Validation numérique et expérimentale d’une approche de modélisation lagrangienne à réponse rapide pour des rejets de substances dangereuses en milieu industriel ou urbain

Le rejet de substances dangereuses dans l’atmosphère est une problématique d’intérêt majeur pour les autorités publiques comme pour les industriels afin d’assurer la sécurité des personnes et des infrastructures. Lors d’événements accidentels, afin d’optimiser les interventions et la prise de décisions, des modèles de dispersion atmosphérique à réponse rapide peuvent être mis en oeuvre. Pour que ces modèles répondent aux enjeux d’une gestion de crise, ils doivent remplir des critères de rapidité, de précision, de fiabilité et de ressources informatiques disponibles à capacité limitée. Le défi scientifique est de développer un modèle répondant à l’ensemble de ces critères. C’est avec cet objectif que s’est initié le développement du logiciel BUILD, au sein d’un projet issu d’une collaboration entre le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique (LMFA) et la Direction des Applications Militaires du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux énergies alternatives (CEA-DAM). En parallèle du développement, la connaissance du potentiel d’un modèle passe par un processus de validation dans lequel ces travaux de thèse s’inscrivent, avec l’appui d’un partenaire supplémentaire, TotalEnergies. Cette étape consiste à évaluer le modèle à travers différentes configurations à l’aide de données de référence. Plusieurs configurations ont été étudiées afin de qualifier rigoureusement les résultats du modèle BUILD. Dans le but d’appuyer nos résultats, des simulations CFD (RANS et LES) ont été mises en place afin d’avoir un support supplémentaire aux expériences pour les comparaisons. Ces simulations permettent de quantifier certains paramètres que l’expérience ne permet pas de mesurer. Elles ont ainsi permis d’affiner l’analyse du comportement de l’écoulement et du transport d’espèce et de compléter les résultats expérimentaux. Dans le cadre de ces travaux de thèse, les actions entreprises ont consisté à mettre en place des simulations CFD sur les différentes configurations, à étudier les résultats obtenus et à les comparer aux simulations issues de BUILD. Cependant, l’absence d’informations pour certaines conditions expérimentales ou la présence d’informations physiquement incohérentes peut rendre la paramétrisation des simulations CFD complexe. Ce travail a été l’occasion de proposer des solutions pour pallier ces problématiques. Enfin, l’intercomparaison entre l’expérience, les modèles CFD et BUILD permet d’évaluer les performances de BUILD pour un temps de calcul