Mesures du champ de température par fibres optiques au sein d’un local expérimental industriel dédié à l’étude des phénomènes thermo-aérauliques

Afin de disposer de données de référence sur les phénomènes thermo-aérauliques dans les locaux abritant des matériels électriques thermosensibles, un local expérimental spécifique a été défini dans le laboratoire de ventilation-aéraulique ZEPHYR d’EDF-R&D. Il vise à être représentatif d’un local de centrales nucléaires abritant des armoires de contrôle-commande ou des tableaux électriques. Ce local à l’échelle 1 de dimensions 12 m × 4 m × 3 m fortement instrumenté (mesures de température, flux convectifs et radiatifs…), permet de réaliser des expériences dans des conditions maîtrisées, notamment pour valider à l’échelle intégrale, des modèles numériques 0D/1D ou 3D.

Cet article propose une description de ce nouveau moyen d’essai et de son instrumentation, notamment l’utilisation de la fibre optique pour la mesure de la température. Cette mesure se base sur la rétrodiffusion par effet Raman et permet, après traitement et recalage spatial des données, de mesurer les champs tridimensionnels de température :

- Dans les murs du local : 1 km de fibre a été installé, correspondant à 8000 points de mesure ponctuels avec un pas géométrique d’environ 12,6 cm. Ces mesures par fibres optiques sont comparées et validées à l’aide de mesures par sondes Pt100 emprisonnées dans les structures en béton du local et intégrant un mécanisme d’auto-étalonnage.

- Dans l’air : des lignes mobiles de fibre optique sont utilisées (700 m / 5000 points de mesures), avec une méthodologie de mesure de température de l’air spécifiquement développée afin de s’abstreindre des biais dû au rayonnement thermique.

Des premiers résultats de reconstruction des champs tridimensionnels de température dans les murs du local sont montrés et discutés. Différents affichages permettent de visualiser :

- Le suivi temporel de l’évolution des températures dans les murs ;

- La température moyenne ainsi que le profil 1D selon l’épaisseur pour chaque mur ;

- La température moyenne de chaque paroi ;

- Le profil de stratification pour chaque mur dans ce local.