Isolation et CFD - 06/06/2023

Dans le cadre d’un site industriel présentant des sources de risques pour les personnes y travaillant ou les habitants autour, il peut être légalement obligatoire faire construire des bâtiments présentant des propriétés de confinement. Ils peuvent avoir deux types de missions isoler la source de nuisance ou bien protéger les personnes soumises à ce danger le temps que les secours interviennent pour sécuriser la zone. Les plus connus d’entre eux sont les enceintes de confinement entourant un réacteur nucléaire. Mais ce type de bâtiment peut intervenir dans d’autres circonstances comme pour isoler une source de nuisance sonore ou protéger d’un risque thermique ou chimique sur un site industriel.

La simulation numérique CFD apporte aux constructeurs et architectes, des informations sur la réponse de ces bâtiments de confinement à diverses contraintes déterminées par le cahier des charges. Les études CFD permettent de valider les choix techniques réalisés ainsi que d’étudier l’influence de divers facteurs tels que l’épaisseur ou le choix d’un matériau pour une couche d’isolant.

En sa qualité de bureau d’étude dans le bâtiment, ADNE INGENIERIE intervient dans les études menées en amont de la construction des bâtiments de confinement. La simulation numérique CFD est notamment utilisée par les équipes. La diversité des phénomènes physiques modélisés en CFD, permet de prendre en compte plusieurs facteurs et contraintes physiques.

La propagation dans l’espace d’une onde sonore issue d’une source contenue dans un bâtiment a été étudiée par ADNE. Il fallait la distance à laquelle le son était encore audible et de vérifier les effets de l’isolant sonore. Une fois la géométrie du bâtiment et de l’espace ont été modélisés et discrétisés numériquement à l’aide d’un maillage, il a fallu trouvé la bonne modélisation pour l’onde sonore dans les possibilités offertes par le logiciel. Il a été choisi de modéliser une source de pression acoustique avec un niveau de pression correspondant au niveau sonore de l’onde émise en ce point. Cette donnée était fournie en entrée.

Figure 1: niveau d'une onde sonore émise par une source

Pour cette étude, la simulation numérique CFD a permis d’étudier la propagation de l’onde sonore et l’évolution de son niveau sonore dans l’espace.

Une autre étude menée au sein d’ADNE a mis en œuvre les aspects thermiques des études CFD. Il s’agissait d’étudier la résistance d’un bâtiment soumis à une forte source de chaleur et l’impact d’une couche d’isolant sur la propagation de la chaleur. Pour simuler les aspects thermiques de cette étude, le modèle de transfert de chaleur à travers les solides a permis de mettre comme condition limite sur les murs un flux de chaleur entrant afin de prendre en compte l’exposition à une forte source de chaleur. De plus il a fallu mesurer dans la durée les conséquences de cette exposition, un calcul CFD instationnaire a ainsi été réalisé.

Figure 2 : niveau de chaleur dans un plan

Dans le cadre de cette étude, la simulation CFD a permis de mesurer les transferts thermiques au travers du mur et de l’isolant.

Ces deux cas d’études réalisés au sein d’ADNE INGENIERIE montrent l’apport des études CFD dans le cadre de la construction de locaux de confinement Plusieurs types de perturbations (sonores, thermiques, fluides/gaz) contre lesquelles ces bâtiments doivent protéger peuvent être prises en compte. ADNE INGENIERIE peut valider les hypothèses de construction de bâtiments de confinement et ainsi vérifier qu’ils remplissent bien le rôle de protection par rapport aux contraintes imposées.