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GOLIAT | Groupement d'Outils pour la Lutte Incendie et l'Aménagement du Territoire
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Articles

 

2022 -  Article paru dans Fire safety Journal 

2021 ter -  Article paru dans Fire safety Journal 

2021 bis -  Article paru dans Fire safety Journal 

2021 -  Article paru dans Fire safety Journal 

2020 - Article paru dans Fire safety Journal 

2020 - Rapport European Science & technology Advisory Group


2022 - Article paru dans Fire Safety Journal

Cet article rend compte d'un feu expérimental de haute intensité réalisé lors d'une expérience grandeur nature sur un terrain en forte pente (28°) dans le cadre d'une campagne hivernale de brûlages dirigés gérée par le service local des sapeurs-pompiers dans la région nord-ouest de la Corse. La vitesse de propagation (ROS) du feu, mesurée à l'aide de caméras thermiques et visibles, a été évaluée à 0,45 m/s. L'expérience a été reproduite numériquement à l'aide d'un modèle 2D entièrement physique, à savoir FireStar2D, et la comparaison avec les mesures expérimentales a principalement porté sur le ROS et les flux de chaleur reçus par trois cibles distantes placées en bout de parcelle. L'analyse des résultats montre que le feu considéré a un régime de propagation dirigé par le vent avec une intensité de feu supérieure à 7MW/m. Les résultats numériques sont en assez bon accord avec les mesures expérimentales, à 11% près pour le ROS et 5% pour les flux de chaleur, validant par conséquent la pertinence de l'approche numérique pour lutter contre ces feux de forêt de haute intensité. Malgré les conditions de vent et d'humidité défavorables à la propagation du feu (U=1.67m/s et HR=82%), cette expérience confirme qu'un tel feu peut présenter un comportement dangereux en raison de la forte pente du terrain.

 


2021 ter - Article paru dans International Journal of Wildland Fire

Le modèle de Balbi est un modèle physique simplifié de propagation de feux de surface dont le but est de fournir des simulations rapides et précises qui peuvent être utilisées dans des conditions opérationnelles. Ce modèle décrit la vitesse de propagation d’un feu de surface en prenant en compte les phénomènes d’échanges radiatif et convectif et donne également les principales caractéristiques physiques du front de flamme (hauteur/longueur de flamme, profondeur du front, angle d’inclinaison de la flamme, température etc.). Dans ce travail, le modèle original de Balbi, développé pour les conditions de laboratoire, est amélioré en considérant les spécificités d’un feu de plein air, tels que les combustibles complexes avec un mélange de vivants et de morts, une plus grande échelle et un environnement ouvert. Le modèle est calibré sur un petit nombre d’expériences (n = 25) de feu de maquis réalisées en Turquie. Une étude de sensibilité sur la sortie du modèle est présentée et sa capacité prédictive face à un plus grand nombre de feux expérimentaux de maquis de différentes régions du monde (Europe, Australie, Nouvelle Zélande et Afrique du Sud) est testée. Une comparaison avec des anciennes versions du modèle de Balbi et un modèle empirique (Anderson et al., 2015) est également menée avec des résultats encourageants. Le modèle amélioré reste à base physique, plus rapide que le temps réel et pleinement prédictif.

 


2021 bis -  Article paru dans Fire safety Journal

L'efficacité d'une coupure de combustible, créée dans une prairie homogène sur un terrain plat, a été étudiée numériquement. L'analyse repose sur des simulations numériques 3D qui ont été réalisées à l'aide d'un modèle physique détaillé (FIRESTAR3D) basé sur une formulation multiphasique. Pour éviter les effets de bord, les calculs ont été effectués en imposant des conditions aux limites périodiques le long des deux côtés latéraux du domaine de calcul, reproduisant ainsi un front de feu quasi infiniment long. Au total, 72 simulations ont été effectuées pour différentes vitesses de vent, hauteurs de combustible et largeurs de coupures de combustible, ce qui a permis de couvrir un large spectre de comportement du feu, allant des feux dominés par le panache aux feux pilotés par le vent. Les résultats ont été classés en trois grandes catégories : 1- « Propagation » si le feu a traversé la coupure avec un front de feu continu, 2- « Dépassement » et « Marginal » si le feu traverse marginalement la coupure avec formation de poches enflammées, et 3- « Pas de propagation » si le feu ne traverse pas du tout la coupure de combustible. Le rapport entre la largeur de coupure de combustible et la hauteur de la végétation, marquant la transition « Propagation »/« Pas de propagation », s'est avéré être mis à l'échelle avec le nombre de convection de Byram Nc comme 75,07 × Nc0,46. Les résultats numériques ont également été comparés à un outil d'ingénierie opérationnelle des feux de forêt (DIMZAL) dédié au dimensionnement des coupures de combustible.


2021 -  Article paru dans Fire safety Journal 

La sécurité lors des brûlages dirigés est assurée en conduisant ces opérations pour des conditions de propagation du feu dites marginales. Ce type de feux peut se propager ou s'arrêter en fonction d’un léger changement des conditions de propagation. Cette propagation est particulièrement sensible aux variations de la vitesse du vent, de la charge surfacique et de la teneur en eau du combustible.

Dans ce contexte, des simulations numériques, reproduisant des feux de prairies, ont été réalisées pour des conditions de propagation marginales, afin de relier le seuil d’extinction de la teneur en eau du combustible déterminant la réussite de la propagation, à la vitesse du vent et à la charge surfacique du combustible. Les simulations ont été réalisées à l'aide de FireStar2D, un code physique complet 2D, basé sur une modélisation multiphasique. La vitesse du vent considérée à 10 m d’altitude a été considérée comme variant entre 0 et 10 m/s et la charge surfacique entre 0,1 kg/m2 et 0,7 kg/ m2. Les effets de la vitesse du vent et de la teneur en eau du combustible sur le comportement du feu et sur les paramètres de la flamme sont discutés dans cet article. 

Les résultats montrent que le seuil d’extinction de la teneur en eau augmente avec la charge surfacique jusqu’à une certaine valeur critique au-delà de laquelle ce seuil d’extinction devient moins dépendant de la charge. Une tendance similaire est également observée pour la variation du seuil d’extinction en fonction de la vitesse du vent. Enfin, une formule empirique est proposée pour relier le seuil d’extinction de la teneur en eau à la vitesse du vent et à la charge surfacique de manière implicite par l’intermédiaire du nombre convectif de Byram. 


2020 - Article paru dans Fire safety Journal 

La lutte contre les incendies de forêt commence très en amont des départs de feux par une politique volontariste de prévention du risque. Une des méthodes la plus utilisée est la réduction de la charge du combustible en utilisant la technique des feux contrôlés appelés aussi feux dirigés. Ces feux sont souvent menés en forêt et doivent être à faible intensité pour ne pas causer des dégâts importants sur les arbres et sur le sol. Ainsi, ils sont la plupart du temps conduits sous des conditions de propagation marginales. Une légère modification de ces conditions peut provoquer leur extinction. En effet, la probabilité de succès de ce type de feux dépend de plusieurs facteurs naturels (température ambiante, humidité relative, vitesse de vent…) et également des propriétés physico-chimiques du couvert végétal (teneur en eau, forme, taille, densité, chaleur spécifique de combustion…). 

Une étude a été réalisée pour identifier les principales propriétés du combustible permettant une propagation du feu dans des conditions particulières, ainsi que l’influence de certaines propriétés du combustible (densité, charge, …), et des conditions météorologiques (vitesse de vent, température ambiante, …) sur le comportement des feux marginaux. La valeur seuil de la teneur en eau provoquant une extinction sera plus particulièrement investiguée.

Les résultats de cette étude qui s'inscrit dans le projet GOLIAT sont encourageants et peuvent intéresser les opérationnels qui travaillent dans les domaines de l'aménagement du territoire et de la lutte contre les incendies, vu l’importance des applications des feux marginaux dans ces deux domaines. Ils ont été publiés  dans le journal Fire Safety Journal sous le titre "Fuel moisture content threshold leading to fire extinction under marginal conditions" et l'article est accessible via le lien https:/ /doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103226

 

 

Mots clés : feux marginaux, simulation numérique, extinction des feux, modélisation des feux, combustion, teneur en eau d’extinction, dynamique des feux, feux dirigés.


2020 - Rapport European Science & technology Advisory Group

Un des objectifs du projet GOLIAT est de fournir un outil d’aide à la décision aux opérationnels en phase de lutte. Avant, d’aborder la phase de conception du cahier des charges de l’outil opérationnel un travail préliminaire a été effectué.

Dans le but d’avoir une idée plus précise du problème lié au nouveau contexte mondial du risque incendie et plus particulièrement celui touchant la Corse, des chercheurs du projet GOLIAT ont étudié comment le changement climatique et certains comportements humains pouvaient jouer un rôle dans cet accroissement du risque. Ils ont aussi étudié des exemples de bonnes pratiques actuelles et même formulé une liste de recommandations.

Cette étude s’est insérée dans un travail mené sous la coordination de notre collègue Jean-Louis Rossi à la demande  du groupe d’experts « European Science & Technology Advisory Group » (E-STAG) qui a impliqué 12 experts internationaux (Allemagne, Croatie, Italie, Etats-Unis, France et Slovaquie) dont 3 membres du projet « GOLIAT », que sont François Joseph Chatelon, Thierry Marcelli et Dominique Morvan et une doctorante de l’Université de Corse en la personne de Carmen Awad.

Le premier août 2020, l’UNDRR a publié un rapport rédigé par ce groupe de travail et intitulé « Evolving Risk of Wildfires in Europe ». Rapport disponible en ligne sur le site : https://www.undrr.org/publication/evolving-risk-wildfires-europe-thematic-paper-european-science-technology-advisory

 

Ce rapport thématique va également être largement diffusé par le « United Nations Office for Disaster Risk Reduction - Regional Office for Europe » aux autorités locales et nationales en Europe mais aussi aux instances comme la Commission Européenne ou l’OCDE.

Afin d’introduire ce travail l’UNDRR a publié une interview thématique sous le titre « Dry winter and COVID-19 spell dangerous fire season in Europe » du coordinateur dans son journal mensuel d’août : https://www.preventionweb.net/experts/oped/view/72971.

Page mise à jour le 16/06/2022 par HUGO GROSSI