PIV à grande échelle appliquée sur la dispersion par explosif

Charline Fouchier (1) , Delphine Laboureur (1) , Emmanuel Lapebie (2) , Miguel Mendez (1) , Jeroen van Beeck (1) , Pierre Ginsburger (2) , Sébastien Courtiaud (2) , Jean-Marie Buchlin (1)

1 VKI - von Karman Institute for Fluid Dynamics
2 DAM/GRAMAT - GRAMAT

Bien que la dispersion atmosphérique soit largement étudiée dans la littérature,peu d’études s’intéressent à la dispersion par explosif, qui représente une source dynamique à haute vitesse et de courte durée. Ce savoir est essentiel pour développer et valider des outils permettant de prédire la dispersion après une explosion dans un milieu complexe. Le principal objectif de cette recherche est donc d’étudier la dispersion d’un polluant causée par une charge explosive. Une explosion en phase condensée générant la dispersion de particules solides est expérimentale-ment simulée par l’utilisation d’un détonateur RP80-EBW et d’une poudre de talc dont la granulométrie moyenne est de 7.8 μm de diamètre. La dispersion se fait en champ libre dans une soufflerie subsonique où une couche atmosphérique urbaine contrôlée est reproduite. La dispersion est étudiée à l’aide d’une caméra rapide travaillant à une fréquence allant de 2000 Hz à 10869 Hz. L’évolution temporelle des champs de vitesse lors de la dispersion est obtenue par vélocimétrie par imagerie de particules à grande échelle (LS-PIV). Deux types d’éclairage sont utilisés : le premier éclairage est obtenu à l’aide d’une lampe placée au-dessus de la caméra rapide, donnant une vision globale de la dispersion, le second est effectué à l’aide d’une tranche laser en régime continu, générant une vision 2D.Les deux types de visualisation sont comparés ; leurs similitudes et différences sont présentés. Deux méthodes sont utilisées pour l’analyse LS-PIV. Les points forts et les points faibles de ces deux méthodes sont soulignés. Enfin, les propriétés nécessaires qu’une image doit posséder pour obtenir une analyse par corrélation croisée de qualité sont comparées entre l’analyse PIV classique et l’analyse LS-PIV.La dispersion en champ libre est étudiée pour différentes vitesses de vent (de 0 m/sà 5 m/s). L’évolution temporelle des champs de vitesse permet d’étudier l’effet du vent sur la dispersion.

Mots clés: PIV; dispersion; explosion

Domaines: Milieux fluides et réactifs; Optique / photonique; Plasmas; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Charline Fouchier, Delphine Laboureur, Emmanuel Lapebie, Miguel Mendez, Jeroen van Beeck, et al.. PIV à grande échelle appliquée sur la dispersion par explosif. 16ème Congrès Francophone de Techniques Laser pour la mécanique des fluides, CNRS, CentraleSupélec, Université Paris Saclay, IRSN, Sep 2018, Dourdan, France. ⟨hal-02097812⟩