Projet ANR FireCaster | UMR SPE 6134
L'EQUIPE  |
Jean-Baptiste Filippi

Chargé de Recherches au CNRS,
Coordinateur du programme FireCaster au sein du laboratoire.


  
 Pacours:

Ingénieur de Recherche, Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (Reading, Angleterre),  développement du code Grib-API (maintenant standard mondial pour l'encodage/décodage de données météorologiques) et optimisation des flots de données du modèle ;

Post-Doctorat, Université de Tokyo, simulation de dérive d'algues Sargasses et de courant marin, développement du code JeoSim, Simulation en collaboration avec Earth Simulator (JAMSTEC);

Doctorat à l’Université de Corse.

 

Coordinateur 


· ANR calcul intensif IDEA (2009-2013) (490K financé) résultats jugés "phare" par l'ANR
· ANR FIRECASTER Selectionné pour 2017, simulation incendie.

Collaborateur

· projet européen MED, Proterina (500Keur) 2009-2013.
· projet LEFE MoPav (panaches volcaniques)
· projet LEFE ASSIM (assimilation de donnée feu)

Selection de Publications

[1] Evaluation of vegetation fire smoke plume dynamics and aerosol load using UV scanning lidar and fire-atmosphere modelling during the Mediterranean Letia 2010 experiment. V. Leroy-Cancellieri, P. Augustin, J. B. Filippi, C. Mari, M. Fourmentin, F. Bosseur, F. Morandini, and H. Delbarre. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 14, 509-523, 2014

[2]  Representation and evaluation of wildfire propagation simulations, J.-B. Filippi, V. Mallet, B. Nader, International Journal of Wildland Fire, International Journal of Wildland Fire 23(1) 46-57

[3] Assessment of ForeFire/Meso-NH for wildland fire/atmosphere coupled simulation of the FireFlux experiment, J.-B. Filippi, X. Pialat, C.-B. Clements, Proceedings of the Combustion Institute, Volume 34, Issue 2, Pages 2633–2640, 2013.

[4]  Wildfire and the atmosphere: modelling the chemical and dynamic interactions at the regional scale, S. Strada, C. Mari, J.-B. Filippi, F. Bosseur, hal-00667475, Atmospheric Environment Volume 51, May 2012, Pages 234–249 DOI : 10.1016/j.atmosenv.2012.01.023, 2012.

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Prix meilleure contribution "application" pour : Multi-scale Simulation of a Very Large Fire Incident. Computation From the Combustion to the Atmospheric Meso-scale, J.-B. Filippi, C. Mari, F. Bosseur, IAWF Fire Behavior and Fuels, St. Petersburg, Russia, July 1-4, 2013.
4 Workshops Invité: High resolution modeling of fires within the Euro-mediteranean region - Jean-Baptiste Filippi. -Workshop on parameter estimation and inverse modelling for atmospheric composition. ECMWF Reading, 22 to 24 October 2013 ; IBBI Workshop on atmospheric composition. MaxPlanck Insitute, Schloss Ringberg, 22 to 27 April 2014 ; Engineering for Extreme, fire modelling. Monash University, Melbourne, Novembre 2014, WIFire Workshop. San Diego State University, Janvier 2015

Logiciels principaux :
1. LibForeFire: Bibliothèque parallèle de simulation de propagation d’interface par marqueurs en temps continu couplée à des codes atmosphériques.
2. ForeFire : Logiciel de simulation d’incendies de forêts, simulation d’incendies de grande taille avec une précision à 10 mètres et un temps de simulation largement inférieur à la minute sur station de travail. (Dépôt APP CNRS)
3. FireScore (avec V. Mallet) : Bibliothèque de calcul d’erreur de simulation incendies, 10 méthodes et indice composite.


Activités de recherche
Mes activités de recherche ont marqué la réalisation des objectifs fixés au sein du projet feux, à savoir le développement d’un simulateur d’incendie beaucoup plus rapide que le temps réel du phénomène et le couplage avec un modèle atmosphérique.
Le logiciel ForeFire compte parmi les développements principaux pendant ces 5 ans. Le code peut être testé en ligne (http://forefire.univ-corse.fr).
Mes travaux se sont concentrés à partir de 2008 sur le couplage de ForeFire avec le modèle atmosphérique MesoNH pour lequel un financement PEPS a été obtenu, en partenariat avec le CNRM/Météo France, le Laboratoire d’Aérologie, le Cerfacs et l’EM2C.
Les résultats du PEPS ont démontré fin 2009 le potentiel de ce couplage et la bonne entente du consortium, ce qui m’a permis de coordonner le montage d’un projet financé par ANR à hauteur de 480Keur, terminé en juillet 2013 et dont les résultats ont été jugés phares par l'ANR et nombreuses retombées dans la presse et pour les utilisateurs du code développé. Depuis, je coordonne le projet FireCaster, aussi soutenu par l'ANR à hauteur de 460Keur, qui à pris le relai afin de réaliser un prototype opérationel sur la base de ces codes.

La coordination et le travail de recherche scientifique dans ce projet, nommé IDEA (Incendies de forêts, de la Dynamique aux Emissions Atmosphériques), a ainsi constitué l’essentiel de mon activité depuis 2010.
Dans ce projet, le consortium initial a été intégralement reconduit depuis le PEPS, et augmenté de l’équipe CLIME de l’INRIA et de l’UNIMECA de l’Université de Marseille.
En plus de la coordination, l’objet de mes travaux dans ce projet a été en premier lieu de développer une version adaptée à la fois calcul intensif et à la simulation multi échelles du code de simulation.

L’autre partie de mes travaux scientifiques à l’intérieur du projet IDEA a été consacrée au développement d’une plateforme de prétraitement, de test, de post-traitement et de validation de simulation incendie. Ce travail, réalisé en collaboration avec Vivien Mallet (INRIA), nous permet de disposer d’une plateforme destinée à tester facilement différentes formulations de modèles de propagation incendies sur de très nombreux incidents de manière automatique et de déterminer des scores composites. Une partie de ce travail fait l’objet d’un co-encadrement de thèse en cours (Bahaa Nader).


Méthode multi-échelle développée, (Gauche) Incendie d'Aullène, vu des marqueurs (bleu) et des flux de chaleur supérieurs à 30 Kw.m-2 à la résolution incendie (5m, A) qui sert à composer le champ atmosphérique de surface (résolution 50m, B). Droite, vue du domaine de propagation (50m de résolution) et panache dans le domaine à 200m de résolution.

Enfin, j’ai participé au programme Européen Proterina 3, en collaboration avec l’Université de Sassari (Sardaigne) et le CIMA (Gènes), pour lequel nous avons utilisé les codes de simulation développés afin de déterminer un ensemble de caractéristiques des végétations et des régimes de propagation typiques des régions méditerranéennes.
L’ensemble de ces outils et méthodes comprend, les codes et méthodes numériques, la paramétrisation physique, les outils de prétraitement, les outils de post-traitement et d’analyse.

Faits marquants :
2ème Prix Bull/Fourier
Les travaux sur la simulation de grands incendies ont étés sélectionnés pour le second prix Bull/Fourier 2014.

Congrès Numerical Wildfire, Mai 2013 - Valorisation
Les travaux du projet on fait d’un colloque organisé à l’Institut d’Etudes Scientifiques de Cargèse, réunissant la communauté mondiale de la simulation numérique des incendies de végétation à Cargèse (Corse) du 13 au 17 mai. Une édition spéciale du journal EGU NHESS est prévue pour publier une sélection des actes. Plus de 10 articles et reportages de presse ont traité des résultats du projet IDEA et en particulier majeur du projet (simulation d'Aullène). Enfin, le projet CEMER commandité par Thalès-Aléniaspace, a concrétisé (par un contrat privé) le passage du prototype du simulateur incendie dans une plateforme de gestion de risque.

Couplage Atmosphérique, parallélisation du code, calculs intensifs
Un des développements majeur de ce code a été le couplage avec le modèle atmosphérique Meso-NH, pour lequel une version parallèle a été développée. Les premiers calculs ont déjà permis de réaliser une première mondiale, la simulation couplée dynamique incendie/atmosphère/chimie atmosphérique (Thèse de Suzanna Stradda, soutenue en janvier 212 à l’université de Toulouse).
Une seconde phase du projet IDEA a permis de réaliser l’objectif final du projet IDEA, la simulation couplée d’un très grand incendie (>1000ha).
La figure suivante présente une vue de la simulation du méga incendie de Valle Male qui a nécessité plus de 20 000 heures de calculs sur 900 processeurs et 24M de points de grilles. Cette simulation, réalisée début 2013 est la première à être réalisée en cascade d’échelle depuis un code de combustion réduit (4m de résolution), en passant par la micro échelle météo (50m de résolution) jusqu’à la méso échelle atmosphérique.

(gauche) En encadré photo de l’incendie d’Aullène à 16 h30, et vue du panache simulé à la même heure (seuil de traceur de fumée) à 50m de résolution horizontale (à peu près 10m verticale au plus près du sol). (droite) Incendie à 15 heures 20, zone brulée en noir, iso-surface température à 60°C en orange, coupe verticale du vent (bleu rouge) en transparence et lignes de courant initiées à la base de cette coupe verticale colorée vorticité (tourbillon) (vert rose).

Vérification, tests sur cas réels, calcul d’erreur et d’incertitude
Dans un contexte opérationnel, il est fondamental de pouvoir déterminer la pertinence des résultats de simulation s’ils doivent aider à prendre une décision. Le code Fire Score développé depuis 2011 permet la vérification de codes sur de très nombreux incendies, mais aussi l’estimation d’incertitude par approche d’ensemble. En effet, un des moyens les plus efficaces de tester la dépendance sur conditions initiales et d’estimer l’incertitude modèle est de globaliser un score sur de nombreux cas pour s’assurer paramétrisations et formulation les plus universelles possibles comme développé depuis fin 2014.


Incendie de Bonifato (2004), simulation de probabilités d’impact feu par ensemble perturbé (sans actions de lutte). Allumage +24 heures et contour final.


Développements applicatifs terrain

Zone de texte:Plateforme de simulation en ligne int?grant la lutte - disponible sur http://forefire.univ-corse.frEn marge du travail de modélisation, et avec une grosse demande de voir notre recherche "appliquée" tant par l'administration que des opérationnels et financeurs, une part non négligeable de mon travail a consisté à développer des outils basés sur ces codes étant transposables sur le terrain. Ces codes sont utilisés depuis 2008 par les services incendies pour réaliser les exercices ainsi que les retours sur expériences. Depuis 2013 ces outils intègrent la prise en compte et simulation de lutte incendie.

Page mise à jour le 11/09/2018 par FILIPPI JEAN-BAPTISTE