Modélisation de la dégradation thermique des particules végétales et du comportement d'un feu de végétation

Abstract

Dans la présente étude, nous avons développé un premier modèle pour la dégradation thermique d’un bois combustible. Il inclut les processus de séchage, de pyrolyse et d’oxydation du résidu charbonneux. Ce modèle est utilisé d’une part, pour vérifier la validité de l’hypothèse thermiquement fin souvent utilisée lors de développement de modèles de comportement des feux et d’autre part, il est appliqué pour décrire la combustion des brandons. Pour un flux de chaleur radiatif externe, la taille de la particule à laquelle la transition entre les régimes thermiquement fin et thermiquement épais est déterminée. On a montré que pour un flux radiatif donné, la taille de la particule au delà de laquelle l’hypothèse thermiquement mince, est mise en cause, est indépendente de la teneur initiale en eau et du rapport de la surface sur le volume de la particule. Un nombre de Biot basé sur ce rapport est d´efini. Les résultats montrent que le régime thermiquement fin peut être défini par Bi < 0.1 quelque soit la géométrie de la particule. Les résultats montrent aussi que la traditionnelle hypothèse, thermiquement mince, ne peut pas être utilisée dans la modélisation du comportement des feux de surface. Pour les particules fines, responsables de la propagation, la pyrolyse est cinétiquement contrôlée, alors qu’elle est contrôlée par la diffusion thermique pour les grosses particules. Les résultats trouvées pour la combustion des brandons, sont en bon accord avec ceux de l'expérience disponibles. Les mécanismes physiques qui contrôlent la propagation d’un feu de végétation typique de l’écosystème Méditeranéen sont décrits dans un second modèle. Ce modèle physique est construit à partir d’une formulation multiphasique incluant divers sous modèles pour prendre en compte les principaux phénomènes qui contribuent à différents niveaux à la propagation d’un feu.