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R&D > Express'air

Express'Air est un logiciel de simulation aérodynamique fondé sur la théorie unidimensionnelle des écoulements compressibles en régime transitoire dans un réseau " maillé ".

Ce logiciel, développé au sein du Groupe setec, permet d'analyser l'ensemble des problèmes aérauliques, aérothermiques et de pollution auxquels se trouve confronté l'ingénieur dans la conception, l'exploitation et la gestion des tunnels et des systèmes de ventilation.

Depuis sa création en 1990, Express'Air a connu de constantes évolutions afin de répondre aux besoins croissants générés par les projets de tunnels dont les principales problématiques concernent :

  • l'optimisation des ouvrages de génie civil ;
  • la maîtrise des émissions de polluants ;
  • la sécurité incendie.
Il détermine les niveaux de pression, les débits et les vitesses d'écoulements et prend également en compte les échanges thermiques (dégagement calorifique des véhicules, échanges convectifs air/ paroi, thermique liée au développement d'un incendie).

Express'Air permet le dimensionnement des systèmes de ventilation et de désenfumage. En exploitation normale, il permet notamment d'optimiser la régulation du système de ventilation afin de réaliser des économies d'énergie, et, en situation d'incendie, d'établir les scénarii de désenfumage et les stratégies d'évacuation.

Domaines d'application

Tunnels routiers
Modélisation des tunnels routiers à un ou deux sens de circulation, des bretelles d'accès et de la ventilation associée.

Le programme permet de simuler : Tunnels ferroviaires
Modélisation des tunnels occupés par les trains, les liaisons entre tunnels, les gares et les systèmes de ventilation et de décompression associés.

Le programme détermine le pistonnement, les dégagements calorifiques et les ondes de pression au passage du train. Ces données servent de base à un programme associé calculant les évolutions de température à l'échelle d'une année.


Système de ventilation
Modélisation des groupes de ventilation, des conduites et des singularités associées, des gaines de ventilation et des bouches d'alimentation et de reprise.

Equipements du tunnel Est de l'A86


Dans le cadre des APD des équipements du tunnel Est de l'A86 à l'Ouest, Express'Air a été utilisé pour établir les scénarii de désenfumage à mettre en œuvre en cas d'incendie dans le tunnel.

Tous les éléments constitutifs du tunnel ont été pris en compte par la modélisation, à savoir :
  • les deux espaces trafics, inférieur et supérieur,
  • les escaliers de transferts reliant les deux espaces trafics,
  • les échangeurs (A13, Rueil et Pont Colbert),
  • les réseaux aérauliques d'extraction (trappes, gaines en tunnel, circuits en UV, ventilateurs),
  • les 4 rideaux d'air au niveau de l'échangeur A13.


Modélisation du tunnel :



Exemples de sorties de résultats :
Le logiciel permet de visualiser les évolutions spatiales, temporelles et spatiotemporelles pour chacun des paramètres (vitesse, pression, température et concentration en polluants).

  • Evolution spatiale de la vitesse du courant d'air et de la pression totale dans le tube sinistré (Incendie au PM 1700, extraction au PM1750)




  • Evolution temporelle de la vitesse du courant d'air


  • Evolution spatiotemporelle de la vitesse du courant d'air et de l'opacité de l'air (Incendie au PM 1700, extraction au PM1750)




Echangeur de Rueil - A86 à l'Ouest - Réalisation d'une étude 3 D d'incendies


(en association avec ACRI)

En raison de l'incertitude sur la stratification des fumées en cas d'incendie dans l'échangeur de Rueil (géométrie complexe de l'échangeur, phénomènes aérodynamiques transitoires), une modélisation tridimensionnelle a été nécessaire. Les conditions aux limites du modèle ont été fournies par le logiciel Express'Air.
Les éléments fournis aux limites du modèle 3D sont les vitesses, les débits massiques et les pressions.

  • Maillage 3D de l'échangeur



  • Visualisation de résultats, évolution de la vitesse de l'air



Modélisation du tunnel ferroviaire du Perthus (Liaison LGV Perpignan-Figueras)


Reprendre visuels dans fichier Express'Air. Joint Modélisation du tunnel ferroviaire du Perthus (Liaison LGV Perpignan-Figueras) d'une longueur de 8,4 km et d'une section de 49 m2.


  • Pressions extérieure et intérieure voiture de tête
    TGV Duplex - 270 km/h - Section tube 52 M² - coefficient d'étanchéité 6s


  • Puissance motrice nécessaire pour rouler à une vitesse de X km/h dans le tunnel du Perthus (S=49m² et rampe de 1%) - Navette PL


  • Puissance aérodynamique en palier en fonction de la section, la pente et la vitesse du train