18 Mars 2005 Fire Star - Symposium conclusif, Marseille 1

Fire Star

Description et modélisation du combustible

Fire Star18 mars 2005, Marseille

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Fire Star

Cadre scientifique- entrée du modèle feu -

• Le modèle feu impose :– une représentation 2D (x, z)

z (m): vertical

x (m): Direction de propagation du feu

– à l’échelle d’une coupure de combustible (environ 200m)

- selon un maillage constitué de cellules de 25 cm x 25 cm

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Fire Star

Cadre scientifique

• Le combustible est décrit par plusieurs familles de particules :– Feuilles et aiguilles (mortes et vivantes)– Rameaux de différents diamètres :

• Très fins : d < 2 mm • Fin : 2 mm < d < 6 mm• Moyen : 6 mm < d < 25 mm• Grossier : d > 25 mm

• Une famille de particules est caractérisée par une série de propriétés physiques, thermiques et chimiques.

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Fire Star

Approche FIRE STAR pour la description du combustible

• Trois échelles d’approche :– Niveau de l’interface

• distribution spatiale (2D) des espèces

– Niveau de l’individu arbre ou arbuste• distribution spatiale des fractions volumiques

– Niveau de la particule de combustible• propriétés chimiques, physiques et thermiques

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Fire Star

Relevés de terrain- non destructifs / échelle de l’interface -

• Espèces dominantes– Arbres– Arbustes– Herbes– Litière

• Indicateurs– Recouvrement– Hauteur– Agrégation

Bloc

25 m

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Fire Star

Traitement des relevés- données d’entrée pour un bloc 25m x 25m

-

Espèces strate couvert (%) agreg min (cm) max(cm)

Pinus H. 6 30 D 400 800Quercus c. 3 75 B 0 0Herbes 0 75 C 0 25

Exemple d’une pinède à chêne kermès et brachypode rameux

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Fire StarModélisation d’un bloc de

combustible en 2D avec Cormas

x (25 m)

z (Hauteur max)

P. halepensis

Q. coccifera

Herbes

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Fire Star

Relevés de terrain- destructifs / échelle de l’individu -

Approche architecturale

Méthode cube

Hau

teur

Diamètre

ArbresArbustes

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Fire Star

Distribution des particules au sein d’un individu

21

321

3Toit

Centre

Base

• Hypothèse :– La distribution des particules varie au sein d’un

individu• Méthode « Cube »

– Echantillonner et collecter le combustible au sein de cubes élémentaires (25 cm x 25 cm)

– Modéliser la distribution de la fraction volumique dans un nombre limité de types de cubes

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Fire Star

Relevés de terrain- destructifs / échelle de l’individu -

Hau

teur

Diamètre

• Description des formes individuelles avant prélèvement

B

C

T

B

C

C

T

T

C

C

T

C

C

T

T

C

C

T

T

C

C

T

C

C

T

T

B

C

T

B B

B

BB

B

BT

T

T

T

T

T

T T

B B

(Base de données Individus)

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Fire StarDistribution des particules

au sein d’un individu - destructifs / échelle de l’individu -

• Echantillonnage dans chaque type de cube :

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Fire Star

Mesures sur les particules- Laboratoire -

• Distribution des particules au sein d’un individu• Tri des particules• Séchage à l’étuve• Biomasse sèche de chaque famille de particule• Calcul de la fraction volumique FV

biomasse (kg) FV =

1/64 * densité (kg/m3)

• Autres propriétés des particules• Masse volumique ou densité (kg/m3)• Rapport surface volume (m²/m3)• Teneur en eau (% par rapport au poids sec)

(Base de données Individus)

(Base de données particules)

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Distribution des fractions volumiques

du BuisBuxus sempervirens

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

25 cm Toit

75 cm Toit

75 cm Centre

150-200 cm Centre

150-200 cm Base

Ty

pe

de

cu

be

et

ha

ute

ur

d’a

rbu

ste

Rameaux 6-25 629 382 689 2023 140 2708 4168

Rameaux 2-6 1017 676 1475 1769 480 996 879

Rameaux 0-2 1321 739 790 548 480 477 254

Feuilles 5254 4366 3414 1554 3130 1758 783

25cm Toit 75cm Toit 75cm Centre 75cm Base 150-200 Toit 150-200Centre150-200 Base

Valeurs * 10-6

C

T

C

T

B B

T

B

C

T

B

C

C

T

T

C

C

T

C

C

T

T

C

C

T

T

C

C

T

C

C

T

T

B

C

T

B B

B

BB

B

BT

T

T

T

T

T

T T

B B

75 cm Base

150-200 cm Toit

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Fire StarDistribution des fractions volumiques

du BuisBuxus sempervirens

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

25 cm Toit

75 cm Toit

75 cm Centre

150-200 cm Centre

150-200 cm Base

Ty

pe

de

cu

be

et

ha

ute

ur

d’a

rbu

ste

VF (x 10-6)

Rameaux 6-25 629 382 689 2023 140 2708 4168

Rameaux 2-6 1017 676 1475 1769 480 996 879

Rameaux 0-2 1321 739 790 548 480 477 254

Feuilles 5254 4366 3414 1554 3130 1758 783

25cm Toit 75cm Toit 75cm Centre 75cm Base 150-200 Toit 150-200Centre150-200 Base

DENSITE =

Feuilles: 485 kg/m3

Rameaux :

0-2mm : 910 kg/m3

2-6mm : 820 kg/m3

6-25mm : 850 kg/m3

Valeurs * 10-6

150-200 cm Toit

75 cm Base