Combustion d'un matériau selon sa face inférieure

Abstract

Le but de ce travail est d’étudier la combustion d’un matériau polymère de diffusion courante, le polyméthylméthacrylate brûlant selon sa face inférieure dans les conditions normales d’une atmosphère non confinée. La vitesse de combustion, mesurée par la consommation du solide, dépend à la fois de facteurs aérodynamiques et thermodynamiques qui pilotent le transfert de chaleur vers la surface. Nous avons donc examiné l’influence de paramètres jouant sur ces deux types de facteurs, comme la dimension caractéristique des échantillons (disques de différents diamètres) ou l’effet d’une source radiative extérieure. Nous avons également déterminé les profils de température et de concentration dans la zone réactionnelle, et à partir de ceux-ci nous avons pu calculer les flux rayonnés à la surface en utilisant une méthode spectrale adaptée la configuration expérimentale étudiée. Les résultats obtenus mettent en évidence l’importance des transferts de chaleur convective. La vitesse de combustion diminue lorsque la dimension caractéristique des échantillons augmente, et les résultats peuvent être corrélés en utilisant un développement théorique monodimensionnel et une relation de type Nu = f (Gr.Pr) appropriée à la géométrie des échantillons étudiés. Enfin, l’évolution de la vitesse de combustion en fonction du flux radiant appliquée, montre un effet de blocage du flux convectif dû à l’accroissement du soufflage de gaz combustibles dans une direction qui lui est opposée.