Le sujet


                                       Etude du lit de braises


Les cheminées (fermées ou ouvertes) et les poêles fonctionnent en tirage naturel (par différence de densité entre les fumées dans le conduit et l'air froid extérieur).

L'action sur la perte de charge singulière de l'entré d'air primaire ne règle donc pas directement la puissance (qui résulte d'une interaction complexe entre le tirage déterminé par la température des fumées, le débit d'air et les cinétiques des réactions d'oxydation influencées par les transferts thermiques).

L'un des problèmes rencontré dans la conception des poêles tient à l'évolution de la puissance instantanée du feu.

Dans le cadre du BEI nous allons étudier la possibilité de décrire le fonctionnement d'un lit de braises, c'est à dire le fonctionnement du poêle après la phase de combustion vive (matières volatiles et CO brûlant en phase gaz), correspondant au feu couvant que l'utilisateur obtient en "fermant le tirage" (i.e. en réduisant au minimum l'ouverture de l'entrée d'air primaire) avec une approche, dans le code Neptune, utilisant une hypothèse de mobilité du solide sous la seule action de la réduction de la taille des particules (masse volumique du charbon de bois et porosité macroscopique du lit fixes).

Nous avons les dimensions du foyer et du tas de combustible considéré. Le résultat attendu est la réduction de ce tas en prenant en compte les effets différentiels de cinétique (pression partielle d'oxygène et température) pouvant conduire à des inhomogénéités de puissance volumique et donc de vitesse de contraction.

L'expérience démontre que la température de l'appareil et sa puissance décroissent très progressivement, permettant de maintenir une réaction ralentie pendant plusieurs heures (l'objectif des concepteurs étant que l'utilisateur n'ait pas à rallumer après 8h de fonctionnement minimal : nuit ou journée de travail).

L'objectif du BEI est de démontrer que la vitesse de la phase dense peut être imposée à partir d'une réduction de volume obtenue par une cinétique de réaction. Mais c'est aussi et avant tout une démonstration de faisabilité d'une telle simulation sous Neptune étant donné le délai imposé.


BEI : Bureau d'Etude Industriel : Modélistation d'un four à bois (sujet 18)
Benoit Biton et Nicolas Gistau