Études numériques des feux extrêmes

Les feux extrêmes sont des feux caractérisés par une forte puissance et une vitesse de propagation élevée qui rendent les moyens de lutte impuissants. Ces phénomènes entraînent une augmentation des dégâts et du nombre de décès civils et opérationnels, et perturbent les écosystèmes ainsi que nos sociétés. Il existe plusieurs types de feux extrêmes, dont les feux de forte puissance qui sont l’objet de cette thèse. Ce type de feux constitue un réel risque, étant donné l’augmentation de sa fréquence et son impact dans le monde entier. Par conséquent, l’évaluation des conditions de propagation qui peuvent déclencher un feu de forte puissance, s’avère très utile dans le but d’anticiper ces phénomènes. De plus, l’étude du comportement d’un feu de forte puissance (vitesse de propagation, intensité et impact) est susceptible de fournir des renseignements aux opérationnels en phase de lutte. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier la propagation des feux de forte puissance à l’aide des feux expérimentaux réalisés à l’échelle du terrain sur du maquis Corse « Genista salzmannii ». Ces expériences ont été menées lors des deux saisons (hiver et automne), dans deux régions différentes de l’Île (Nord-Ouest et Sud-Ouest de la Corse), selon un protocole expérimental et des techniques qui permettent d’évaluer la dynamique et l’impact de ces feux. À la suite des expériences, des études numériques ont été menées à l’aide des codes physiques complets FireStar2D et 3D, basés sur une approche multiphasique, afin de tester la pertinence de ces modèles de propagation dans la prédiction du comportement des feux expérimentaux de forte puissance. Les différents résultats numériques obtenus pour les trois configurations choisies, ont montré une bonne adéquation avec les résultats expérimentaux. Ceci montre que ces modèles peuvent être utilisés pour étudier d’autres configurations sans avoir forcément recours aux expériences. Les campagnes de feux réalisées étaient représentatives des feux de forte puissance, qui ont eu lieu malgré des conditions marginales de propagation dues à des vitesses de vent faibles, des teneurs en eau du combustible ainsi que des humidités relatives de l’air élevées. Ces expériences pourront également fournir des observations détaillées, utiles pour améliorer la modélisation. Ceci représente une avancée significative, étant donné la complexité et les difficultés de la mise en œuvre des expériences sur le terrain. La deuxième partie de la thèse a porté sur une étude numérique d’un « cas critique » d’un feu de forte puissance. Ce feu a été étudié suivant plusieurs approches : empiriques, physiques complètes et simplifiées. En particulier, FireStar2D et 3D et le modèle physique simplifié de Balbi ont été mis en œuvre. Plusieurs paramètres ont ainsi été évalués par les différentes approches, dont la vitesse de propagation, l’intensité du front de flammes, la géométrie du front et de la flamme (longueur et inclinaison). L’objet principal de cette étude, était non seulement d’évaluer le comportement mais surtout l’impact de ce feu de forte puissance sur deux cibles : un corps humain et un bâtiment de quatre étages. Cela a permis d’établir des corrélations qui lient les flux de chaleur totaux reçus par les cibles en fonction de leur position du front de feu. L’objectif était d’évaluer la distance de sécurité autour des interfaces forêt-habitat, en considérant la valeur maximale tolérable du flux de chaleur thermique, qui peut être reçu par la cible sans causer de dommages. . Les distances de sécurité évaluées à l'aide de cette méthodologie, pour un pompier et un bâtiment, sont inférieures à 50 mètres. Ceci confirme, pour cette configuration, l'efficacité de la valeur de la distance de sécurité autour des habitations, fixée par les experts opérationnels et supposée égale à un minimum de 50 m en France.