Analyse de l'allumage des combustibles en escalier par des expériences et une simulation avec le Fire Dynamics Simulator

Résumé Contexte Le brûlage prescrit est un outil sylvicole important utilisé pour réduire le risque d'incendie de forêt en éliminant les débris accumulés au sol afin d'améliorer l'habitat faunique et de reproduire le rôle naturel du feu dans l'environnement. Les combustibles en escalier, qui assurent la continuité verticale entre les combustibles au sol et ceux de la cime, posent un risque lors de l'utilisation du brûlage prescrit en augmentant la probabilité qu'un feu de surface se propage verticalement, entraînant un comportement de feu indésirable et des effets imprévus. Pour minimiser ce risque, une meilleure compréhension des critères d'allumage des combustibles en escalier est essentielle. Nous avons étudié l'effet de la température ambiante, de l'humidité relative, des espèces végétales, de la teneur en humidité du combustible vivant, de la densité apparente du combustible vivant, de la saison et de la hauteur de base du combustible sur le succès d'allumage des combustibles en escalier au cours de 92 expériences contrôlées. Les combustibles en escalier étaient des feuilles et des branches vivantes de manzanita et de cèdre encens placées au-dessus d'un feu de surface brûlant dans un lit de combustible constitué d'aiguilles de pin. De plus, nous avons utilisé le Fire Dynamics Simulator (FDS), un modèle basé sur la dynamique des fluides numérique (CFD) spécifiquement conçu pour simuler des scénarios d'incendie, pour reproduire l'expérience et comparer les résultats aux données expérimentales. Résultats À partir des données expérimentales, nous avons développé un modèle de régression logistique qui caractérise les relations empiriques et permet une estimation rapide de la probabilité d'allumage. Les résultats montrent que le comportement de combustion des combustibles en escalier est très sensible à la température ambiante, à l'espèce du combustible et à la hauteur de base du combustible : la probabilité d'allumage augmente avec la température et varie systématiquement selon les espèces, tandis qu'une hauteur de base plus élevée réduit substantiellement la probabilité d'allumage. De plus, les prédictions du FDS concordent bien avec nos résultats expérimentaux, renforçant la robustesse et l'applicabilité potentielle du FDS pour la planification opérationnelle des brûlages prescrits et l'évaluation des risques. Conclusion Les résultats expérimentaux fournissent une compréhension plus complète de l'allumage des combustibles en escalier. Le modèle empirique logistique offre une base opérationnelle utile pour anticiper l'allumage des combustibles en escalier. Les données expérimentales fournissent également des cas de validation nouveaux et réalistes pour le FDS. Le modèle empirique de prédiction d'allumage ainsi que le FDS peuvent être intégrés pour orienter les prescriptions de brûlage, affiner les décisions de type go/no-go et, finalement, soutenir une utilisation plus sûre et plus efficace du brûlage prescrit.