Au feu ! Comment les supercalculateurs aident à lutter contre les incendies de forêt

Xavier Vigouroux, Bull HPC

 

Le Calcul Haute performance (HPC) influence notre vie quotidienne. Des prévisions météo aux expériences d'astrophysique, en passant par l'amélioration de la compétitivité dans la conception des avions et des voitures, et l'amélioration des techniques de forage de pétrole et de gaz, les supercalculateurs ont une influence grandissante sur les projets de recherche dans de nombreux secteurs.

 


Un exemple où l'utilisation de la simulation s'avère crucial est la lutte contre les incendies de forêt. Ces incendies détruisent un million d'hectares de terrain non cultivé en Europe, causant la perte de vies humaines et des répercussions économiques graves. Grâce à la simulation, nous pouvons créer des modèles de réaction des incendies face à certaines conditions, prévoir où et quand ils sont susceptibles d'avoir lieu, et comment ils vont se dérouler.  

En 2006, 60 km2 de forêt corse ont été ravagés par un incendie qui a duré quatre jours. À l'aide d'un tout nouveau supercalculateur « OCCIGEN », conçu par Bull et hébergé par le CINES, une équipe de scientifiques des Laboratoires CNRS SPE (Université de Corse), LA (Université de Toulouse) et CNRM (Météo-France) a simulé l'incendie après qu'il ait eu lieu. De telles simulations aident les pompiers à identifier l'emplacement des incendies futurs, à limiter les destructions et à sauver des vies humaines.

Voir de près, voir de très loin
Pour faire une prévision efficace, le modèle de simulation doit regarder l'incendie à un niveau micro et macro. Sur une petite échelle, mesurée en mètres, la simulation porte sur la dynamique du feu. L'avant de l'incendie génère d'énormes quantités d'énergie, car l'air est beaucoup plus chaud dans cette zone. Une convection locale se crée, qui contribue à l'expansion des flammes. L'analyse du gradient au sol et de la végétation est essentielle pour prédire l'étendue du feu, ainsi que le type d'arbre, car c'est le matériau qui sert de combustible.

À une échelle plus grande, mesurée en kilomètres, les conditions météorologiques telles que la vitesse et la direction du vent, l'humidité et la température de l'air doivent être prises en compte et intégrées au modèle.

L'incendie lui-même, incluant la fumée, la chaleur et les composants chimiques, influence les conditions atmosphériques, qui ont à leur tour un effet sur l'incendie. Ainsi, les deux simulations doivent être « associées » de manière à ce que, à chaque étape, elles échangent le résultat de leur calcul.

Les supercalculateurs repoussent déjà les frontières de la science et de la technologie. Dans ce cas particulier, elle a aidé l'équipe à simuler tous les aspects de l'incendie en Corse après son déroulement. Le modèle a pu analyser comment l'incendie a changé de direction afin qu'à l'avenir, les pompiers puissent se placer à l'endroit le plus efficace pour l'éteindre. Le prochain défi à relever sera de commencer la simulation dès la détection d'un incendie, permettant aux pompiers de se placer au bon endroit pour intervenir en temps réel. Nous avons encore beaucoup de travail, mais il s'agit de sauver des vies et de défendre l'environnement. Repousser les frontières des applications du Calcul Haute Performance est d'une valeur inestimable.

 

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