Titre/Title :
Caractérisation macroscopique du coefficient d’échange d’un milieu végétal par méthode de changement d’échelle, application aux modèles physiques de feux de forêts
Contact :
Christophe Brun
Résumé/Abstract :
Dans le contexte de la recherche sur les feux de forêts, le transfert d’énergie entre une structure végétale et le milieu environnant doit être connu. En effet, lorsqu’un végétal brûle, l’hypothèse d’un équilibre thermique local ne peut être faite : certains éléments thermiquement fins comme les feuilles sont effectivement à l’équilibre, mais ce n’est pas le cas des éléments thermiquement plus épais comme les branches.
Une étude numérique est donc menée au sein d’une couronne d’arbre pour évaluer le transfert thermique global entre la phase solide (les branches) et la phase fluide (l’air contenu dans la couronne). Les branches de la couronne sont générées à l’aide de fractals. L’utilisation de modèles de turbulence pour le calcul numérique est justifié par des mesures expérimentales effectuées sur des canopées réelles.
Pour les modèles physiques de feux de forêts, un milieu équivalent au milieu végétal doit être défini, dont les équations sont obtenues par changement d’échelle. Ces équations font apparaître le coefficient d’échange entre phases dont on possède à la fois l’expression à la petite et à la grande échelle. Ceci permet donc de déduire le coefficient d’échange des quantités calculées numériquement à la petite échelle.
Une corrélation sur le nombre macroscopique de Stanton a finalement pu être établie indépendamment des paramètres de la petite échelle, permettant d’effectuer des calculs numériques directement à l’échelle macroscopique.