Comportement au feu des végétaux et modèle détaillé d'incendie | Projet Feux | Università di Corsica Pasquale Paoli

Dans cette catégorie : Effet des brulages dirigés sur les écosystèmes à Pinus laricio - Outils pluridisciplinaires | Approche multi-phasique de la dégradation de matériaux solides | Caractérisation des fumées | Modélisation du comportement et impacts du feu | Mesure par vision des caractéristiques géométriques des feux | Simulation des incendies de végétation à l'échelle de la vallée |

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Ces travaux visent à developper une approche expérimentale pour obtenir des grandeurs thermodynamiques et géométriques globales décrivant la dynamique de propagation d’un feu de végétation à l’échelle du laboratoire et d’autre part à simuler ces expériences à l’aide d’une approche détaillée de modélisation. Notre approche a pour but d'obtenir des mesures associées à l’intégralité du front de feu (puissance du front, vitesse de perte de masse, fraction radiative, fraction convective, forme et vitesse du front de feu).

Comportement du feu dans des litières

Nous avons ainsi étudié le comportement du feu dans des litières d’un point de vue expérimental. Plus d’une cinquantaine d’expériences de propagation de feux dans des litières d’aiguilles de pin ont été réalisées à plat et en pente sous un grand calorimètre à consommation d’oxygène mesurant 3m x 3m. Ces expériences nous ont permis de caractériser les propriétés globales d’un front de feu (puissance, rayonnement émis, vitesse de propagation,…). Les données recueillies ont permis de dériver des lois à l’échelle du terrain sur l’intensité du feu et une méthode d’estimation des fractions radiative et convective issues du front feu a été développée.

Photographie des propagations dans des litières d'aiguilles de pin a) à plat; b) en pente.

Comportement du feu dans des arbustes

Pour étudier le comportement du feu dans des arbustes, nous avons procédé en deux étapes.

Tout d'abord, nous avons étudié le comportement au feu de particules de végétaux de différentes tailles (feuilles, brindilles, etc…). L’allumage et la combustion de végétaux thermiquement fins et épais ont été examinés à l’aide d’un cône calorimètre à consommation d’oxygène et d’un FPA (Fire Propagation Apparatus). Ces travaux ont permis d’étudier l’influence de l’arrivée d’air sur le comportement au feu des végétaux et celui de la taille des particules sur l’allumage.

Photographie a) de l’allumage des brindilles de 18 mm de diamètre ; b) de la combustion de brindilles de 2 mm de diamètre

La seconde étape qui est actuellement en cours consiste à étudier la combustion d’arbuste (végétation naturelle) sous le grand calorimètre. Ces travaux expérimentaux sont indispensables à la validation du modèle détaillé d’incendie.

Modèle détaillé de feux

En parrallèle des expériences menées en laboratoire, nous travaillons également sur l'amélioration et le test de code de calcul détaillé d'incendie. Actuellement, nous travaillons sur la simulation numérique des expériences de propagation dans les litières et nous poursuivons l’amélioration du modèle numérique en travaillant sur le terme source qui permettra de mieux rendre compte du comportement au feu des végétaux (vitesse de perte de masse, gaz émis, …).

Simulation de la propagation d’un feu de litière

Personnes participant à cette recherche

Partenaires

USDA (United States Department of Agriculture)

BRE Centre for Fire Safety Engineering d'Edinburgh

Publications

V. Tihay-Felicelli, P.A. Santoni, T. Barboni, L Leonelli, Autoignition of Dead Shrub Twigs: Influence of Diameter on Ignition, Fire Technology, Vol. 52 (3), 897-929, 2016
Chiaramonti N., Romagnoli E., Santoni P.A., and Barboni T., Comparison of the combustion of pine species with two sizes of calorimeter: 10 g vs. 100 g, Fire Technology, 2016, 52(3), 897-929
V. Tihay, F. Morandini, P.A. Santoni, Y. Perez-Ramirez and T. Barboni, Combustion of forest litters under slope conditions: burning rate, heat release rate, convective and radiant fractions for different loads, Combustion and flame, Vol. 161, 3237-3248, 2014
F. Morandini, Y. Perez-Ramirez, V. Tihay, P.A. Santoni, T. Barboni, Radiant, convective and heat release characterization of vegetation fire, International Journal of Thermal Sciences, 70, 83-91, 2013.
V. Tihay, F. Morandini, P.A. Santoni, Y. Perez-Ramirez, T. Barboni, Study of the influence of fuel load and slope on a fire spreading across a bed of pine needles by using oxygen consumption calorimetry, Vol. 395, Journal of Physics: Conference Series, 012075, 2012
A. Simeoni, J-C. Thomas, P. Bartoli, P. Borowieck, P. Reszkab, F. Colella, P-A. Santoni, J-L. Torero, Flammability studies for wildland and wildland-urban interface fires applied to pine needles and solid polymers, Fire Safety Journal, 54:203-217, 2012.
Barboni T., Morandini F., Rossi L., Molinier T., Santoni P.-A., Relationship between flame length and fireline intensity obtained by calorimetry at laboratory scale, Combustion Science and Technology, 2012, 184(2):186-204
Santoni PA, Morandini F, Barboni T, Determination of fireline intensity by oxygen consumption calorimetry, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2011, 104(3):1005-1015, doi: 10.1007/s10973-010-1256-0
Bartoli P., Simeoni A., Biteau H., Torero J.L. et Santoni P.A., Determination of the main parameters influencing forest fuel combustion dynamics, Fire Safety Journal, 2011, 46 (1-2):27-33, doi:10.1016/j.firesaf.2010.05.002

Page mise à jour le 22/05/2017 par VIRGINIE FELICELLI