Les feux de forêt destructeurs sont de plus en plus fréquents en raison du changement climatique et de la hausse des températures mondiales. Comprendre le comportement des feux de forêt à l'aide de modèles informatiques avancés peut nous aider à comprendre comment les feux de forêt se développent et se propagent. Crédit :KAUST.
Les simulations informatiques peuvent prédire la propagation des incendies de forêt à travers des sections d'une vraie forêt en utilisant une nouvelle méthode réaliste mais efficace en termes de calcul pour modéliser la combustion d'arbres individuels. Le modèle, qui capture avec précision le comportement des feux de forêt à l'échelle de la forêt, a été créé par les chercheurs de la KAUST et leurs collaborateurs internationaux.
« Notre travail peut aider à rendre les incendies de forêt réels plus prévisibles en simulant des scénarios d'incendie potentiels avec des données forestières réelles, " dit Torsten Hädrich, un doctorat étudiant dans le groupe de Dominik Michels. « Nous sommes également en mesure de simuler comment les pare-feux en forêt peuvent être utilisés pour contenir la propagation du feu, " il ajoute.
Les simulations du changement climatique prédisent depuis longtemps une augmentation mondiale de la prévalence et de l'intensité des incendies de forêt. « Nous avons intitulé notre document de recherche « Fire in Paradise » en référence à la ville de Paradise, dans le nord de la Californie, qui a été dévastée par un incendie de forêt en novembre 2018, faisant plus de 80 morts, " dit Michels, qui a dirigé la recherche.
Des simulations informatiques précises pourraient améliorer notre compréhension et notre gestion du comportement des incendies de forêt. "Le principal défi est de saisir les dynamiques complexes impliquées, " explique Hädrich. La simulation doit inclure un modèle de combustion des arbres et une composante dynamique des fluides pour la simulation d'incendie en tenant compte des variations environnementales, comme la densité des arbres, terrain et vent.
Les précédentes simulations d'incendie à l'échelle de la forêt ont représenté les arbres comme de simples cônes ou cylindres, mais cette simplification extrême de la structure forestière réduit la précision de la simulation. Hadrich, Michels et leurs collaborateurs ont développé une méthode pour modéliser les arbres en tant que collections de modules de type branche. "Notre représentation basée sur des modules permet de contrôler le niveau de détail de la simulation, " dit Hädrich.
Selon le scénario simulé, chaque arbre peut être représenté soit par de nombreux modules détaillés pour générer des structures de branchement très réalistes, soit par moins de modules plus grossiers pour un calcul efficace. "Notre approche est capable de simuler de manière réaliste la propagation du feu à travers des écosystèmes entiers avec un couvert forestier variable, " dit Hädrich.
D'autres améliorations de la précision prédictive de la simulation incluent la modélisation de la formation des nuages et des précipitations qui peuvent résulter de la libération de vapeur d'eau par la végétation en feu. Des améliorations supplémentaires à la simulation sont prévues, note Michels. "Nous aimerions inclure la simulation d'étincelles volant dans l'air et aborder la propagation du feu au sol facilitée par l'herbe, litière de branches et végétation de sous-bois, " dit-il. " Nous prévoyons également de valider davantage notre approche en utilisant des images satellites de véritables feux de forêt, ", ajoute Michels.
