Formalisation et gestion des connaissances dans la modélisation du comportement des incendies de forêt

We propose to cover in this PhD, some part of the vast field of research on forest fires. We are more particularly interested in knowledge formalization (structuring of knowledge and its interrelationships) for the analysis of forest fire behaviour and more precisely for modelling of the rate of spread. The system “forest fire”, because of its complexity, must be apprehended by the modelling process of the phenomenon (experimentation, modelling and validation). We propose in this PhD, by the formalization of the corpus of knowledge resulting from experiments in natural environment, to help the modelling of the forest fire behaviour. A prototype of a knowledge management system is elaborated in order to assist the scientists in charge of natural-field experiments. This knowledge management system is integral part of the data-processing tools to use in a Long-Term Ecological Research (LTER) area. We will also try to imagine what could be a workshop zone for forest fires behaviour modelling in France. The aim of the first part of the PhD is to present the “forest fire” system the modelling process in order to analyze it, and the need of the knowledge formalization process to assist scientists. The second part presents the acquisition of knowledge in the field of experiments in natural environment, for the study of the forest fire behaviour and their formalization using the UML modelling language. The third part presents a prototype of a knowledge management system resulting from experiments in natural field: MODELLIS (MODELLed-Information System). We see how this could be integrated in an example of LTER area for the study of forest fire behaviour in Southern France.Nous proposons de traiter dans cette thèse, une partie du vaste domaine de la recherche dans le domaine des incendies de forêt. Nous nous intéressons plus particulièrement à la formalisation des connaissances (structuration des connaissances et de leurs interrelations) pour l'analyse du comportement des feux de forêt et plus précisément pour la modélisation de la vitesse de propagation d'un front de flammes. Le système incendie de forêt, de par sa complexité, doit être appréhendé par une démarche modélisatrice du phénomène (expérimentation, modélisation et validation). Nous proposons dans cette thèse, par la formalisation du corpus de connaissances issues d'expérimentations en milieu naturel, d'apporter une aide à la modélisation du comportement des incendies de forêt. Un prototype de système de gestion des connaissances est élaboré afin d'assister les scientifiques chargés de conduire des expérimentations en milieu naturel. Ce système de gestion des connaissances étant partie intégrante des outils informatiques à mettre en œuvre dans une zone atelier, nous nous permettrons d'imaginer ce que pourrait être une zone atelier pour la modélisation du comportement des incendies de forêt en France. La première partie de la thèse a pour objet de présenter le système incendie de forêt, la démarche de modélisation pour l'analyser ainsi que le recours à la démarche de formalisation de connaissance pour assister le modélisateur. La deuxième partie présente l'acquisition des connaissances dans le domaine de l'expérimentation en milieu naturel pour l'étude du comportement d'un incendie de forêt et leur formalisation à l'aide du langage de modélisation UML. La troisième partie présente, un prototype d'un système de gestion des connaissances issues d'expérimentations en milieu naturel : MODELLIS (MODELLed-Information System). Nous voyons comment celui-ci pourrait être intégré à ce que pourrait être une zone atelier pour l'étude du comportement des incendies de forêt dans le Sud de la France