Academic literature on the topic 'Interface forêt-habitat'

Les “interfaces forêt/habitat”, zones où l’urbanisation et les espaces naturels se rencontrent, posent de sérieux problèmes dans la gestion du risque incendie en raison d'une augmentation des sources d'inflammation et de la vulnérabilité des infrastructures. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans ce contexte et ont pour objectif d’étudier la vulnérabilité des constructions afin de définir des préconisations d’aménagement aux abords des habitations. Dans un premier temps, la vulnérabilité au feu de deux types de dalles de terrasse face à une source radiative et aux brandons a été étudiée. Face au rayonnement, deux dispositifs expérimentaux ont été utilisés et les critères de réaction au feu ont été analysés. L’échelle produit a montré que la forme des dalles influence l’inflammabilité. Les dalles thermoplastiques se sont avérées plus combustibles et émettrices de fumées que les dalles en bois. Pour caractériser l’inflammabilité des dalles face aux brandons, nous avons utilisé des copeaux de bois de différentes tailles et formes. Les brandons, enflammés ou incandescents, ont été disposés au contact des dalles à différentes positions. Notre étude a montré que les brandons incandescents ne permettaient pas d’allumer les dalles de terrasse étudiées. En revanche, avec les brandons enflammés, l’allumage des dalles intervient suivant plusieurs positions pour une masse minimale de brandons de 0,31 g pour le bois et 0,28 g pour le thermoplastique. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux sollicitations thermiques engendrées par la combustion d’une haie et à son impact sur la dégradation des matériaux de construction. Pour cela une étude multi-échelle a été réalisée. A l’échelle du laboratoire, nous avons reconstituée une haie à l’aide de branches de ciste de Montpellier. La puissance dégagée, la perte de masse et la densité de flux de chaleur mesurée à 1,15 m de la haie ont été examinées. Les résultats obtenus lors du brûlage de la haie ont démontré qu’avec une forte vitesse de croissance au feu (FIGRA) et une puissance de feu (HRR) importante, les haies pouvaient significativement participer au développement d’un incendie aux interfaces forêt/habitat. Afin de se rapprocher de conditions réelles, la combustion de haies de ciste de surface (6 × 1 m²) a été étudiée à l’échelle du terrain en considérant deux hauteurs (1 et 2 m). Des fluxmètres radiatifs et totaux ont été positionnés à 3 m de la haie. Il a été mis en évidence que la densité de flux de chaleur mesurée pour la haie de 2 m est environ 1,6 fois plus importante que celle obtenue pour la haie de 1 m. Nous avons également reproduit une configuration d’interface forêt/habitat. Une haie (6 × 1 × 1 m³) a été placée au bord d’une terrasse faite de dalles en bois et à 3 m de différents types de menuiserie (PVC et aluminium). Les résultats ont montré que la densité de flux de chaleur générée par la haie était suffisante pour endommager les ouvrants et les dalles de terrasse en bois. Par la suite, nous avons utilisé le code de calcul WFDS (code CFD 3D) pour modéliser les expériences de combustion des haies de ciste à l’échelle du laboratoire. Les prédictions ont été confrontées aux résultats expérimentaux, montrant un très bon accord pour le HRR, la perte de masse et la géométrie du front de flamme
“The Wildland-Urban Interface (WUI)”, area where houses meet wildland vegetation, rises serious problems in fire risk management due to an increase in ignition sources and the vulnerability of infrastructure. The aim was to study the vulnerability of constructions in order to define recommendations for development in surronding dwellings. Firstly, flammability of two kinds of decking slabs, by focussing on radiant exposure and firebrand attack, was studied. Radiant experiments were performed with two experimental devices. At product scale, fire performance properties highlighted that the shape of the slabs influence their ignitability. The thermpolascitcs slabs were more combustible and emitted more smoke than the wood slabs. The conditions leading to the ignition of decking slabs by firebrands were performed with wood chips with different sizes and shapes. Flaming or glowing firebrands were placed in contact with the slabs at different positions. Our study showed that glowing firebrands did not lead to slab ignition. However, slabs ignition occurred in several positions with critical mass of flaming firebrands of 0.31 g for the wooden slabs and 0.28 g for the thermoplastic ones. Secondly, the thermal stresses generated by the combustion of a hedge and its impact on the degradation of construction materials was studied with a multi-scale approach. At the laboratory scale, hedge using branches of cistus was reconstrcuted. The heat release rate, the mass loss and total and radiant heat flux were measured at 1.15 m from the hedge. The burning of the hedge exhibits a high fire growth rate (FIGRA) and a high heat released rate (HRR) showing that the hedge could significantly participate in the development of a fire at WUI. In order to get closer to actual conditions, hedge burning with a surface of (6 × 1 m²) was studied at field scale for two hedge heights (1 and 2 m). Radiative and total flux heat flux were positioned 3 m from the hedge. It has been shown that the heat flux density generated by the 2 m hedge is approximately 1.6 times greater than for the 1 m hedge. A WUI configuration was also reproduced. For this, a hedge (6 × 1 × 1 m³) was placed at the edge of a terrace made of wooden slabs and at 3 m from different types of windows (PVC and aluminum). Experiments highlighted that the heat flux density generated by the hedge was sufficient to damage the openings and the wooden terrace slabs. Finaly, WFDS code (3D CFD) was used to simulate the burning hedge at laboratory scale. Experimental results were compared with simulations. The predicted HRR, mass loss and fire front geometry were very close to the experimentale results

La vulnérabilité est la composante du risque d’incendie de forêt la moins connue. Elle est généralement évaluée à dires d’experts. Plus objectivement elle peut être évaluée a posteriori en mesurant les dommages causés par un sinistre, si le détail des caractères de ce sinistre est connu. Nous proposons un modèle d’évaluation de la vulnérabilité formulé par une analyse multicritères des dires d’experts. Ce modèle est validé en utilisant un modèle physique d’exposition. Ses entrées sont fournies par un modèle de propagation. La calibration se fonde sur une analyse des dommages engendrés par un sinistre réel. Les résultats valident l’approche de modélisation de la vulnérabilité par des variables spatiales
Vulnerability is not a well-known component of forest fire risk. It is usually assessed through experts’ opinions. It can be assessed more objectively after a disaster par measuring damages, if the attributes of the disaster are known. We propose a model for vulnerability assessment formulated with a multi-criteria analysis of experts’ opinions. This one is validated by using a physical model for exposure assessment. Its inputs are provided by a fire propagation model. The system is calibrated based on the analysis of damages induced by a real wildfire. Results demonstrate the consistency of a vulnerability model based on spatial variables

Les feux extrêmes sont des feux caractérisés par une forte puissance et une vitesse de propagation élevée qui rendent les moyens de lutte impuissants. Ces phénomènes entraînent une augmentation des dégâts et du nombre de décès civils et opérationnels, et perturbent les écosystèmes ainsi que nos sociétés. Il existe plusieurs types de feux extrêmes, dont les feux de forte puissance qui sont l’objet de cette thèse. Ce type de feux constitue un réel risque, étant donné l’augmentation de sa fréquence et son impact dans le monde entier. Par conséquent, l’évaluation des conditions de propagation qui peuvent déclencher un feu de forte puissance, s’avère très utile dans le but d’anticiper ces phénomènes. De plus, l’étude du comportement d’un feu de forte puissance (vitesse de propagation, intensité et impact) est susceptible de fournir des renseignements aux opérationnels en phase de lutte. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier la propagation des feux de forte puissance à l’aide des feux expérimentaux réalisés à l’échelle du terrain sur du maquis Corse « Genista salzmannii ». Ces expériences ont été menées lors des deux saisons (hiver et automne), dans deux régions différentes de l’Île (Nord-Ouest et Sud-Ouest de la Corse), selon un protocole expérimental et des techniques qui permettent d’évaluer la dynamique et l’impact de ces feux. À la suite des expériences, des études numériques ont été menées à l’aide des codes physiques complets FireStar2D et 3D, basés sur une approche multiphasique, afin de tester la pertinence de ces modèles de propagation dans la prédiction du comportement des feux expérimentaux de forte puissance. Les différents résultats numériques obtenus pour les trois configurations choisies, ont montré une bonne adéquation avec les résultats expérimentaux. Ceci montre que ces modèles peuvent être utilisés pour étudier d’autres configurations sans avoir forcément recours aux expériences. Les campagnes de feux réalisées étaient représentatives des feux de forte puissance, qui ont eu lieu malgré des conditions marginales de propagation dues à des vitesses de vent faibles, des teneurs en eau du combustible ainsi que des humidités relatives de l’air élevées. Ces expériences pourront également fournir des observations détaillées, utiles pour améliorer la modélisation. Ceci représente une avancée significative, étant donné la complexité et les difficultés de la mise en œuvre des expériences sur le terrain. La deuxième partie de la thèse a porté sur une étude numérique d’un « cas critique » d’un feu de forte puissance. Ce feu a été étudié suivant plusieurs approches : empiriques, physiques complètes et simplifiées. En particulier, FireStar2D et 3D et le modèle physique simplifié de Balbi ont été mis en œuvre. Plusieurs paramètres ont ainsi été évalués par les différentes approches, dont la vitesse de propagation, l’intensité du front de flammes, la géométrie du front et de la flamme (longueur et inclinaison). L’objet principal de cette étude, était non seulement d’évaluer le comportement mais surtout l’impact de ce feu de forte puissance sur deux cibles : un corps humain et un bâtiment de quatre étages. Cela a permis d’établir des corrélations qui lient les flux de chaleur totaux reçus par les cibles en fonction de leur position du front de feu. L’objectif était d’évaluer la distance de sécurité autour des interfaces forêt-habitat, en considérant la valeur maximale tolérable du flux de chaleur thermique, qui peut être reçu par la cible sans causer de dommages. . Les distances de sécurité évaluées à l'aide de cette méthodologie, pour un pompier et un bâtiment, sont inférieures à 50 mètres. Ceci confirme, pour cette configuration, l'efficacité de la valeur de la distance de sécurité autour des habitations, fixée par les experts opérationnels et supposée égale à un minimum de 50 m en France
Extreme fires are characterized by their high intensity and rate of spread, which overwhelm firefighting resources. These phenomena result in increased damage, civilian and operational fatalities and disruption to ecosystems, human life and the economy. There are several types of extreme fires, including high-intensity fires, which are the main subject of this thesis. This type of fire presents a real risk, given the increase in its frequency and scale throughout the world. Consequently, it is very useful to assess the conditions of propagation that can trigger a high- intensity fire in order to be able to anticipate these phenomena. In addition, studying the behavior of a high-intensity fire (rate of spread, intensity and impact) can provide information to operational staff during the firefighting phase. The main aim of this thesis is to study the propagation of high-intensity fires by means of experimental fires carried out on a field scale on Corsican shrub species named 'Genista salzmannii'. These experiments were carried out during two periods (winter and autumn), in two different regions: North-West and South-West of Corsica, using an experimental protocol and technologies that make it possible to assess the dynamic and impact of these fires. Following the experiments, numerical studies were carried out using fully physical fire models based on a multiphase formulation, FireStar2D and 3D, in order to test the relevance of these propagation models in predicting the behavior of these experimental fires. The different numerical results obtained for the three terrain configurations chosen were in agreement with the experimental results. This shows that these models can be used to study other configurations without necessarily having to resort to experiments. The fire campaigns carried out were representative of high-intensity fires that occurred despite marginal propagation conditions related to low wind speeds, high fuel moisture content and relative air humidity. These experiments can also provide detailed observations, as well as input data that can be used in modelling, given that carrying out such experiments is not easy and is always subject to difficulties and constraints. The second part of the research focused on a numerical study of a "critical case" of a high- intensity fire. This fire was studied using several empirical approaches, fully physical models found in the literature, in particular FireStar2D and 3D and the simplified physical Balbi model. Several parameters were evaluated using the different approaches, including the rate of spread, the intensity of the flame front, the geometry of the front and of the flame (length and tilting). The main aim of this study was to assess not only the behavior but also the impact of this high-intensity fire on two different targets: the human body and a four level building. This made it possible to establish correlations between the total heat fluxes received by the targets as a function of their position in front of the fire. The aim was to assess the safety distance around wildland urban interfaces by considering the maximum tolerable value of thermal heat flux that can be received by the target without causing damage. The safety distances assessed using this methodology, for a firefighter and a building, are less than 50 meters. This confirms, for this configuration, the effectiveness of the value of the safety distance around buildings, set by operational experts and assumed to be equal to a minimum of 50 m in France