TROIS GROUPES D'EXPERIENCES DE PROPAGATION CONDUITES AU LABORATOIRE SUR DES DISPOSITIFS D'ECHELLES DIFFERENTES DANS DES LITIERES D'AIGUILLES DE PIN D'ALEP (PINUS HALEPENSIS) ET DE PIN MARITIME (PINUS PINASTER), DE CHARGES VARIABLES, ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE DEUX SITUATIONS EXPERIMENTALES CONTRASTEES SELON L'INCLINAISON DU SUPPORT DE COMBUSTION. LES FEUX DESCENDANTS OU A PLAT, ISSUS D'UN ALLUMAGE EN LIGNE, PRESENTENT UNE PROPAGATION STATIONNAIRE ET UNIDIMENSIONNELLE ET L'AVANCEMENT DU FRONT DE FEU N'EST PAS INFLUENCE DES LORS QUE LA LONGUEUR INITIALE DU FRONT EXCEDE UNE VALEUR DE L'ORDRE DU METRE. EN REVANCHE, QUELLE QUE SOIT L'ECHELLE DU DISPOSITIF, LES FEUX ASCENDANTS PRESENTENT SYSTEMATIQUEMENT UN FRONT DE FEU QUI, ISSU D'UN ALLUMAGE EN LIGNE, SE DEFORME AU COURS DE LA DUREE D'OBSERVATION POUR CONDUIRE A UN CONTOUR EN FORME DE POINTE. DANS CE CAS, SELON L'ECHELLE DU DISPOSITIF, IL N'EST PAS TOUJOURS POSSIBLE D'ATTEINDRE UN REGIME DE PROPAGATION STATIONNAIRE ET UNIDIMENSIONNEL ET DE TROUVER UNE LIMITE A L'ACCROISSEMENT DE LA VITESSE AVEC LA LONGUEUR INITIALE DU FRONT DE FEU. LE SEUIL SEPARANT CES DEUX TYPES DE SITUATIONS EST PEU DEPENDANT DES AUTRES MODALITES ETUDIEES ET SE SITUE AUTOUR DE +10 DE PENTE. UNE ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE DES MODELES DE PROPAGATION EXISTANTS PERMET D'EN DEGAGER LES HYPOTHESES, EN TERMES DE MECANISMES ET DE DIMENSIONS, ET DE MESURER LES DIFFICULTES ATTENDUES POUR LA REALISATION DE LEUR TEST. CES MODELES SONT TOUS FONDES SUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE CONSERVATION DE L'ENERGIE DU MATERIAU SOLIDE APPLIQUEE AU DOMAINE DE PRECHAUFFAGE, SITUE EN AVANT DU FRONT DE FEU, ET SE DONNENT LES PARAMETRES DECRIVANT LA ZONE DE COMBUSTION ET LA FLAMME, SOURCES DE CHALEUR. LES FAITS EXPERIMENTAUX OBSERVES EN PENTE ASCENDANTE S'OPPOSENT AUX HYPOTHESES DE DIMENSION COMMUNES A TOUS CES MODELES. L'ANALYSE CONDUIT A SELECTIONNER DEUX VERSIONS D'UN MODELE SEMI-EMPIRIQUE DE PROPAGATION (MODELE DE ROTHERMEL, 1972) ET DEUX VERSIONS D'UN MODELE PHYSIQUE R ADIATIF (MODELE D'ALBINI, 1986) DONT LES PREDICTIONS SONT CONFRONTEES AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX RECUEILLIS AU LABORATOIRE. DE LEUR ANALYSE A PRIORI ET DE CETTE CONFRONTATION, IL RESSORT D'UNE PART QUE LES MODELES SEMI-EMPIRIQUES POSSEDENT UN CONTENU PHYSIQUE TRES INSUFFISANT POUR QU'ON PUISSE ETENDRE LEURS PREDICTIONS AU-DELA DU STRICT DOMAINE DE VALIDITE DES EXPERIENCES QUI ONT PERMIS LEUR ELABORATION, D'AUTRE PART QUE LE CONTENU PHYSIQUE DES MODELES RADIATIFS NE SUFFIT PAS A RENDRE COMPTE DE CERTAINS EFFETS DES FACTEURS DE PROPAGATION. AFIN DE LES AMELIORER, IL EST PROPOSE D'INTRODUIRE DANS LES MODELES PHYSIQUES RADIATIFS CERTAINS PROCESSUS SE DEROULANT DANS LA PHASE GAZEUSE. IL S'AGIT DE PRENDRE EN COMPTE DES ASPECTS JUGES ESSENTIELS POUR MIEUX COMPRENDRE LES EFFETS DES FACTEURS DE PROPAGATION, ASPECTS QUI SE MANIFESTENT NOTAMMENT PAR L'OBSERVATION DES VENTS INDUITS PAR LE FEU. LES DIFFICULTES DE L'INTEGRATION DE CES PROCESSUS SONT ILLUSTREES A TRAVERS LA PRESENTATION D'UNE DEMARCHE MECANISTE DONT LES POSSIBILITES, MAIS AUSSI LES LIMITES ACTUELLES, SONT MISES EN EVIDENCE. UN MODELE PHYSIQUE ET CINETIQUE, RADIATIF ET CONVECTIF, EST ALORS ELABORE. SA FORMULATION S'APPUIE SUR LA DEMARCHE MECANISTE. CE MODELE RESULTE DU COUPLAGE D'UN MODELE RADIATIF ET CONVECTIF QUI DECRIT LES PROCESSUS SE DEROULANT DANS LE DOMAINE DE PRECHAUFFAGE A L'AIDE DES EQUATIONS DE CONSERVATION DE L'ENERGIE DE LA PHASE SOLIDE ET DE LA PHASE GAZEUSE, ET D'UN MODELE D'ECOULEMENT INDUIT QUI DECRIT LES PROCESSUS SE DEROULANT DANS LA ZONE DE COMBUSTION A L'AIDE DES EQUATIONS DE CONSERVATION DE LA MASSE ET DE LA QUANTITE DE MOUVEMENT DE LA PHASE GAZEUSE. LES POSSIBILITES DE PREDICTIONS OFFERTES PAR LE MODELE SONT EXAMINEES AU REGARD DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. CECI MONTRE A LA FOIS LES AMELIORATIONS PORTEES NOTAMMENT PAR COMPARAISON AUX PREDICTIONS DES MODELES RADIATIFS ET SOULEVE LE PROBLEME DU FRONT DE FEU, CONSIDERE COMME UNE BARRIERE AUX ECOULEMENTS. LA NECESSITE DE CONFERER, DANS UNE ETAPE ULTERIEURE, UNE PART EMPIRIQUE AU MODELE OBTENU CONDUIT A ENVISAGER LA REALISATION DE NOUVELLES EXPERIENCES MIEUX INSTRUMENTEES ET MET EN EVIDENCE LA CONTRIBUTION DE LA DEMARCHE MECANISTE QU'ON PEUT ATTENDRE A CET EGARD.

LE BUT DE L'EQUIPE FEUX DE FORET DE L'UNIVERSITE DE CORSE EST DE PROPOSER UN SIMULATEUR DE FEUX QUI PUISSE SERVIR D'OUTIL D'AIDE A LA DECISION POUR LA LUTTE CONTRE LES INCENDIES. POUR CE FAIRE, NOUS AVONS DEFINI UN MODELE SIMPLE, QUALIFIE DE SEMI-PHYSIQUE CAR IL TRAITE LE PROBLEME DE LA PROPAGATION DES FEUX SOUS UN ANGLE PLUS PHYSIQUE QUE LES MODELE SEMI-EMPIRIQUES MAIS SES PARAMETRES SONT IDENTIFIES DE MANIERE DYNAMIQUE. CE MODELE A PERMIS DE PREDIRE LE DEVELOPPEMENT DE FEUX DE LITIERES D'AIGUILLES DE PIN EN LABORATOIRE, A LA FOIS POUR DES PENTES FORTES ET DES VENTS FAIBLES. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS CHERCHE A LE FAIRE EVOLUER POUR QU'IL REPRESENTE LA PROPAGATION DE FEUX SOUMIS A DES VENTS FORTS. AFIN DE METTRE EN PLACE UNE METHODE GENERALE D'AMELIORATION DU MODELE, NOUS NOUS SOMMES INSPIRES DU MODELE MULTIPHASIQUE DE L'IUSTI DE MARSEILLE CAR IL EXPRIME DE MANIERE DETAILLEE L'ENSEMBLE DES PHENOMENES PHYSIQUES JOUANT DANS LA PROPAGATION. NOTRE DEMARCHE A CONSISTE A REDUIRE LE MODELE MULTIPHASIQUE AFIN DE LUI DONNER UNE EXPRESSION PROCHE DE CELLE DE NOTRE MODELE SEMI-PHYSIQUE, CETTE EXPRESSION DEVANT NOUS PERMETTRE, PAR COMPARAISON, D'AMELIORER LA FORMULATION DE NOTRE MODELE EN INCLUANT DES PHENOMENES PHYSIQUES NEGLIGES JUSQU'ALORS. LA METHODE A ENSUITE ETE APPLIQUEE A LA PRISE EN COMPTE DES EFFETS DE VENT, CE QUI NOUS A CONDUIT A AJOUTER UN TERME DE CONVENTION DANS L'EQUATION D'ENERGIE DU MODELE ET A DEFINIR UN ECOULEMENT SIMPLIFIE PAR L'AJOUT DE DEUX EQUATIONS SUPPLEMENTAIRES. LES RESULTATS OBTENUS AVEC CE NOUVEAU MODELE SONT ENCOURAGEANTS CAR ILS PERMETTENT UNE AMELIORATION NOTABLE DE LA PREDICTION DES VITESSES DE PROPAGATION DU FEU, AINSI QUE LA PRISE EN COMPTE D'EFFETS NEGLIGES JUSQU'A PRESENT, COMME L'ASPIRATION DES GAZ FRAIS PAR LA ZONE DE COMBUSTION. ENFIN, UN APPORT IMPORTANT DE CE TRAVAIL RESIDE DANS LE FAIT QUE LA METHODE D'AMELIORATION DE MODELE PROPOSEE POURRA AUSSI S'APPLIQUER A D'AUTRES MODELES DEVOLUS AUX SIMULATEURS DE FEUX DE FORET.

Environmental Information Systems in Industry and Public Administration provides an overview of worldwide research and development on Environmental Information Systems (ENVIS). This book is the only topical documentation of the highly innovative approach of information systems for environmental protection. Issues are covered from the global and multinational level to industrial solutions for enterprises.

Physical modelling of forest fire behaviour started about 10 years ago, with models solving Navier-Stokes equations, mass and energy balance for both the lower atmosphere and the fuel. The fuel is defined as a porous media, described through its physical characteristics and spatial structure. This work determines the spatial scale relevant for fuel description. It also entails to understand the effects of fuel heterogeneity on fire behaviour, as well as on radiative and convective transfers and the incident wind. These outputs improve the understanding of the effects of fuel structure on fuel-breaks, in order to improve their design. The fire behaviour model used and improved during this phd work is FIRETEC, developed at the Los Alamos National Laboratory (New Mexico, USA).

CE TRAVAIL PORTE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE DES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES INSTATIONNAIRES, CARACTERISTIQUES DES FEUX DE VEGETATION. LE BUT EST DE MIEUX COMPRENDRE LES DIFFERENTS MECANISMES RESPONSABLES DE LA PROPAGATION. LE MODELE BIDIMENSIONNEL MULTIPHASIQUE PROPOSE TIENT COMPTE DES PRINCIPAUX PHENOMENES QUI REGISSENT L'ECLOSION ET LA PROPAGATION DU FEU. IL CONTIENT DES SOUS MODELES DE TURBULENCE (RNG ) ET DE COMBUSTION TURBULENTE (MODELE EDDY DISSIPATION CONCEPT). LA METHODE DES ORDONNEES DISCRETES, ETENDUE AUX MILIEUX MULTIPHASIQUES EST UTILISEE POUR LE RAYONNEMENT. LE GAZ CONSIDERE EST NON TRANSPARENT, ET SES PROPRIETES TIENNENT COMPTE DE LA FORMATION DES SUIES. LE SOUS MODELE DE DEGRADATION THERMIQUE COMPRENDS LA DESHYDRATATION, LA PYROLYSE ET LA COMBUSTION DES RESIDUS CHARBONNEUX DU COMBUSTIBLE HETEROGENE. NOUS AVONS MIS EN UVRE UNE METHODE NUMERIQUE DE TYPE VOLUMES FINIS QUI UTILISE UN ALGORITHME DIRECT DERIVE DE LA METHODE DES PROJECTIONS DE CHORIN. NOUS POUVONS AINSI PREDIRE LE DEVELOPPEMENT DU FEU DE LA PHASE D'INITIATION A LA PHASE DE PROPAGATION QUASI-STATIONNAIRE, ET LA COMPARAISON AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST ENCOURAGEANTE. LE MODELE DEVELOPPE EST ENSUITE APPLIQUE A LA DESCRIPTION DU COMPORTEMENT D'UN FEU SE PROPAGEANT A TRAVERS UNE VEGETATION COMPORTANT DES DISCONTINUITES HORIZONTALES DANS LA DISTRIBUTION DU COMBUSTIBLE (COUPURES ANTI-FEU), ET UNE ETUDE PARAMETRIQUE EST MENEE DE MANIERE A DETERMINER LES PARAMETRES SENSIBLES DU MODELE. ON OBSERVE FINALEMENT LE ROLE DETERMINANT JOUE PAR LE RAYONNEMENT DANS L'EVALUATION DE L'EFFICACITE D'UNE COUPURE POUR DES CONDITIONS DE PENTE ET DE VENT VARIEES.

La prédiction de la propagation des feux de forêts consiste à trouver l'évolution du front du feu. Cette thèse reprend le modèle monodimensionnel de propagation du feu sous forme d'ellipses de Richards afin de trouver l'expression intrinsèque de la vitesse de ce front. Une formulation équivalente variationnelle de ce modèle en utilisant les principes de l'optique géométrique est aussi dérivée. Un modèle tridimensionnel de la propagation du feu grâce a une homogénéisation par prise de moyennes et à l'utilisation de la thermodynamique des processus irréversibles est alors obtenu. Une simplification de ce modèle, suivie d'une réduction bidimensionnelle sur la surface gauche du sol, nous conduisent alors a un modèle bidimensionnelle, qui tient compte des principaux paramètres de la propagation des feux de forêts. Celui-ci permet d'obtenir des formes de corrélations utilisées par le modèle des ellipses. Le caractère non local de l'intervention du flux radiatif en provenance de la zone en feu qui se trouve au-dessus de la végétation est alors introduit. Des simulations numériques, de ce modèle bidimensionnel de propagation du feu avec terme de rayonnement non local, ont enfin été réalisées.

Chaque année brûle dans le monde une surface de forêts et de végétation naturelle équivalente à celle de l’Europe. Le climat, les activités humaines et la végétation sont les trois grands facteurs qui contrôlent les feux et en modifient parfois le comportement, voire la dangerosité. Aussi le danger s’accroît-il dans certains « points chauds » du globe où se concentrent la plupart des incendies, notamment avec le développement de méga-feux. Cependant, l’histoire millénaire des incendies dans le monde nous apprend que le feu constitue un processus naturel indispensable au maintien de beaucoup d’écosystèmes et d’espèces. Dans de nombreux pays, c’est aussi un allié pour cultiver la terre. Les effets des feux peuvent donc être dramatiques, mais aussi bénéfiques. Peu d’ouvrages existent sur les incendies à l’échelle globale. S’adressant aux décideurs autant qu’à un plus large public, ce livre illustré de nombreux exemples est une synthèse des connaissances actuelles sur l’écologie du feu et sa géographie. Il suggère qu’il est possible de cohabiter durablement avec le feu à condition de s’adapter et de gérer intelligemment les paysages, afin de diminuer le risque incendie tout en préservant la biodiversité.