Thèse en cours

Impact des incendies de forêt sur les installations gazières

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Auteur / Autrice : Dylan Bernard
Direction : Frédéric Heymes
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Mecanique des fluides, energetique, thermique, combustion, acoustique
Date : Inscription en doctorat le 01/11/2023
Etablissement(s) : IMT Mines Alès
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Risques et Société
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LSR - Laboratoire des Sciences des Risques
Equipe de recherche : EUREQUA - Etude des risques et de la qualité de l'air

Résumé

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Le changement climatique a aujourd'hui de nombreuses répercussions sur les populations, que ce soit d'un point de vue économique, écologique ou encore sanitaire. Il contribue à l'augmentation des aléas naturels, tels que les feux de forêt par l'augmentation des températures, des sécheresses prolongées ou encore des vents de plus en plus intenses. Ces conditions, combinées, ont conduit à des épisodes majeurs de feux de forêt, tels que celui que la France a connu en 2022. En effet, l'année 2022 a été marquée par un record en termes de feux de forêt, avec environ 60 000 ha de surfaces forestières brûlées, selon les chiffres officiels. Depuis l'année record de 2003, au cours de laquelle environ 75 000 hectares de forêts ont été brûlés, la France n'avait pas connu de tels épisodes. La grande différence avec l'année de 2003 réside dans la zone géographique de ces incendies. En effet, en 2003, la majorité des surfaces brûlées se trouvaient dans les régions méditerranéennes, historiquement connues comme la zone française la plus à risque face à un tel aléa. Cependant, en 2022, deux tiers des surfaces de forêts brûlées se situent dans le reste de la France. Avec l'aggravation des effets du changement climatique, des feux de forêts d'une intensité exceptionnelle surviennent désormais dans des zones jusqu'ici épargnées ou rarement affectées par cet aléa. Les projections à l'horizon 2030 et 2050 indiquant une intensification des risques liés aux feux de forêt, cette problématique devient d'autant plus cruciale pour les industriels dont les infrastructures sont situées dans des zones boisées. Cela concerne notamment les installations de transport et de stockage de gaz naturel. Le projet de recherche mené durant cette thèse vise donc à évaluer la vulnérabilité des infrastructures de transport de gaz naturel sur le territoire français face au risque incendie de forêt. Ces infrastructures comprennent les installations dites « aériennes » donc de surface comme des stations de compression et de livraison, et les installations dites « souterraines » concernant majoritairement les canalisations enterrées sous les bandes de servitudes qui traversent le territoire. Ce projet s'articule à travers une approche combinant des solutions théoriques, expérimentales et numériques afin d'assurer une résolution complète et rigoureuse. L'approche théorique concerne la caractérisation du feu de forêt, plus particulièrement le flux émis par un tel incendie, le flux reçu par différentes cibles de différentes dimensions, le flux traversant un sol sec, humide ou encore riche en matière organique. L'approche expérimentale, qui sera menée au sein du laboratoire des Sciences des Risques de l'IMT Mines Alès, consiste à simuler à échelle 1 une installation souterraine et l'exposition de différentes cibles aériennes à un flux incident équivalent à un feu de forêt. Ce flux sera généré à l'aide d'un panneau radiant électrique. Différents instruments de mesure seront utilisés afin de suivre l'évolution de la température et d'autres facteurs liés au sol, en ce qui concerne les installations souterraines. Enfin, l'approche numérique consiste en partie à simuler sur l'outil CFD FDS, un incendie de végétation proche de telles infrastructures. L'intérêt de FDS se retrouve dans la capacité à faire varier plusieurs paramètres (topographie, météo, végétation) et à modéliser l'ensemble des échanges de chaleur que l'on retrouve lors d'un feu de forêt. Une approche sur l'outil CFD ANSYS Fluent sera également menée afin de modéliser plus finement les différentes cibles aériennes exposées à un flux thermique lorsqu'un écoulement interne est réalisé. Le couplage FDS et ANSYS Fluent permet une modélisation plus précise et affinée. Les expériences menées en parallèle permettent également de raffiner le modèle numérique de transfert de chaleur dans le sol réalisé sous MatLab, mais également de valider notre modèle numérique du couplage FDS/ANSYS Fluent pour ce qui concerne les installations aériennes.