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Soutenance de thèse: Jean-Baptiste TRAMONI (26 mars 2018)

Discipline: Mécanique des fluides, Energétique, Thermique, Combustion, Acoustique - Mention: Energétique, génie des procédés

 

Titre de la thèse: Etude expérimentale et numérique du comportement au feu de végétaux 

 

Résumé vulgarisé

Depuis plusieurs années, des aménagements servants à lutter contre les incendies de forêts sont réalisés sur le territoire. La technique la plus utilisée consiste à diminuer la quantité de combustible afin de limiter la puissance du feu, voire de le stopper. Cependant, ces opérations sont réalisées à dires d’experts sans fondement scientifique. Cette thèse a pour objectif principal d’améliorer nos connaissances sur la combustion d’arbustes et de fournir une base de validation aux modèles de simulations numériques afin de guider les gestionnaires forestiers. Pour cela, quatre études ont été menées. Les cistes de Montpellier ont d’abord été caractérisés suivant leur structure et leur composition. Les données récoltées ont ainsi permis d’élaborer un modèle d’arbuste numérique. La combustibilité des cistes a alors été étudiée d’après des critères identifiés dans la littérature. Un code de calcul pour simulation la combustion des végétaux ensuite été validé pour la propagation de feux de litières. Celles-ci sont composées d’un seul type de combustible (aiguilles de pins), ce qui nous permet de vérifier la qualité des simulations pour des cas simples. Le code a ensuite été testé sur la combustion de cistes.

Les données récoltées lors de la caractérisation nous ont permis de mettre en évidence la faible variation de la composition d’arbustes de tailles similaires pour une grande partie de l’année. Nous avons toutefois observé une modification de leur structure en été. Durant cette saison, la majorité des feuilles présentes dans le houppier sont tombées au sol pour former une litière de combustible sec. De plus, les fleurs, apparues plus tôt dans l’année, sont sèches et contiennent des graines. Les expériences sur la combustibilité des cistes nous ont permis de comprendre l’influence de la position d’allumage et de la teneur en eau sur leur combustion. Un allumage en partie haute du houppier entraine des feux lents et de puissances et consommations faibles ou modérées. Un allumage en partie basse du houppier, provoque des combustions fortes. Elles sont rapides et de puissances modérées, si la quantité d’eau présente dans les branches est forte. Elles sont plus lentes et très puissantes si la teneur en eau du végétal est faible, ce qui entraine une consommation des plus grosses branches. La teneur en eau dans les feuilles a également un impact important sur le temps d’allumage du houppier. De plus, nous avons pu observer un changement de dynamique de combustion pour les cistes d’été. La faible présence de feuilles entraine des combustions faibles, cependant, les fleurs en s’enflammant tombent au sol en transmettant la combustion aux feuilles présentes sur leurs passages ce qui peut enflammer la litière sous l’arbuste. La validation du code de combustion a ensuite été réalisée. Ainsi, nous avons observé que, la simulation de la combustion de litière est fidèle à la réalité. Les puissances et vitesses de propagations concordent avec celles observées expérimentalement. Finalement, des simulations de combustion ont été réalisées pour un ciste type. Elles ont d’abord porté sur la combustion d’un ciste sec dans le but de dimensionner la taille de l’allumage. Les simulations de combustion de cistes humides ont ensuite été lancées, ce qui a révélé une bonne capacité du code de calcul à représenter les paramètres liés aux critères étudiés expérimentalement. Une analyse de l’influence des paramètres physico-chimique d’entrée du code de calcul a été réalisée. Celle-ci nous a permis d’identifier les paramètres qui ont le plus grand impact sur les résultats et qui doivent être estimer avec précision.

Mots clés : Feux de forêts, réaction au feu, calorimétrie, simulation

 

La soutenance aura lieu à 13h30 en salle 400, bâtiment Conrad, FST, Campus Grimaldi

 

En savoir plus: Résumé scientifique

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David Moungar | Mise à jour le 20/03/2018
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