Physique et modélisation du comportement des feux de forêts
Auteur / Autrice : | Nicolas Frangieh |
Direction : | Dominique Morvan |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'ingénieur. Mécanique des fluides |
Date : | Soutenance le 02/07/2019 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2) (Marseille, Aix-en-Provence) |
Jury : | Président / Présidente : Olivier Vauquelin |
Examinateurs / Examinatrices : Thierry Marcelli, Laurence Pietri, Gilbert Accary, Sofiane Meradji | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Rossi, Jean-Luc Dupuy |
Mots clés
Résumé
Ce travail de recherche est dédié à l’étude numérique du comportement des feux se propageant librement à travers un couvert végétal homogène (depuis l’ignition jusqu’à la propagation), à l'aide du modèle "FireStar3D". Différentes configurations sont abordées dans cette thèse : les feux de litière réalisés à l’échelle du laboratoire en milieu confiné (dans le tunnel à feu du laboratoire de Missoula), et à plus grande échelle, les feux de prairie où deux types de ligne d’allumage ont été considérés (ligne de longueur finie et quasi-infinie). Les simulations ont été réalisées à l'aide de deux modèles de turbulence : le modèle k- des équations de transport moyennées (approche RANS) et la simulation numérique des grandes structures (LES). La comparaison avec les données expérimentales concerne principalement la vitesse de propagation du feu, l'intensité du feu, la fréquence des fluctuations des flammes et la longueur d'onde caractérisant la structuration en crête et en creux du front de flammes dans la direction transversale. Les résultats numériques ont mis en évidence la compétition entre les forces de flottaison et les forces d'inertie du vent dans la détermination du comportement du feu, ainsi que la similarité dynamique du front de flammes (intensité et structuration 3D) à petite et grande échelles. Cette thèse a été également menée dans le cadre du développement et de la validation du modèle "FireStar3D"