Utilisation de l’aspersion d’eau pour réduire la vulnérabilité des structures face à un incendie aux interfaces forêt - habitat

Le sujet de thèse vise à développer des moyens d’atténuation du risque afin de réduire la vulnérabilité des constructions face à un incendie extérieur. Il s’agira d’étudier comment l’aspersion d’eau peut protéger les matériaux et les éléments de construction d’une structure en limitant la propagation du feu. L’objectif final est de fournir des recommandations permettant d’accroître la résistance des bâtiments et autres structures face aux agressions thermiques provoquées par les incendies aux interfaces forêt - habitat.

La thèse s’articulera autour de deux axes principaux.

- Le premier axe consistera à caractériser expérimentalement l’efficacité de l’aspersion d’eau pour atténuer les sollicitations thermiques générées par la combustion de végétaux et de structures secondaires, en portant une attention particulière aux risques liés aux brandons. Des expériences seront réalisées à l’échelle produit avec un calorimètre à consommation d’oxygène (LSHR) afin d’étudier l’efficacité de l’aspersion en fonction de ses caractéristiques, comme le débit ou la taille des gouttes. Des tests à pleine échelle seront également menés sur la plateforme EXPLORII. L’impact du feu, avec et sans aspersion, sera analysé à travers des paramètres tels que les flux de chaleur, la température des éléments et le nombre de brandons traversant le brouillard d’eau. La comparaison des résultats permettra de quantifier l’atténuation des flux thermiques, le refroidissement des éléments et l’efficacité de la protection contre les brandons, en tenant compte des conditions ambiantes comme la vitesse et la direction du vent.

- Le second axe portera sur l’amélioration de la modélisation numérique de l’aspersion d’eau en cas d’incendie. Les simulations utiliseront les données expérimentales obtenues pour valider et enrichir le code de calcul FDS. La modélisation intégrera dans un premier temps les brandons, puis les brouillards d’eau, afin d’évaluer l’impact des feux en fonction des caractéristiques du feu, des propriétés de l’aspersion d’eau et des conditions environnementales.

Les données issues de ces simulations, couplées aux résultats expérimentaux, contribueront à l’élaboration d’un guide pour le dimensionnement des dispositifs de protection, répondant aux attentes spécifiques d’un Plan de Prévention des Risques Incendie de Forêt (PPRIF).

Le laboratoire des Sciences Pour l’Environnement (UMR 6134 SPE) est une Unité Mixte de Recherche rattachée à l'Université de Corse et aux instituts CNRS Ingénierie et CNRS Ecologie et Environnement. Le projet Feu s’inscrit à la fois dans les problématiques internationales liées au risque incendie et dans les enjeux territoriaux spécifiques à la Corse, tels que la gestion des forêts et les plans de prévention des risques. Les activités menées dans ce cadre visent deux objectifs principaux. Le premier est de nature scientifique et consiste à approfondir les connaissances fondamentales dans des disciplines comme la combustion, les transferts thermiques ou l’analyse chimique. Le second concerne le développement d’outils de lutte et de prévision destinés aux professionnels confrontés aux incendies.

Ces dernières années, des avancées importantes ont été réalisées en matière de connaissances fondamentales grâce aux travaux sur la combustion et les transferts thermiques. En parallèle, les projets européens INTERMED, MED-STAR et FIRE-RES ont permis de créer une plateforme unique capable d’étudier l’impact d’un feu sur une construction dans des conditions réelles. Par ailleurs, l’acquisition d’un supercalculateur par l’Université de Corse a ouvert la possibilité de simuler la propagation d’un incendie à l’échelle d’un hameau en utilisant un modèle détaillé. Fort de ces bases, le projet Feu a défini comme priorité pour la période 2024-2028 le renforcement de la résistance des constructions face aux incendies dans les interfaces habitat-forêt.

Le candidat devra posséder des connaissances en énergétique (transferts thermiques et combustion) et en mécanique des fluides