Incendies de forêts : simulation de la dynamique et des émissions atmosphériques par couplage de code – IDEA

L’objectif du projet est de réaliser le premier système validé de simulation de grands incendies prenant en compte le couplage et les rétroactions (simplifié à l’extrême dans les approches existantes) entre combustion, dynamique de propagation et météorologie. Le couplage sera réalisé par tabulation et paramétrisation des processus de combustion, puis en grilles imbriquées depuis le front de flamme (maille < 100m) jusqu’à l’échelle régionale (maille > 1Km). Ce projet ambitieux et inédit par la dimension des calculs requis repose sur une étude exploratoire de faisabilité conduite avec succès par le même consortium au cours des deux années précédentes. L’objectif principal du passage à l’échelle régionale des simulations couplées de grands incendies représente des milliers d’heures de calculs et des maillages de plusieurs millions de points de grilles. La réalisation de ce défi nécessite aujourd’hui un encadrement et un support sur une durée plus longue que le projet exploratoire précité ainsi que l’utilisation des moyens offerts par les grands centres de calcul nationaux. Les simulations prenant en compte tous les aspects de la propagation des feux de forêt constitueront une première et leur réalisation mettra à la disposition de la communauté des cas d’étude et un code pouvant être utilisés pour l’analyse de grands incendies. Il est à noter qu’aucun grand développement logiciel ne sera nécessaire, limitant les risques d’échec du projet. Le code atmosphérique Méso-NH et le code de propagation incendie ForeFire seront utilisés pour les échelles les plus grandes, nécessitant des travaux de parallélisation et de couplage. Les codes de combustion Firestar et AVBP seront eux mis en œuvre pour déterminer les modèles réduits de comportement de flamme utilisés dans ForeFire. Les codes développés serviront principalement à améliorer la compréhension du phénomène, mais aussi à proposer un système de simulation incendie pertinent pouvant être amené à une utilisation en temps réel en cas de catastrophe naturelle majeure. Ils seront présentés à la fin du projet lors d’une réunion d’information ouverte aux opérationnels de terrain, et sur le site web dédié tout au long du projet. Pour sa réalisation, ce projet s’articule autour de cinq tâches correspondant aux échelles de l’étude : 1) Etude des gaz de pyrolyse, de leur combustion et des émissions atmosphériques où seront déterminés la composition et le comportement des gaz à l'échelle de la combustion pour la tâche 2) Identification des paramètres de contrôle de modèle du flamme et implantation dans les modèles réduits qui déterminera un modèle paramétrique de combustion à intégrer dans un modèle de propagation d’incendie. A l'échelle du front de flamme, la tâche 3) Parallélisation, tests sur cas idéaux et évaluation de résultats de simulation est consacrée à la parallélisation des codes de simulation couplés pour de grands incendies. Ces codes seront utilisés dans la tâche 4) Simulation de grands incendies. Enfin la tâche 5) Simulations à grand volume de données est consacrée aux simulations les plus intensives, l’étude à haute résolution de la chimie des panaches de grands incendies et l’estimation d’incertitudes par des approches d’ensemble.