Progrès dans la quantification des caractéristiques du comportement des incendies dans les forêts et les zones arbustives à l’échelle mondiale

Contexte académique

Les feux de forêt (wildland fire) sont un phénomène naturel complexe impliquant des interactions entre des processus chimiques, physiques et biologiques. En raison de leur nature de propagation libre, de leurs flux d’énergie destructeurs et de leur environnement dangereux, l’étude des feux de forêt est extrêmement difficile. Comprendre le comportement des feux de forêt est essentiel pour atténuer et gérer leurs impacts sur les valeurs écologiques et humaines. Cependant, les mécanismes du comportement des feux de forêt s’étendent sur des échelles spatiales allant du millimètre au kilomètre et sur des échelles temporelles allant de la seconde à l’heure, ce qui rend leur mesure et leur modélisation complètes extrêmement difficiles.

Au cours des dernières décennies, la recherche quantitative sur le comportement des feux de forêt s’est principalement appuyée sur des expériences sur le terrain et des observations occasionnelles de feux de forêt. Ces études ont fourni une base pour la compréhension du comportement des feux de forêt, mais en raison du manque de méthodes expérimentales standardisées, la compréhension quantitative des facteurs physiques qui déterminent ce comportement a été limitée. Ces dernières années, l’application de nouveaux capteurs et méthodes de mesure a offert des opportunités pour décrire plus complètement les caractéristiques de la propagation des incendies, en particulier dans le contexte des feux de forêt, permettant de mieux capturer des phénomènes qui ne se produisent pas à des échelles expérimentales plus petites.

Source de l’article

Cet article de synthèse intitulé “Progrès dans la quantification des caractéristiques du comportement des incendies dans les forêts et les zones arbustives à l’échelle mondiale” a été rédigé par Miguel G. Cruz, Chad M. Hoffman et Paulo M. Fernandes, respectivement affiliés au CSIRO en Australie, à l’Université d’État du Colorado aux États-Unis et à l’Université de Trás-os-Montes e Alto Douro au Portugal. L’article a été accepté le 25 novembre 2024 et publié dans la revue Current Forestry Reports, avec le DOI 10.1007/s40725-024-00241-5.

Contenu principal de l’article

1. Synthèse mondiale des données sur le comportement des incendies

L’article commence par passer en revue les recherches sur le comportement des incendies menées au cours des deux dernières décennies dans les écosystèmes forestiers et arbustifs, en se concentrant sur les attributs les plus couramment mesurés, tels que la vitesse de propagation des incendies (rate of fire spread), la réussite de l’allumage et la durabilité de la propagation (ignition and spread sustainability), les caractéristiques des flammes (flame characteristics), la consommation de combustible (fuel consumption) et le comportement des points chauds (spotting behaviour).

Les auteurs soulignent que, bien que les données expérimentales sur le terrain et les observations des feux de forêt aient fourni une base pour la compréhension quantitative du comportement des incendies, le manque de méthodes expérimentales standardisées a limité la compréhension quantitative des facteurs physiques qui déterminent ce comportement. Ces dernières années, l’application de nouveaux capteurs et méthodes de mesure a offert des opportunités pour décrire plus complètement les caractéristiques de la propagation des incendies, en particulier dans le contexte des feux de forêt, permettant de mieux capturer des phénomènes qui ne se produisent pas à des échelles expérimentales plus petites.

2. Recherche sur la vitesse de propagation des incendies

La vitesse de propagation des incendies est l’une des quantités les plus étudiées dans le comportement des incendies. L’article résume 48 études qui ont collecté des données sur la vitesse de propagation des incendies principalement par le biais d’expériences sur le terrain et d’observations de feux de forêt. Les méthodes de recherche vont de l’estimation visuelle par des observateurs au sol à l’analyse d’images visuelles et infrarouges provenant d’avions ou de drones. La plupart des études ne prennent en compte que le temps de propagation unidimensionnel, tandis que les mesures détaillées de la forme des incendies et de la variation spatio-temporelle de la vitesse de propagation sont plus rares.

Ces dernières années, de plus en plus d’études ont commencé à publier leurs données expérimentales et de feux de forêt, qui ont été utilisées pour développer de nouveaux modèles, calibrer des modèles existants ou tester de nouvelles méthodes de modélisation, telles que l’optimisation par algorithme génétique, les réseaux de neurones et d’autres méthodes d’apprentissage automatique. Ces données publiques ont également fourni une base pour l’évaluation indépendante de nouveaux modèles et de modèles existants.

3. Réussite de l’allumage et durabilité de la propagation des incendies

La réussite de l’allumage et la durabilité de la propagation des incendies sont des domaines importants mais moins étudiés dans la recherche sur le comportement des incendies. L’article résume 13 études qui ont principalement exploré les conditions seuils pour la réussite de l’allumage et la durabilité de la propagation des incendies de surface. Les recherches ont montré que l’humidité du combustible (fuel moisture content) est le principal facteur influençant la durabilité de la propagation des incendies, tandis que la vitesse du vent et les descripteurs de la structure du combustible ont également été identifiés comme des variables significatives dans certaines études.

4. Recherche sur les caractéristiques des flammes

L’étude des caractéristiques des flammes est essentielle pour comprendre les impacts des incendies sur les écosystèmes, la difficulté de l’extinction, l’exposition aux radiations et pour promouvoir le développement de modèles plus complexes de propagation des incendies. L’article résume 17 études qui ont principalement mesuré et modélisé des caractéristiques des flammes telles que la hauteur, l’angle et la profondeur des flammes. Les recherches ont montré que les méthodes de mesure des caractéristiques des flammes sont variées, allant de l’estimation visuelle à l’enregistrement photographique et vidéo, mais en raison du manque de méthodes de mesure définies et acceptées, les résultats des mesures présentent une incertitude élevée.

5. Recherche sur la consommation de combustible

La consommation de combustible est un attribut important dans la recherche sur le comportement des incendies, car elle détermine la libération d’énergie, les émissions de dioxyde de carbone, la production de fumée et les impacts sur les écosystèmes. L’article résume plusieurs études qui ont principalement exploré la consommation de différents types de combustibles, y compris les combustibles fins (fine fuels) et les combustibles grossiers (coarse woody debris). Les recherches ont montré que l’humidité du combustible est le principal facteur influençant la consommation de combustible, tandis que l’intensité des incendies ou les indicateurs de gravité des incendies par télédétection ont également un impact direct sur la proportion de combustible consommé.

6. Recherche sur le comportement des points chauds

Le comportement des points chauds fait référence au processus par lequel des braises volantes provenant d’un incendie enflamment de nouveaux foyers en dehors de la zone de flammes actives. L’article résume plusieurs études qui ont principalement exploré la dynamique du comportement des points chauds à travers des expériences sur le terrain et des données d’observation des feux de forêt. Les recherches ont montré que la vitesse du vent, la taille des incendies et la topographie sont les principaux facteurs influençant le comportement des points chauds sur de longues distances.

7. Activités de collecte de données intégrées

Pour soutenir une compréhension plus approfondie du comportement des incendies et de ses liens avec les effets des incendies et la fumée, les scientifiques conçoivent et mènent de plus en plus d’activités de mesure interdisciplinaires. Ces activités impliquent généralement des mesures détaillées des variables environnementales telles que les combustibles, les conditions atmosphériques, la topographie et l’humidité du combustible, ainsi que des enregistrements détaillés du comportement des incendies et de leurs effets. Ces campagnes de mesure intégrées offrent des opportunités pour évaluer divers modèles prédictifs, tester des hypothèses spécifiques et générer de nouvelles hypothèses.

Importance et valeur de l’article

Cet article de synthèse, en résumant les recherches mondiales sur le comportement des incendies dans les forêts et les zones arbustives au cours des deux dernières décennies, révèle la diversité et la complexité des données sur le comportement des incendies. L’article souligne que, bien que les données expérimentales sur le terrain et les observations des feux de forêt aient fourni une base pour la compréhension quantitative du comportement des incendies, le manque de méthodes expérimentales standardisées a limité la compréhension quantitative des facteurs physiques qui déterminent ce comportement. Ces dernières années, l’application de nouveaux capteurs et méthodes de mesure a offert des opportunités pour décrire plus complètement les caractéristiques de la propagation des incendies, en particulier dans le contexte des feux de forêt, permettant de mieux capturer des phénomènes qui ne se produisent pas à des échelles expérimentales plus petites.

L’article met également en avant l’importance des données sur le comportement des incendies dans le développement et l’évaluation de modèles prédictifs, qui ont des applications larges dans la gestion des incendies et le soutien à la prise de décision. En synthétisant les données mondiales sur le comportement des incendies, l’article fournit une référence et des orientations importantes pour les futures recherches sur le comportement des incendies.

Points forts

1. Synthèse mondiale : L’article offre pour la première fois une synthèse complète des recherches mondiales sur le comportement des incendies dans les forêts et les zones arbustives au cours des deux dernières décennies, révélant la diversité et la complexité des données sur le comportement des incendies.
2. Application de nouvelles technologies : L’article met en avant l’application de nouveaux capteurs et méthodes de mesure dans la recherche sur le comportement des incendies, en particulier dans le contexte des feux de forêt, permettant de mieux capturer des phénomènes qui ne se produisent pas à des échelles expérimentales plus petites.
3. Ouverture des données : L’article souligne que de plus en plus d’études publient leurs données expérimentales et de feux de forêt, fournissant une base pour le développement de nouveaux modèles, le calibrage de modèles existants et l’évaluation indépendante des modèles.
4. Recherche interdisciplinaire : L’article met en avant l’importance des activités de mesure interdisciplinaires dans la recherche sur le comportement des incendies, offrant des opportunités pour évaluer divers modèles prédictifs, tester des hypothèses spécifiques et générer de nouvelles hypothèses.

Conclusion

Cet article de synthèse, en résumant les recherches mondiales sur le comportement des incendies dans les forêts et les zones arbustives, révèle la diversité et la complexité des données sur le comportement des incendies, et met en avant l’application de nouveaux capteurs et méthodes de mesure dans ce domaine. L’article fournit une référence et des orientations importantes pour les futures recherches sur le comportement des incendies, avec une valeur scientifique et pratique significative.