Un professeur de génie chimique BYU et son doctorat. Les étudiants ont développé un modèle avancé qui peut aider à prédire la pollution causée par la fumée des incendies de forêt.

La recherche, parrainé par l'USDA Forest Service et le ministère de l'Énergie, fournit un modèle physique qui peut prédire de manière plus fiable les émissions de suie et de fumée des incendies de forêt dans une gamme de conditions.

"La fumée que vous voyez des incendies de forêt est une combinaison de gaz dégagés et de suie, " a déclaré Alex Josephson, un doctorat étudiant au programme de génie chimique de BYU qui travaille également sur le projet au Laboratoire national de Los Alamos. « Quand nous examinons la fumée en ce qui concerne les effets sur la santé, généralement, nous nous soucions de ces particules de suie ; et c'est ce que nous modélisons."

Les récents incendies de forêt en Californie et en Utah ont fait baisser la qualité de l'air de l'Utah pendant plusieurs jours en août, atteignant des niveaux d'orange et même de rouge pendant de longues périodes. Les jours oranges sont malsains pour les groupes sensibles, tandis que les jours de niveau rouge sont considérés comme malsains pour tous et peuvent avoir des effets graves sur la santé des enfants ou des personnes âgées.

Le modèle développé par BYU/Los Alamos utilise des formules détaillées basées sur la physique pour prédire la formation initiale de particules de suie émises lors d'incendies de forêt. Les mesures expérimentales de la teneur en fumée peuvent impliquer des procédures assez simples, tels que l'échantillonnage sous vide de particules telles qu'elles sont produites à partir d'une flamme.

"Des milliards de dollars sont dépensés pour lutter contre les incendies de forêt et cet été, c'était comme si tout l'Occident était en feu, " dit David Lignell, professeur de génie chimique et auteur principal de l'étude, récemment publié dans la revue académique Combustion and Flame. "Outre les émissions, la suie impacte le rayonnement thermique et la température de la flamme, qui peuvent être des facteurs importants de propagation du feu. Finalement, comprendre les processus physiques de base des incendies et être capable de les modéliser avec précision dans des conditions réalistes aidera à prédire les émissions de fumée et les effets sur la santé associés. »

Les modèles actuels de prévision des incendies de forêt sont trop coûteux en calcul pour être exécutés pour les incendies de forêt à grande échelle. Le modèle produit par BYU/Los Alamos, qui ressemble à quelque chose de rayé sur un tableau dans A Beautiful Mind (voir image à droite), fournit des éléments fondamentaux pour valider des modèles plus efficaces pouvant être appliqués sur des superordinateurs à un coût de calcul raisonnable.

La recherche vise à aider le Service forestier et d'autres groupes de gestion des feux de forêt à mieux connaître l'impact des brûlages dirigés sur les environnements urbains environnants. (Les brûlages dirigés sont une méthode pour aider à prévenir les incendies de forêt.) Selon Josephson, il "fournit les outils pour donner des informations pour aider les personnes qui ont besoin de prendre ces décisions".

« Lorsqu'un feu de forêt naturel se produit, personne n'est responsable des émissions car c'est un acte de la nature, " dit-il. " Mais quand le service forestier veut prescrire un feu, puis soudain, vous êtes responsable de la fumée et des émissions qui en découlent. Vous comprenez mieux les émissions avant de déclencher un incendie qui pourrait avoir de graves effets sur les communautés environnantes. »

Le financement de la recherche provient plus spécifiquement de la Rocky Mountain Research Station of the Forest Service et de la National Nuclear Security Administration du Department of Energy, par le biais du Centre de simulation multidisciplinaire de capture de carbone de l'Université de l'Utah.

Alors que Lignell a déclaré qu'il existe toujours un écart entre leurs recherches et leur impact direct sur l'air que les gens respirent, il s'est personnellement investi pour combler ce fossé, pas seulement en tant qu'ingénieur chimiste, mais en tant que personne asthmatique.

"Quand la fumée remplit la vallée, Je le prends personnellement; cela affecte vraiment la vie des gens, " A déclaré Lignell. " Cela vous fait certainement prêter attention aux problèmes d'incendie de forêt et vous donne envie de faire partie du travail sur ces problèmes. "