10 april 2017 | La Revue POLYTECHNIQUE

Vers une meilleure prévision des avalanches de plaque

Une équipe de chercheurs de l’EPFL et de l’Institut pour l’étude de la neige et des avalanches de Davos, en collaboration avec l’Université́ Grenoble Alpes, a mis au point un nouveau modèle pour le déclenchement des avalanches de plaque. Il permettra, à terme, d’améliorer la prévision du risque d’avalanche.

Les avalanches de plaques de neige intéressent tout particulièrement les chercheurs, car elles sont les plus destructrices, affectant aussi bien les personnes que les bâtiments. Et pire encore, elles sont très difficiles à prévoir.

Une avalanche de plaque – qui peut porter sur quelques mètres ou sur plusieurs centaines de mètres - intervient lorsqu’une couche fragile, enfouie sous une plaque de neige cohésive, vient à rompre. Cette rupture initiale se propage ensuite sous le manteau neigeux, tel un château de cartes, provoquant ainsi l’avalanche.

Deux modèles qui s’opposaient

Au sein de la communautéÌ scientifique, deux modèles décrivant le déclenchement de ce type d’avalanche s’opposaient jusqu’ici. D’une part, le modèle d’origine, datant de 1979, qui décrit une rupture en cisaillement, uniquement dans le sens de la pente. D’autre part, le modèle dit «anticrack», qui prend en compte l’effondrement de la couche fragile et permet de reproduire les observations de déclenchement à distance, depuis un terrain plat. «On ne pense pas qu’un des modèles soit meilleur que l’autre, mais de manière théorique, il est très difficile de prendre en compte tous les paramètres physiques», résume Johan Gaume, du laboratoire Cryos de l’EPFL et auteur du nouveau modèle qui vient d’être publié dans la revue The Cryosphere.

Un nouveau modèle qui réconcilie les deux approches

DéveloppéÌ avec l’Institut pour l’étude de la neige et des avalanches (SLF) à Davos, en collaboration avec l’UniversitéÌ Grenoble Alpes et l’institut de recherche Irstea, ce nouveau modèle numérique réconcilie les deux approches précédentes. «Sur le plat, le modèle «anticrack» est efficace; si la pente est forte (plus de 30°), le modèle initial en cisaillement a tendance à être le meilleur. Ces deux modèles sont donc complémentaires», poursuit Johan Gaume.

Le nouveau modèle numérique tient compte de cette complexitéÌ. DéveloppéÌ sur la base de simulations, il considère la propagation des fissures dans le manteau neigeux - intégrant le comportement mécanique complexe de la couche fragile - et les effets induits par les états de tension de la plaque, ainsi que ceux induits lorsque la couche fragile s’effondre.

Améliorer l’évaluation de la stabilitéÌ du manteau neigeux

Les résultats des chercheurs ont étéÌ introduits dans le modèle SNOWPACK, utilisé en Suisse pour la prévision des avalanches. Bien que des validations soient encore en attente, ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses en vue de l’amélioration des prévisions d’avalanches, en combinant les indices traditionnels de stabilitéÌ avec un nouvel indice, dans le but d’évaluer la prédisposition des fissures à se propager.

L’Institut pour l’étude de la neige et des avalanches

L’Institut pour l’étude de la neige et des avalanches (SLF) est un centre interdisciplinaire de recherche et de prestations, dont le siège se trouve à Davos Dorf. Il appartient à l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) et donc au domaine des EPF. Les chercheurs de l’institut étudient les domaines de la neige, de l’atmosphère, des dangers naturels, du pergélisol et des systèmes écologiques de montagne. Ils développent des produits innovants dans lesquels ils mettent en pratique leurs connaissances. L’objectif du SLF consiste à effectuer des recherches au plus haut niveau, en contribuant à résoudre des questions sociétales urgentes, notamment dans le domaine des alertes aux dangers naturels ou de l’analyse des évolutions du climat et de l’environnement.

www.slf.ch

Johan Gaume

Laboratoire Cryos de l’EPFL

Tél.: 021 69 35169