Dans le but de comprendre les phénomènes les plus effrayants de la saison des feux de forêt.
Alors que l’avion commençait à descendre dans Medford, nous sommes tombés dans la fumée recouvrant le sud-ouest de l’Oregon et le nord de la Californie. C’était fin juillet 2018 et plusieurs incendies majeurs brûlaient dans la région. J’étais en route pour rejoindre une équipe de Cal Fire (Département des forêts et de la protection contre l’incendie de Californie) chargée d’enquêter sur un incident fatal survenu deux jours auparavant.
Ce que le chef du groupe m’a dit au téléphone m’avait fait des frissons dans le dos : « Un pompier a été tué dans une tornade de feu. Son véhicule a été projeté à des centaines de mètres du sol. » Peut-être plus que quiconque, je savais que cela pourrait arriver un jour. Dix ans plus tôt, j’avais eu un premier aperçu des conséquences d’une tornade d’incendie. L’objet, de près de 300 mètres de diamètre, avait quitté le feu des Indiens en Californie et avait envahi un groupe de pompiers. L’un des survivants m’a dit que le vent était si fort que d’essayer de se mettre en sécurité me donnait l’impression de courir dans des eaux profondes jusqu’à la poitrine. Heureusement, les hommes se trouvaient sur une autoroute pavée à deux voies, ce qui leur a probablement sauvé la vie: s’ils avaient été à 10 pieds et entre les arbres et l’herbe, ils seraient morts. Quand je suis arrivé sur le site, d’énormes branches de chêne gisaient tout autour, et le sol avait été balayé par des cailloux. La scène m’a laissé impressionné et inquiet. Une tornade d’incendie pourrait évidemment nuire aux pompiers qui se sont réfugiés dans des zones considérées comme sûres. C’était un appel proche. Beaucoup d’entre nous avaient vu des tourbillons de feu, des colonnes de feu tournantes de la taille d’un diable, et ne les considéraient pas comme particulièrement dangereux. En revanche, les tornades de feu – qui associent le pouvoir destructeur du feu à celui de vents aussi féroces que dans une tornade réelle – étaient si rares qu’elles étaient presque mythiques. Même moi, pompier depuis 1996 et chercheur en comportement du feu pendant huit ans, je n’en avais entendu parler que d’un, d’après un récit qu’un pompier vétéran m’avait raconté. En rentrant chez moi au laboratoire des sciences du feu de Missoula dans le Montana, j’ai mené une étude bibliographique. Il a été rapporté des rapports, le plus souvent sommaires, de plusieurs tornades d’incendie survenues dans le monde entier dans un passé proche et lointain. Les informations sur le sujet étaient si rares que les scientifiques n’étaient même pas d’accord sur ce qui pouvait être qualifié de tornade d’incendie. Les incendies de forêt massifs peuvent générer des nuages dits pyrocumulonimbus (pyroCb) à haute altitude. Ce sont des nuages orageux recouverts de glace qui se condensent à partir de l’humidité dégagée au-dessus d’un feu – de la végétation qu’elle a consommée, de la vapeur d’eau dans l’atmosphère et en tant que sous-produit de la combustion elle-même. Quelques chercheurs ont soutenu que seuls les vortex d’incendie qui se connectent aux nuages de pyroCb en hauteur sont de véritables tornades d’incendie. Selon cette définition, un seul document a jamais été documenté, dans une tempête de feu de 2003 près de Canberra, en Australie. Il avait laissé un chemin de dégâts presque 15 miles de long. Ce cadre semblait beaucoup trop restrictif pour être très utile aux pompiers. En utilisant la définition de travail d’une tornade de feu comme étant un tourbillon de feu avec une vitesse de vent semblable à celle du vent, mon collègue Bret Butler et moi avons rassemblé tous les documents que nous pouvions trouver et les avons regroupés dans des manuels et des cours de formation des pompiers. Mais maintenant, je me suis retrouvé en route vers le sud, en direction du feu de Carr, juste à l’extérieur de Redding, en Californie, pour enquêter sur la mort d’un pompier dans une tornade de feu – une tragédie que je cherchais depuis longtemps à éviter. LA TORNADE DE FEU CARR Le site ressemblait à une zone de guerre. Ni le célèbre chercheur sur les tornades Josh Wurman, que j’avais recruté pour l’enquête, et je n’avais jamais rien vu de tel. Des blocs entiers de maisons avaient été rasés et il ne restait que les fondations. La toiture et d’autres débris ont jeté une traînée sur la zone et les véhicules ont été roulés à plusieurs reprises sur le sol. Les arbres ont été déracinés ou cassés, et des particules volantes de sable et de roche les avaient dépouillés de leur écorce. Trois tours de lignes électriques construites en treillis métalliques, mesurant chacune une hauteur d’environ 100 pieds, ont été détruites, l’une d’elles ayant été soulevée de sa base et emportant 1 000 pieds dans les airs. Un conteneur de 40 pieds avait été déchiré et un tuyau en acier était enroulé autour de poteaux électriques au sol. Nous avons estimé que les vents pourraient avoir atteint 165 km / h, une vitesse qui se produit dans les tornades de classe 3 à l’échelle Enhanced Fujita. (Cette échelle classe les tornades sur une échelle allant de 0 à 5, 5 indiquant les vents les plus rapides et les plus destructeurs.) En Californie, seules deux tornades régulières de cette force avaient été enregistrées. La température maximale des gaz en combustion à l’intérieur de la tornade de feu peut avoir atteint près de 2700 degrés Fahrenheit. L’objet avait plus de 1000 pieds de large à sa base et, selon l’imagerie radar, trois miles de haut. Il a duré au moins 40 minutes, au cours desquelles il a lentement traversé le sol, laissant un chemin de destruction de près de 1,5 km de long.
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Des planches allumées disposées en triangle grossier permettent à l’air de tourbillonner dans la zone centrale, où un autre feu rassemble la rotation en tourbillon. Les feux de forêt ou urbains de certaines formes peuvent également générer des tornades de feu. Crédit: Spencer Lowell
Notre équipe a interrogé des témoins et recueilli des preuves vidéo dans l’espoir d’apprendre de l’événement. La tornade d’incendie s’est produite dans la soirée du 26 juillet 2018, au cours d’un incendie de forêt couvrant des milliers d’acres au nord-ouest de Redding. Le feu était tellement étendu et intense qu’il a généré des nuages de pyroCb à des altitudes supérieures à trois milles. Soudainement, vers 17 h 30, les flammes se sont propagées vers l’est, tuant Don Smith, opérateur du bulldozer de lutte contre l’incendie, ainsi qu’un civil à son domicile. Lorsque le feu de forêt s’est approché de la périphérie de Redding, il a provoqué de nombreux tourbillonnements et jeté des braises à plus d’un kilomètre du feu et à travers la rivière Sacramento. Celles-ci ont déclenché plusieurs «feux ponctuels» ou de petits incendies isolés près de deux subdivisions au bout d’une impasse. Une scène extrêmement chaotique s’est déroulée alors que les pompiers tentaient d’évacuer les propriétaires et de sauver des maisons alors même que leur chemin de fuite était coupé. Les gens couraient littéralement pour sauver leur vie. Le pompier Jeremy Stoke, de Redding, s’est rendu sur place pour apporter son aide. Au moment où il arrivait, vers 19 h 30, la tornade de feu s’est formée au-dessus de la route, emprisonnant résidents et pompiers dans les lotissements. Il a apparemment attrapé Stoke sur la route. Il a transmis un appel Mayday à sa radio avant que de puissants vents ne roulent à plusieurs reprises sur son camion. il finit par se poser contre un arbre à des centaines de mètres. Stoke a été retrouvé quelques heures plus tard, mort de blessures traumatiques. La plupart des vitres de deux véhicules Cal Fire conduits sur la route ont été brisées et ont été battues par des débris volants. Étrangement, l’un des camions était principalement endommagé du côté du conducteur et l’autre du côté du passager, même s’ils se trouvaient à seulement 150 pieds de distance et tournaient dans la même direction, ce qui indique le mouvement de rotation de l’air. Les occupants se sont blottis sur le plancher pour se protéger des projectiles. Les fenêtres de trois bulldozers proches ont également été soufflées, un opérateur a eu le verre à l’oeil et un autre a été gravement brûlé aux mains. Un policier à la retraite qui conduisait s’est rendu compte que son camion était en feu et s’est arrêté ; il a survécu mais a subi des brûlures aux voies respiratoires. Plus tragiquement encore, deux enfants et leur arrière-grand-mère ont péri à l’extérieur de l’enfer rotatif dans leur maison incendiée. DANS LE LABORATOIRE Que pouvons-nous apprendre d’un événement comme celui-ci ? Pouvons-nous prédire quand et où une tornade d’incendie se produira afin de pouvoir évacuer résidents et pompiers ? Qu’est-ce qui cause les tornades d’incendie ? Un premier pas dans la réponse à ces questions consiste à regarder dans l’histoire. En 1871, une ville du Wisconsin fut dévastée par ce qui était probablement une tornade d’incendie, à en juger par la quantité massive de débris – y compris une maison – jetés autour. En 1964, le Polo Fire en Californie en a engendré un qui a blessé quatre personnes et détruit deux maisons, une grange, trois voitures et un verger d’avocats. L’un des plus horribles a eu lieu lors du bombardement incendiaire de Hambourg, en Allemagne, par la Seconde Guerre mondiale : la tempête de feu qui s’ensuivit provoqua une tornade d’incendie qui, selon le géographe Charles Ebert, avait jusqu’à deux milles de largeur et trois milles de hauteur. Plus de 40 000 civils sont morts dans la conflagration.
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Crédit: Bryan Christie Design
En 1923, un tremblement de terre majeur a déclenché un incendie urbain à Tokyo. Tandis qu’il se propageait de bâtiment en bâtiment, les résidents ont été évacués vers une zone ouverte entre les structures. Une grande tornade d’incendie s’est formée dans cette zone, faisant environ 38 000 victimes en 15 minutes. Pendant plus d’un demi-siècle, l’explication acceptée de ce terrible événement était qu’une tornade régulière se formait exactement au même moment et au même endroit que l’incendie. Mais dans les années 1980 et 1990, les ingénieurs S. Soma et K. Saito de l’Université du Kentucky ont utilisé des archives historiques pour construire un modèle à petite échelle de l’incendie réel, reproduisant minutieusement sa géométrie et les vents ambiants. Leur feu de laboratoire a généré un vortex – prouvant que le premier n’était pas une coïncidence, mais était causé par le feu lui-même. Cette recherche s’appuie sur des travaux de laboratoire pionniers menés deux décennies plus tôt, lorsque George Byram et Robert Martin, de la station de recherche sud du Service des forêts des États-Unis, ont créé de petits tourbillons de feu dans leurs locaux de Macon, en Géorgie. par des murs cylindriques avec des fentes verticales, ce qui a forcé les courants d’air dans le feu pour entrer dans un mouvement de rotation. De manière significative, le tourbillon de feu résultant a provoqué la combustion du carburant – et la libération de son énergie – jusqu’à trois fois plus rapidement que dans un feu non rotatif. Le vent en rotation semble avoir augmenté la vitesse de combustion en repoussant les flammes vers la surface de l’alcool, le réchauffant. Des recherches ultérieures ont montré que le taux de libération d’énergie pouvait être multiplié par sept au maximum lors de tels incendies. Quelque chose de similaire se produit dans les tourbillons de feu de forêt et les tornades de feu. Une pièce de bois chauffée génère des centaines de gaz inflammables différents, dont la combustion génère des flammes. Les forts vents horizontaux et rotatifs de la tornade de feu peuvent forcer les flammes à descendre dans la végétation, ce qui la fait brûler plus fort. En 1967, Howard Emmons et Shuh-Jing Ying de l’Université de Harvard ont entouré un feu de laboratoire fixe d’un tamis cylindrique pouvant être tourné à différentes vitesses, donnant une rotation à l’air circulant dans les flammes. Les chercheurs ont mesuré la vitesse du vent et la distribution de la température du tourbillon de feu ainsi généré, permettant ainsi de mieux comprendre son fonctionnement interne. Ils ont constaté que, mis à part le feu lui-même, la formation d’un tel vortex nécessite une source de rotation et un mécanisme pour l’intensifier. Une tornade de feu a essentiellement la même hydrodynamique. Un tourbillon important existe souvent dans l’atmosphère: il est généré par le vent tournant autour des montagnes ou traînant sur le sol ou par les variations de densité et de pression. Le feu lui-même remplit deux autres fonctions cruciales : il concentre la rotation et la maintient debout de sorte qu’un tube d’air étroit finisse par tourner autour d’un axe vertical. Tout d’abord, l’air chaud qui s’élève au-dessus du feu attire l’air de remplacement à la base, récupérant ainsi de l’air en rotation provenant de l’environnement. Une partie du tourbillon pourrait à l’origine se situer autour d’un axe horizontal, mais une fois que l’air est aspiré dans le panache de feu, son flux chaud et flottant vers le haut provoque l’inclinaison de l’axe vers une orientation verticale. Deuxièmement, bien que l’air en mouvement commence lentement quand il est près du sol, il se réchauffe lorsque les gaz qu’il contient brûlent. La pression atmosphérique tout autour du vortex force l’air chaud et léger dans le noyau vers le haut. L’air accélérant dans le panache de feu étire le tourbillon de feu ou la tornade de feu verticalement le long de son axe, réduisant ainsi son diamètre, un peu comme si on séparait un bloc de pâte, on provoque la formation d’un cou long et mince. Il semble que lorsqu’un tourbillon de feu ou une tornade de feu se déplace sur une zone brûlée, il s’étire sur une hauteur considérable et tourne vite et bien, mais lorsqu’il se déplace sur une zone déjà brûlée, il se répand et se ralentit dans un cylindre de fumée diffus . Parfois, l’objet en rotation est tellement large et lent que les pompiers ne le perçoivent pas. La direction du mouvement du tourbillon à travers le sol dépend des vents ambiants et des détails du terrain d’une manière que nous n’ayons pas encore comprise. Emmons et Ying ont également constaté que les tourbillons de feu sont remarquablement efficaces pour conserver leur énergie de rotation, ce qui les rend (malheureusement) assez durables. La tornade d’incendie chez les Indiens, par exemple, a duré environ une heure. Lorsque la tornade de feu monte en flèche, deux forces opposées dans le sens radial se renforcent: la force centrifuge tirant un paquet d’air rotatif vers l’extérieur et, en opposition, une faible pression dans le noyau le tirant vers l’intérieur. Le bilan qui en résulte limite le mouvement de l’air dans la direction radiale et donc la perte d’énergie du vortex. En revanche, les feux non rotatifs échangent environ 10 fois plus d’énergie avec l’atmosphère environnante. Ce mécanisme rend également les tourbillons plus minces et plus hauts que les feux non tournants, car pratiquement aucun air n’est aspiré, sauf à la base, il y a moins d’oxygène disponible pour la combustion. Ainsi, Tout aussi dangereuse, la colonne de gaz chauds et de faible densité induit une très faible pression à la base du tourbillon. La traînée près du sol ralentit la rotation, réduisant la force centrifuge poussant l’air vers l’extérieur. Cependant, comme la force interne générée par la pression reste la même, le vent près du sol s’infiltre dans la tornade de feu. Il finit par agir comme un aspirateur géant, aspirant de l’air et, souvent, brûlant des débris dans la base, le forçant verticalement vers le haut du noyau à des vitesses extrêmes et le crachant des hauteurs, générant des incendies ponctuels de manière imprévisible. SUR LE TERRAIN Malgré toutes ces connaissances sur la physique des tornades de feu, nous ne pouvons toujours pas prédire où et quand il se produira. Une chose est claire cependant: étant donné la rareté des tornades de feu, même si un grand feu très brûlant a toujours la capacité de concentrer la rotation, le facteur essentiel de leur apparition semble être la présence d’une forte source de rotation.
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Un incendie de corona à Yorba Linda, en Californie, en novembre 2008, a généré un vortex enflammé – peut-être une tornade de feu – qui menaçait les habitations. Crédit: David McNew - Getty Images
Nous savons d’études de cas, par exemple, que l’un des endroits les plus propices à la formation de tornades est le versant sous le vent d’une montagne. Le vent qui souffle autour de la montagne provoque des mouvements tourbillonnants du côté sous le vent, comme de l’eau se déplaçant autour d’un gros rocher dans une rivière. Un feu qui brûle peut se rassembler et étendre cette rotation en une tornade de feu. Mais les choses sont en réalité plus compliquées : les vortex Fiery peuvent également apparaître sur un terrain plat et par vent calme. Par exemple, un important tourbillon de feu au Kansas a probablement été généré par un front froid qui est entré en collision avec l’air chaud ambiant lors de son passage au-dessus d’un feu dans un champ. Et une étude réalisée en 2007 par Rui Zhou et Zi-Niu Wu, de l’Université Tsinghua à Beijing, a montré que de multiples incendies brûlaient dans certaines configurations spécifiques – ce qui peut se produire lorsqu’un incendie jette des braises devant lui-même, Alors, d’où vient la rotation qui a provoqué la tornade mortelle de Carr Fire ? Compte tenu des nombreux tourbillons qui ont précédé la tornade, une rotation anormalement élevée existait manifestement dans la région. En prévision, j’ai demandé à Natalie Wagenbrenner, une collègue du Laboratoire des sciences du feu de Missoula, de réaliser des simulations informatiques spécialisées de la météo ce jour-là. Ses études ont montré que de l’air frais et dense de l’océan Pacifique était poussé vers l’est et au-dessus d’une chaîne de montagnes à l’ouest de Redding. Cet air frais était beaucoup plus lourd que l’air chaud de la vallée de Sacramento: l’aéroport de Redding a enregistré une température maximale ce jour-là de 113 degrés F, un record. La gravité a donc accéléré l’air en descendant les pentes vers la vallée, un peu comme l’eau qui coule en aval. Bizarrement, Qu’est-il arrivé au vent ? Finalement, j’ai réalisé qu’il y avait un saut hydraulique – l’équivalent atmosphérique de ce qu’il advient de l’eau lorsqu’elle coule dans le déversoir sous un barrage. Lorsque la vitesse rapide de l’eau atteint la piscine à basse vitesse, la surface de l’eau monte à la surface, créant une vague déferlante qui reste en place et marque la limite entre les deux flux. Cette région contient des mouvements tourbillonnants intenses. De la même manière, l’air dense et froid qui déferlait à flanc de montagne heurtait la lentille lente de la vallée de Sacramento, générant probablement la puissante rotation qui a formé la tornade de Carr Fire [ voir le graphique ci-dessus.]. NP Lareau de l’Université du Nevada et ses collègues ont émis l’hypothèse, dans un article de 2018, que les nuages de pyroCb au-dessus de la tête, qui atteignaient des altitudes allant jusqu’à sept milles alors que la tornade de feu se formait, ont contribué à étirer le vortex à une grande hauteur, le réduisant ainsi le faire tourner encore plus. Si les incendies de forêt continuent de s’étendre, nous pourrions rencontrer plus fréquemment de tels objets meurtriers. Le bon côté des choses est que les leçons tirées de leur étude minutieuse pourraient aider à prévenir de futures tragédies. J’espère que des recherches plus poussées sur les tornades d’incendie, associées aux progrès des prévisions météorologiques et de la puissance de calcul, nous donneront dans un avenir proche la possibilité d’émettre des avertissements en cas de tornade, permettant de sauver des vies.
Scientist Explains How a Fire Tornado Forms By WIRED
Les feux de forêt extrêmes peuvent devenir si intenses que la chaleur dégagée par le feu peut générer ses propres conditions météorologiques. Dans de rares cas, comme lors de l'incendie de 2018 à Redding en Californie, l'incendie de forêt a créé sa propre tornade, ou plus communément appelée: un incendie. De nombreuses vidéos montrent des formations de feu qualifiées de Firenadoes - mais selon le scientifique spécialiste de l'atmosphère Neal Lareau, seules deux tornades de feu connues ont déjà été filmées.
Source : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] & Scientific American
_________________ [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] le.cricket vous salue bien !
Les Scientifiques Peuvent-Ils Prédire Les Tornades D’incendie ? (vidéo) By Jack35
Aujourd'hui à 10:13 par 
Sujet: Les Scientifiques Peuvent-Ils Prédire Les Tornades D’incendie ? (vidéo) By Jack35 