Paul-Antoine SANTONI santoni@univ-corse.frUniversité de CorseUMR CNRS 6134 SPE

La mesure de la puissance des feux de végétation

10ème journées du GDR feux, Chatou 14-15/01/2010

Plan de l’exposé

• Introduction sur la puissance

• Puissance des feux en laboratoire

• Puissance des brûlages expérimentaux

• Puissance des incendies de végétation

• Perspectives

Introduction sur la puissance

Définition

Sens de la

propagation

Zone de

flamme

active

Zone de

flamme

discontinue

Zone de

combustion

des résidus

charbonneux

Puissance de Byram : énergie dégagée par unité de temps etde longueur par la zone de flamme active

Introduction sur la puissance

Utilisations issues de la littérature

• Effet des aménagement forestiers sur le comportement du feu

• Efficacité des coupures de combustibles (feux d’herbes)

• Les limites d’utilisation des brûlages dirigés

• Impact d’un feu sur un écosystème

• Echelles de risque

• Moyens à utiliser face à un feu

• Transition feu de surface/feu total

Introduction sur la puissance

Remarques

• Peu de publications en modélisation s’y intéressent

• Cette grandeur est difficile à atteindre

• Elle contient en elle toute les caractéristiques d’un feu

RwhIB

• Pour une même valeur de la puissance la sensation dedanger s’apprécie en fonction de la typologie végétale

Objectifs de cette étude (travail naissant)

Introduction sur la puissance

• Mesurer la puissance en laboratoire par calorimétrie

• Tester les méthodes de calcul de la puissance en laboratoire

• Caractériser les typologies végétales en Corse

• Cartographier la Corse pour évaluer la puissance

• Proposer une échelle du risque basée sur la puissance

• Tester les méthodes de calcul de la puissance sur le terrain

Puissance des feux en laboratoire

Principe de la méthode de mesure

Volume de contrôle

Hotte

PlenumConduit

d’extraction

COCOOHONe mmmmmm 2222

0000

2222 COOHONa mmmmm fm

222

0. OOOC mmEI

Puissance des feux en laboratoire

Une partie du dispositif expérimental

Puissance des feux en laboratoire

Une propagation à plat

Puissance des feux en laboratoire

Résultats préliminaires

Puissance des feux en laboratoire

Résultats préliminaires

Puissance des feux en laboratoire

Résultats préliminaires

Calculs de Byram en fonction des informations sur la masse : IB = hwR

• H1 : toute la masse a été consomméeIncendie

• H2 : on connait la masse consommée après extinction totaleBrûlage

Labo • H3 : on connait la masse consommée dans la plage de mesure de la

puissance « calorimétrique »

m/h 31m/h 19 R

Puissance des feux en laboratoire

Résultats préliminaires

Hypothèse Exp 1 Exp 2 Exp 3

H1 79,8 61,7 49,4

H2 73,8 61,7 45,3

H3 77,4 55,7 39,6

Calorimètre 61,8 47,1 31,6

Puissance linéaire du front de feu (kW/m)

Puissance des feux en laboratoire

Résultats préliminairesHypothèse Exp 1 Exp 2 Exp 3

IB H3 77,4 55,7 39,6

IC Calorimètre 61,8 47,1 31,6

Ratio IC/IB 0,8 0,84 0,8

On constate que le ratio est quasi-constant (pas le cas pour les autres H)

« Pour ce combustible », le charbon brûle après extinction des flammes

Ce résultat ne devrait pas être valable pour une litières de pin maritime(vitesse de propagation plus faible et consommation totale) : à voir

Un calcul de l’enthalpie effective de combustion donne environ 13000 J/g

Il doit être vrai à l’échelle du terrain (vitesses de propagation plus élevées).

Mais H3 inapplicable sur le terrain et H1 et H2 sont faux : Modifier Byram

Puissance des brûlages expérimentaux

Caractérisation de la végétation

Puissance des brûlages expérimentaux

Caractérisation de la végétation

Puissance des brûlages expérimentaux

Caractérisation de la végétation

Puissance des brûlages expérimentaux

Dispositif expérimental

Vent dans le sens de la propagation : 1,5 m/s

Humidité de l’air : 41%, Température : 23°C

Humidité du combustible : de 8 à 32% suivant la classe et la catégorie

Puissance des brûlages expérimentaux

Les conditions, la propagation

Puissance des brûlages expérimentaux

La végétation avant et après brûlage

Puissance des brûlages expérimentaux

La puissance de Byram (faute de mieux)

k

kkB RwhI

m/h 380R

Puissance des brûlages expérimentaux

La puissance de Byram (faute de mieux)

Puissance 4860 kW/m

Pourcentage par catégorie Mort 44% Vivant 56%

Pourcentage par classe 0-2mm 55% 2-6mm 42%

Puissance des incendies de végétation

Principe de mise en œuvre

• Arrêter une liste des principales espèces pour ces typologies

• Caractériser ces principales espèces (cf travail ciste, genêt)

• Obtenir la puissance des incendies passés

• Cartographier la Corse pour ces typologies (CLC, IFN, IGN ?)

• Définir les typologies végétales impliqués dans les incendies

Vent dans le sens de la propagation : 4 à 5 m/s

Humidité de l’air : 22%, Température : 32°C

Humidité du combustible : de 8 à 50% suivant la classe et la catégorie

Puissance des brûlages expérimentaux

Exemple du feu de Favone (juillet 2009)

Puissance des brûlages expérimentaux

Exemple du feu de Favone (juillet 2009)

Puissance des brûlages expérimentaux

La puissance de Byram k

kkB RwhI

m/h 800R

Puissance (maquis à bruyère) 7280 kW/m

Pourcentage par catégorie Mort 27% Vivant 73%

Puissance (maquis à arbousier) 6580 kW/m

Pourcentage par catégorie Mort 47% Vivant 53%

Perspectives

Confrontations modèles-expériences

Effet de l’humidité sur la puissance

Effet de la pente sur la puissance

Labo : Mesures sur d’autres espèces (GDR suivant)

Terrain : Mesures sur d’autres brûlages, feux

Suivi de feux en période estivales

Une échelle de risque basée sur la puissance

Améliorer la méthode de Byram pour le terrain

Croisement puissance-flux radiatif

ContributeursMorandini Frédéric (Calorimétrie) Cancelieri Dominique (Caractérisation du végétal)Leoni Eric (Caractérisation du végétal)Leroy Valérie (Caractérisation du végétal)Rossi Jean-Louis, Lucile (Vitesse de propagation)Bosseur Frédéric (Cartographie)

Caramelle Philippe (ONF)

Canale Dominique (SDIS 2A)Giorgi André (SDIS 2A)Nicolaï Jean-Louis (SDIS 2A)

Durêt Jean-Yves (Forestier Sapeur 2A)Manenti Ange (Forestier Sapeur 2A)