Les jets enflammés

Un jet enflammé (Jet Fire ou feu torche) résulte d’une fuite d’hydrocarbure sous pression produisant une flamme en forme de dard avec une vitesse significative. Il peut se produire à partir d’une source dont la pression est supérieure à 1 bar effectif. L’écoulement est alors en régime critique, atteignant la vitesse du son dans l’orifice.

Le jet enflammé peut s’établir sous différents régimes d’écoulement dépendant de la vitesse du jet:

• régime laminaire,
• régime transitoire
• régime pleinement turbulent
  

Jet laminaire

Le régime laminaire s'établi pour de faibles vitesses de jet. La flamme prend l’aspect d’un fuseau dont le contour est bien défini et dont la hauteur augmente avec la vitesse de jet. Cette hauteur augmente approximativement comme la racine carrée du débit volumétrique de combustible.

Régime transitoire

A partir d’une certaine vitesse correspondant à la hauteur maximale de flamme, l’extrémité de la flamme a tendance à vaciller.  Ce phénomène s’accentue au fur
et à mesure que la vitesse du jet augmente jusqu’à avoir deux régions de flamme:

• un jet laminaire en bas
• un jet turbulent en haut

Ce comportement caractérise le régime transitoire.
La turbulence apparaît tout d’abord à l’extrémité de la flamme puis, s’étend vers l’injection de gaz au fur et à mesure que la vitesse de jet augmente, sans jamais l’atteindre.

Jet turbulent

Parallèlement à l'augmentation de la turbulence, la hauteur totale de la flamme diminue. En régime pleinement turbulent, la hauteur de la flamme devient constante.

Evaluation des conséquences

Les jets enflammés, par leur puissance thermique, peuvent entraîner sur des cibles touchées directement ou non par les flammes des effets thermiques dévastateurs. Deux modes de transfert de chaleur interviennent:

• par rayonnement de la flamme
• par convection forcée due à la vitesse de jet si la cible est prise à l’intérieur de la flamme.

Le transfert radiatif se modélise de la même manière que pour les feux de nappe.
Si la convection forcée est négligeable pour les feux de nappe en raison d’une vitesse de gaz combustible faible, dans le cas d’un jet enflammé, ce transfert de chaleur devient prépondérant.
C’est en partie pour cette raison qu’un jet enflammé peut être dans certains cas plus dévastateur qu’un feu de nappe.