La simulation comme outil de prévision incendie Jean Baptiste Filippi - Jacques Henri Balbi UMR SPE - Université de Corse.

La simulation comme outil de prévision incendie Présentation du modèle physique Codes et méthodes numériques associées Recherches en cours Simulations

Modèle physique Rayonnement Convection Vent faible Flamme droite Vent fort , Flamme penchée

Différentes approches Développer un simulateur de feu deux pistes - modèles complexes qui tentent de tout décrire. inconvénient : impossible de fonctionner à l’échelle du terrain et temps de simulation très longs avantage : description fine du comportement du feu - modèles approchés où seuls les mécanismes majeurs de la propagation sont décrits. inconvénient : moins précis que les modèles complexes avantage : on peut le mettre en oeuvre

Une seule phase équivalente Modèles approchés Une seule phase équivalente Bilan d’énergie Bilan de masse Vitesse verticale (quantité de mouvement) Equation d’état des gaz Sous-modèles Flamme simplifiée Perte de masse simplifiée In our approach, we have 4 conservation equations and 2 sub-models. These equations are very simple (in fact, as simple as possible to obtain a good description of the fire spread).

Hypothèses Flamme triangulaire Vitesse nulle sous flamme Panneau radiant Préchauffage sous flamme Fraction d’énergie rayonnée décroit quand l’épaisseur croit Cinétique de dégradation constante Composition vent/vitesse ascensionnelle

Un modèle approché: Balbi et al. Bilan d’énergie Angle de flamme Vitesse de propagation

Du modèle à la simulation

Code d’enveloppe Fore Fire Simulation à événements discrets de suivi de fronts Front discret en segments, chaque segment décrivant une portion du panneau radiant. Espace découpé en zones, pas de maillage. Import de cartes vectorielles du SIG

Code d’enveloppe Fore Fire Simulation conduite par événements DES Auto-décomposition (raffinement) Auto recomposition (collision interne)

Code d’enveloppe Fore Fire

Dynamique de forme

Dynamique de forme

Dynamique de forme

Test sur cas réel

Recherches en cours

Couplage atmosphére Projet ANR IDEA coordonné par le SPE (Corte) Partenaires: CERFACS (Thales-CNRS), Centrale Paris, Météo-France, Université Midi-Pyrénées, INRIA.

Couplage atmosphére Modèle de feu de forêt: ForeFire. Couplage à travers matrices de flux de chaleur, de vapeur et température radiative. Matrices générées à partir de « ratio de maille en feu »

Couplage atmosphère Modèle en sous maille Portion de maille en feu Temps de résidence : 30s Flux chaleur 150 Kw Trad : 800° Flux vapeur : 100g/m²/s

Résultats Avec vent et pente identiques, une topographie différente peut induire des comportement différents: Une recirculation ralentit le front dans le cas d’un feu se propageant sur le flanc d’un Canyon.

Canyon

Feu Vazziu / 2007

Simulation de l’exercice

ForeFire Web Généralisation, carte de combustibilité mise à jour sur serveur & couplage avec simulation Mode «  hors ligne » données pré chargées pour zone Temps de paramétrage < 5 secondes (1heure pour outils existants) Outils de communication/prévention/lutte Version préliminaire, en test avec opérationnels

Perspectives Validation de modèles sur de très nombreux cas Simulation probabilistes, ensembles de simulations Amélioration du couplage, passage sur une architecture parallèle Cartes de vents interactives à haute résolution Mise à disposition : http://forefire.univ-corse.fr Vue Promethee Simulation web