L’objectif de cette thèse est de modéliser en temps réel la propagation d’un incendie dans des ensembles comportant un grand nombre de locaux. Un modèle semi-physique de réseau polydisperse amorphe prenant en compte les connexions à courte et longue distances entre sites, est proposé. Les phénomènes physiques liés au développement du feu dans un local et à sa transmission entre locaux par les parois sont simulés par des lois normales de probabilité. Les durées moyennes de transmission par les parois sont déterminées à l’aide d’un modèle à zones prenant en compte les spécificités du local en feu. Des expérimentations spécifiques dans un caisson en acier, représentatif d’un local de la Marine Nationale, ont permis de valider le modèle à zones. Un exemple détaillé du calcul par le modèle de réseau de la propagation d’un feu dans une maquette de navire à échelle un est ensuite décrit et analysé pour différents scénarios. Une analyse de sensibilité utilisant un plan factoriel complet à deux niveaux permet de hiérarchiser les paramètres du modèle et d’étudier la sensibilité de la solution aux variations de ces paramètres. Une étude statistique est conduite afin d’établir une cartographie du risque incendie à bord du navire. La transmission du feu par les gaines de ventilation est simulée par une loi normale de probabilité où la durée moyenne de transmission est déterminée à l’aide d’un code à champ unidimensionnel. Après avoir validé ce code sur des mesures obtenues par DGA dans une conduite cylindrique différentiellement chauffée, l’influence de ce mode de transmission sur la propagation du feu dans le navire est analysée. / This thesis work is devoted to the development of a semi-physical network model to predict real-time fire spread in polydisperse amorphous massively multi-compartmented spaces. This model takes into account short-range and long-range connections between adjacent and remote network sites. The physical phenomena of fire ignition and flashover, and of fire transmissions through the walls are simulated using time-dependent normal probability distributions. Mean durations of transmission though the walls are determined by a two-zone model which takes into account the fuel load, the room size and the thermal properties of walls. Specific experiments were conducted in a steel room, representative of a naval vessel compartment, in order to validate the zone model. Then a proof of concept is developed by applying the network model to different fire scenarios in a full-scale vessel mockup. A sensitivity analysis using a two-level full factorial design is performed to identify the most influential model parameters and to evaluate the sensitivity of the solution to variations of these parameters. A statistical study is conducted to produce fire risk maps. Finally, a special emphasis is put on the fire transmission by the ventilation ducts. This phenomenon is simulated using a time-dependent normal probability distribution where the mean duration is determined by means of a one-dimensional CFD model. This model is first validated using data obtained by DGA in a differentially heated duct and second, the influence of fire transmission through ventilation duct on its propagation throughout the vessel is investigated.

Cette thèse est divisée en trois chapitres. Le premier explique comment utiliser la méthode «level-set» de manière rigoureuse pour faire la simulation de feux de forêt en utilisant comme modèle physique pour la propagation le modèle de l'ellipse de Richards. Le second présente un nouveau schéma semi-implicite avec une preuve de convergence pour la solution d'une équation de type Hamilton-Jacobi anisotrope. L'avantage principal de cette méthode est qu'elle permet de réutiliser des solutions à des problèmes «proches» pour accélérer le calcul. Une autre application de ce schéma est l'homogénéisation. Le troisième chapitre montre comment utiliser les méthodes numériques des deux premiers chapitres pour étudier l'influence de variations à petites échelles dans la vitesse du vent sur la propagation d'un feu de forêt à l'aide de la théorie de l'homogénéisation. / This thesis is divided in three chapters. The first explains how to use the level-set method in a rigorous way in the context of forest fire simulation when the physical propagation model for firespread is Richards' ellipse model. The second chapter presents a new semi-implicit scheme with a proof of convergence for the numerical solution of an anisotropic Hamilton-Jacobi partial differential equation. The advantage of this scheme is it allows the use of approximative solutions as initial conditions which reduces the computation time. The third chapter shows how to use the tools introduced in the first two chapters to study the influence of small-scale variations on the wind speed on firespread using the theory of homogenization.