Une thèse en feu ? C'est bien la thématique de la thèse de Li Ma, ingénieur chercheur à la R&D d'EDF. Etudier la problématique des feux dans les centrales et garantir un très haut niveau de sûreté, c'est tout l'enjeu de cette thèse !
Début 2023, Li Ma a reçu le prix de la meilleure thèse Europe-Afrique dans le cadre de l'évènement de l'IAFSS-2023. Il est récompensé pour sa thèse « Simulation des grandes échelles pour les flammes de diffusion purement pilotées par la force de flottabilité ». Li Ma a accepté de répondre à nos questions.
Li Ma a aussi reçu le prix Caseau pour cette même thèse !
Qu’est-ce que l'IAFSS-2023 et le prix de thèse Europe-Afrique ?
Le prix de thèse de l'IAFSS (The International Association for Fire Safety Science) récompense la meilleure thèse dans tous les domaines liés à la science et à l'ingénierie de la sûreté incendie. Tous les trois ans, il est décerné à trois lauréats respectivement dans les trois régions de l'IAFSS, Europe-Afrique, Amériques, ainsi que Asie-Océanie.
« Je devrai présenter ma thèse lors du « 14th International Symposium on Fire Safety Science » qui aura lieu du 22 au 27 octobre 2023, à Tsukuba, au Japon. D'après la liste de tous les lauréats historiques depuis 2005, ce doit être la première fois qu’un établissement français reçoit ce prix. », Li Ma, ingénieur chercheur à la R&D d'EDF.
Qu’est-ce qui t’as donné envie de faire une thèse ?
Avant de faire la thèse, j'ai eu une opportunité de faire un stage à la R&D d'EDF. Grâce à ce stage, j'ai découvert le monde de la recherche qui m'a beaucoup intéressé. La science et la technologie sont particulièrement importantes pour notre société et notre avenir. J'ai donc décidé de poursuivre un doctorat.
Peux-tu expliquer en 10 lignes le sujet de ta thèse ?
L’incendie est le premier risque d’agression interne dans les centrales nucléaires. La maîtrise de ces risques d'incendie et la démonstration de l'efficacité des dispositions prises sont par conséquent un très fort enjeu pour EDF dans le but de protéger les personnes, le matériel et de répondre aux exigences de sûreté. A cette fin, nos collègues ont mené une multitude d'études expérimentales sur les installations dédiées. Mais le coût est cher. L’approche numérique nous offre une nouvelle possibilité.
Ma thèse porte sur le développement d'un simulateur numérique basé sur les simulations à grandes échelles en vue de simuler des panaches de feu bien-ventilés et sous-ventilés et entièrement contrôlés par les forces de flottabilité, qui sont les configurations représentatives d’un incendie dans une centrale nucléaire. Le simulateur s'est avéré capable de reproduire avec une grande fidélité les résultats expérimentaux.
En quoi est-ce un sujet difficile ?
| La science du feu est au croisement de plusieurs disciplines. Ma thèse étudie le phénomène du feu instationnaire. Phénomène particulièrement complexe, car il y a beaucoup de processus physiques couplés, tels que la combustion, la mécanique des fluides, la turbulence, le rayonnement thermique. Ces processus prennent place à des échelles très différentes, et interagissent entre eux, ce qui engendre des défis pour la modélisation physique et la simulation numérique. |
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Un gros mot scientifique ?
« Modélisation LES d'un incendie : Traduction mathématique détaillée du phénomène physique du feu pour comprendre le comportement d’un incendie, », Li Ma, ingénieur chercheur à la R&D d'EDF
Quel est le contexte de cette thèse ?
EDF a intérêt de garantir un haut niveau de sûreté sans recourir à des moyens surdimensionnés ou inadaptés.
Actuellement, la R&D d'EDF et Direction Technique utilisent le logiciel « MAGIC » comme l'outil de référence pour étudier la problématique des feux dans les centrales. Ce code est basé sur des hypothèses très simplifiées, ce qui permet d'avoir rapidement des résultats pour les besoins de l'ingénierie.
Néanmoins, la modélisation physique des feux reste grossière. Dans ce contexte-là, la thèse vient développer un code de simulation des feux avec haute-fidélité qui permet de raffiner la modélisation physique des feux, et d'améliorer les connaissances sur un incendie. Cette thèse a produit de solides données numériques qui seront essentielles pour la validation d'autres modèles à l'avenir. Ces résultats peuvent également bénéficier aux études expérimentales menées à la R&D d'EDF
Une publication scientifique ?
| Je vais retenir cette publication car ce papier investigue la physique fondamentale des flammes purement pilotées par la force de flottabilité : L. Ma, F. Nmira, J.L. Consalvi, Exploring subgrid-scale variance models in LES of lab-scale methane fire plumes, Combustion Theory and Modelling, 2020, pp. 1-29. |
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"J'aime bien les maths, la physique et la mécanique, donc cette thèse correspond bien à ma spécialité. En plus, une thèse cifre offre une passerelle entre le monde académique et industriel, ce qui est un avantage important quand je cherchais le sujet de thèse.", Li Ma, ingénieur chercheur à la R&D d'EDF.
Quelle suite pour cette thèse ?
L'équipe expérimentale d'incendie pourra bénéficier de ces résultats numériques pour mieux concevoir les bancs d'essais sur IGNIS (Installation Grandeur Nature Incendie Sûreté). Puisque ma thèse traite les panaches de feu émettant peu de suies, il y a une thèse en cours consacrée à la modélisation des suies dans le feu turbulent. Ensuite, vu que le modèle de combustion dans ma thèse est coûteux en temps malgré sa précision, nous essayons de réduire le modèle de combustion avec l'approche intelligence artificielle à terme.
Connaissez-vous la plateforme IGNIS à EDF Lab Chatou ?
En octobre dernier, sur le site de Chatou, a été installé la plateforme IGNIS : Installation Grandeur Nature Incendie Sûreté. C’est une installation expérimentale qui permet de réaliser des incendies réels dans des locaux représentatifs de centrales nucléaires.