Simulations numériques des écoulements d'air et de polluant induits par le mouvement d'une personne : effets sur les dispositifs de confinement dynamique

Les dispositifs d’extraction de vapeurs toxiques de produits utilises lors de manipulation, telles que les sorbonnes de laboratoire, sont massivement employes pour proteger les manipulateurs. Ces dispositifs sont bases sur un systeme de ventilation generant un ecoulement d’air d’aspiration qui doit assurer le confinement et l’extraction des polluants gazeux. Or, les personnes qui utilisent ces dispositifs induisent, par leur mouvement, des perturbations aerauliques qui sont fondamentalement instationnaires et turbulentes, pouvant alors impacter, parfois gravement, le fonctionnement de ces dispositifs de protection. Bien que soit connue leur vulnerabilite lorsqu’ils sont exposes a ces perturbations, il n’existe pas a l’heure actuelle de moyens d’evaluer quantitativement leur impact. Cela dit, l’avenement des moyens de calculs haute performance combine a la simulation numerique en mecanique des fluides rend aujourd’hui possible la simulation d’ecoulements instationnaires et turbulents induits par des obstacles mobiles a l’echelle d’un local de travail. Dans ce contexte, ce travail est dedie a l’elaboration d’un modele numerique base essentiellement sur le couplage d’une approche par simulation des grandes echelles pour la turbulence et d’une methode de penalisation de type frontiere immergee pour les obstacles mobiles. Ce modele numerique permettra alors l’etude et l’analyse quantitative de l’impact des perturbations aerauliques sur les dispositifs de confinement dynamique. Une premiere partie de ce travail consiste d’abord a effectuer des verifications et des validations des differentes modelisations couplees. Le modele numerique est ensuite utilise pour realiser des simulations numeriques instationnaires et turbulentes du passage d’un obstacle mobile devant une sorbonne de laboratoire en fonctionnement, dans un volume representatif d’un local de travail en laboratoire. Enfin, les resultats de ces simulations sont confrontes a des mesures d’efficacite de confinement, realisees sur une experience de laboratoire de taille reelle