Modélisation des feux de forêt

Feu de forêt en Corse.

Les feux de forêt représentent un risque majeur pour de nombreux pays dans le monde. Outre les pertes de vie humaines, ils occasionnent des dégâts environnementaux et économiques (destruction de biens d’habitation et de moyens de lutte contre les feux). Ils sont la cause de déforestations et de désertifications, et polluent l’air : les émissions de CO₂ lors d’un feu de forêt représentent 20 % des émissions totales, sans compter les métaux lourds et radionucléides qui sont aussi propulsés dans l’atmosphère. Ces dernières années, le feu a engendré de nombreuses catastrophes dans le monde entier : au début de l’année 2013 en Australie, plus de 200 km² de forêts et de terres agricoles ont été détruits par un incendie qui a contraint 2 000 personnes à quitter leur logement. Au cours de l’été 2012, un feu en Espagne a causé la mort de 4 personnes et brûlé près de 130 km². En 2010 en Israël, 40 personnes ont péri à cause d’un incendie de végétation. Mais la lutte contre les feux de forêt est d’autant plus efficace qu’il est possible d’anticiper leurs comportements au cours du temps, grâce à des modèles mathématiques.

Les modèles de feux de forêt sont basés soit sur l’analyse mathématique de la physique fondamentale et des procédés chimiques qui contrôlent la propagation des feux, soit sur le principe de conservation de l’énergie, soit sur des descriptions statistiques de feux expérimentaux. Leur programmation informatique permet d’obtenir des simulations numériques qui prédisent par exemple l’intensité d’un feu et sa vitesse de propagation en fonction de facteurs environnementaux tels que le type de végétation et la couverture, la topographie du terrain et les conditions climatiques.

L’amélioration et la validation de ces modèles nécessitent la comparaison des données numériques qu’ils génèrent avec des données réelles. Depuis une dizaine d’années, des travaux de recherche sont menés pour développer des instruments de mesure dédiés aux feux de forêt basés sur la modélisation 3D des feux par stéréovision. A partir d’images prises sous différents angles de vue d’un feu, il est possible de déterminer la position dans l’espace de points appartenant au feu et de calculer des informations tridimensionnelles telles que sa position, sa forme et ses dimensions.