a relaxation process is observed. The effect of the moisture content on the heating dynamics and on the phase transition is also examined. It appears that the moisture content only delays the ignition, but does not control the phase transition. Finally, a discussion is offered regarding the order of ignition phase transition as well as its type (dynamic or static). This discussion revealed a continuous dynamic phase transition.
Directeur de thèse :	ZEKRI Noureddine

Etude de la transition de phase d'inflammation des combustibles poreux: Application à la détermination du flux critique pour l'inflammation [document électronique] / SABI Fatima Zohra, Auteur . - 2020-2021 . -  + CD.
Langues : Français (fre)

Catégories :	Physique:propriétés électroniques de matériaux
Mots-clés :	Transphase transitions, critical heat flux for ignition, relaxation process, ignition probability.itions de phase, flux critique pour l’inflammation, processus de relaxation, probabilité d’inflammation.
Résumé :	Les concepts de la théorie des transitions de phase sont utilisés pour l’étude des propriétés d'inflammation de combustibles méditerranéens poreux, à savoir le pin d’Alep (Pinus halepensis), l’Eucalyptus et la paille de blé. Une nouvelle méthode est proposée pour l'estimation du flux critique pour l’inflammation. Nous avons utilisé pour cela un cône calorimètre conçu au niveau de notre laboratoire « L.E.P.M » et inspiré des normes internationales ASTM. Les données expérimentales sont comparées aux résultats analytiques et numériques d'un modèle qui utilise un bilan énergétique et comprend des critères d'inflammation d'énergie et de température. Le modèle confirme la tendance linéaire du temps d'inflammation pour de fortes intensités du flux thermique, mais ne parvient pas à reproduire le comportement des données près du seuil d’inflammation, car il n'inclut pas explicitement l'émission de volatiles lors de la pyrolyse. Les intensités du flux critique pour l'inflammation estimé par cette nouvelle méthode sont plus faibles que ceux données par la littérature. Le désaccord est dû au comportement probabiliste de l’inflammation observé dans la région critique et ignoré par la littérature qui utilise des méthodes d’estimation déterministes. Nous avons discuté les conséquences de l’utilisation des flux estimés par de telles méthodes déterministes sur les risques incendie. L’aspect probabiliste observé dans ce travail est attribué à l’hétérogénéité de la composition et de l'arrangement des particules du combustible. La dynamique du chauffage des combustibles est aussi décrite, où un processus de relaxation exponentielle est observé. L’effet de la teneur en eau du combustible sur la dynamique de chauffage et sur la transition de phase est aussi examiné. Il apparait que la teneur en eau ne fait que retarder l’inflammation, mais n’a aucune influence sur la transition de phase (le flux critique). Finalement, une discussion concernant l’ordre et le type de la transition de phase d’inflammation, révèle une transition de phase dynamique et continue. The concepts of phase transition theory are used to study the ignition properties of porous Mediterranean fuels, namely Pinus halepensis, Eucalyptus and wheat straw. A new method is proposed for the estimation of the critical heat flux for ignition. To this end, we used a cone calorimeter designed at our laboratory "L.E.P.M" and inspired by international standards ASTM. Data is compared to the analytical and numerical results of a model that uses an energy balance and includes ignition energy and temperature criteria. The model provides the linear trend of the ignition time for large heat flux intensities, but fails to reproduce the behavior of data near the ignition threshold, because it does not include explicitly volatiles emission at pyrolysis. The critical flux for ignition thus estimated has been found small compared to literature data. The discrepancy is due to the probabilistic behavior of ignition observed in the critical region and ignored by the literature that uses deterministic methods for the estimation of the critical heat flux for ignition. We discussed the consequences of using such deterministic methods on fire risks. The probabilistic aspect is attributed to the heterogeneity of the composition and arrangement of fuel particles. The dynamics of fuel heating is also described, where a relaxation process is observed. The effect of the moisture content on the heating dynamics and on the phase transition is also examined. It appears that the moisture content only delays the ignition, but does not control the phase transition. Finally, a discussion is offered regarding the order of ignition phase transition as well as its type (dynamic or static). This discussion revealed a continuous dynamic phase transition.
Directeur de thèse :	ZEKRI Noureddine