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Avalanches : comment le climat brouille les pistes - Neige et avalanches

 
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Avalanches : comment le climat brouille les pistes

Proposé par bobo le 07.02.2017, publié le 07.02.2017 :: www.lemonde.fr :: 4783 vus :: 1541 clics :: 19 commentaires :: Neige et avalanches

Avec le changement climatique, notamment, les conditions de déclenchement et la puissance des coulées de neige évoluent. »

Commentaires

» Par jc69, le 07.02.2017

Y a-t-il un abonné pour recopier l'article ?

» Par _pierre_, le 07.02.2017

Ou nous résumer, cela paraît très curieux...

» Par Abonné, le 07.02.2017

Skis aux pieds, les deux hommes ont gravi la crête de Chaillol à vive allure. Près de 300 mètres de dénivelé, avalés en une demi-heure, jusqu’à atteindre la route du col du Galibier, fermée comme toujours à pareille saison.

L’un après l’autre, ils ont traversé un premier couloir d’avalanche, battu par des vents de 60 km/h. Puis ils se sont glissés dans le petit abri, en bordure du « couloir 2 », afin de préparer leur matériel. Un peu plus bas, deux de leurs collègues ont bloqué la route du col du Lautaret, pendant qu’un troisième avertissait les skieurs de fond de s’éloigner.

Plus personne à l’horizon. Alors le technicien artificier Xavier Ravanat a lancé le compte à rebours. Treize secondes, le temps pour le mélange propane/oxygène, stocké à distance, de parcourir le gazex, un long tube de métal, et d’atteindre la bouche du « dragon ». Une vive flamme en est sortie, suivie d’une forte détonation.

Déclencher les avalanches avant qu’elles ne menacent skieurs et infrastructures : la manœuvre peut paraître banale. Partout en France, l’hiver venu, une armée de pisteurs sécurise les montagnes en faisant partir préventivement les coulées. A chaque chute importante de flocons, chaque brusque redoux, ils recommencent, version enneigée du mythe de Sisyphe.
Reconstituer une image 3D de l’avalanche

Sauf que ce vendredi 27 janvier, ce sont des scientifiques qui arpentent la pente et manient les explosifs. Dans leur abri, Hervé Bellot, le responsable de l’instrumentation, et son assistant Firmin Fontaine pilotent une caméra rapide (100 images par seconde) et surtout une batterie de capteurs.

En bas, Mohamed Naaim, le directeur adjoint scientifique de l’Institut de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture (Irstea-Grenoble) a installé deux appareils photostéréoscopiques à ultra-haute définition ; il sont capables de reconstituer une image 3D de l’avalanche. Quant à Xavier Ravalat, voilà des années qu’il veille sur ce précieux couloir.

Plus de quarante ans, en effet, que le site sert de fer de lance aux chercheurs grenoblois. Lancé en 1973, il a d’abord permis la mise au point de dispositifs de déclenchement, au gaz ou à l’explosif. Les chercheurs y ont aussi testé les installations de protection, pour ralentir, détourner ou stopper les avalanches.

« Aujourd’hui, nous y analysons le comportement des avalanches à toutes les échelles, de la coulée jusqu’au grain, explique Didier Richard, directeur de l’unité Erosion torrentielle, neige et avalanches (ETNA). Nous recueillons des informations que nous utilisons ensuite dans nos modèles et, à l’inverse, nous vérifions que ces modèles et les tests réalisés en laboratoire sont conformes à la réalité. Les capteurs ont évolué. Notre connaissance avance. Et les conditions ne sont plus les mêmes, notamment avec le changement climatique. »
Limiter les dégâts humains et matériels

« A 2000 mètres d’altitude au niveau de la montagne de Chaillol (Hautes-Alpes, Villar-d’Arène), les chercheurs du centre Irstea de Grenoble, déclenchent une avalanche sur le site expérimental du Col du Lautaret afin d’étudier la dynamique des avalanches et les sollicitations qu’elles exercent sur les structures et les ouvrages de protection.
H.Bellot et E. Thibert/IRSTEA »

Mettre la science au service de la sécurité des personnes et des biens. Apprendre à toujours mieux connaître les caprices du manteau neigeux afin d’éviter d’en subir les pires conséquences. L’enjeu est d’importance.

En France, chaque année, en moyenne, trente personnes perdent la vie ensevelies dans la neige. Des skieurs ou des randonneurs isolés, bien souvent, victimes de leur imprudence ou de la simple malchance. Mais aussi des passants, des touristes, des habitants surpris par des coulées exceptionnelles, comme celle qui a tué vingt-neuf personnes, le 18 janvier, dans les Abruzzes, en Italie. En France, c’est la mort de trente-cinq personnes, en février 1970, dans un chalet de l’UCPA, à Val-d’Isère (Savoie), qui a lancé l’étude scientifique des avalanches et structuré le milieu.

A l’Association nationale pour l’étude de la neige et des avalanches (Anena) revient la prévention et la formation des usagers et professionnels de la montagne. Au Centre d’étude de la neige de Météo France, l’étude du « risque temporel », c’est-à-dire comprendre quand et comment démarre un phénomène avalancheux. Quant à l’Irstea (alors nommée CTGREF), elle est chargée du « risque spatial » : analyser le parcours des coulées, leurs mouvements, leurs forces, prévoir les dégâts humains et matériels et proposer des stratégies pour les limiter.

Lire aussi : Modéliser le départ des plaques
Redoutable millefeuille

Un véritable casse-tête tant ce grand manteau blanc cache de complexité. La classification internationale recense, dans l’atmosphère, pas moins de dix types de cristaux de neige, selon les conditions de température et d’humidité qui ont prévalu à leur formation : des « plaquettes » aux « étoiles », des « colonnes » aux « aiguilles » et jusqu’aux poétiques « boutons de manchettes ».

Encore les scientifiques ont-ils voulu faire simple. Des chercheurs japonais, plus sourcilleux, ont répertorié pas moins de 80 catégories. Et une fois tombé au sol, tout se complique. Là encore, les conditions météorologiques et géographiques peuvent bouleverser la structure. Des grains peuvent se souder et former des « gobelets », ou au contraire se fracturer, glisser les uns sur les autres, basculer…

Autant de phénomènes que les chercheurs ont appris à observer de façon toujours plus fine. A Grenoble, ils ont d’abord profité du Synchrotron européen (ESRF) voisin pour réaliser des images 3D aux rayons X et analyser les points de contacts entre les différents grains. Aujourd’hui, ils disposent de leurs propres appareils pour plonger à l’échelle élémentaire.

Encore faut-il ensuite remonter vers les échelles supérieures : comprendre la formation des strates, leur tassement (en 24 heures, la neige perd 50 % de son épaisseur), la constitution puis le comportement de ce redoutable millefeuille dont la rupture d’une seule couche de quelques millimètres peut déclencher la catastrophe.

Là encore, les chercheurs de Grenoble disposent, au Col du Lac Blanc, près de l’Alpe-d’Huez (Isère), d’un site d’étude spécialisé qui leur a permis de comprendre, notamment, le rôle essentiel du vent dans l’accumulation neigeuse : ces congères, qui chaque hiver, bloquent les routes, parfois jusque dans les plaines, mais aussi ces corniches dont les chutes provoquent de nombreux départs de coulées. « Entre l’analyse des phénomènes et leur application, il peut se passer des années, explique Florence Naaim-Bouvet, directrice-ajointe de l’unité ETNA. Mais notre expertise peut aussi avoir des effets immédiats. »
Comprendre la structure du manteau neigeux

Devant elle, au laboratoire, une drôle de structure grise ovoïde trône sur le bord d’une pente vertigineuse, le tout placé dans un long tunnel de Plexiglas. Un modèle réduit du refuge du Goûter, spectaculaire ouvrage niché à 3 800 mètres d’altitude dans le massif du Mont-Blanc, dont la reconstruction s’est achevée en 2013.

Au signal, la soufflerie s’active et les billes de PVC, venues de la « vallée », commencent à voler autour de l’œuf métallique. « On nous avait demandé d’analyser l’accumulation de neige, où installer le refuge, comment l’orienter pour éviter que l’entrée soit bloquée, raconte la chercheuse. On l’a fait avancer au maximum vers le vide. Et on a fait placer l’entrée non pas derrière, comme ils l’avaient prévu, car la neige l’aurait rapidement recouverte, ni devant, car ça aurait été trop dangereux par grand vent, mais sur le côté. »

Analyser les cristaux, comprendre la structure du manteau et sa formation. Mais surtout sa rupture et son écoulement. Là encore, les connaissances s’affinent. Devant un écran, Mohamed Naaim fait défiler les trois générations de modèles numériques : le plus simple qui calcule, en quelques secondes, le déplacement du centre de gravité d’une avalanche ; le deuxième, qui prend en compte la vitesse moyenne en chaque point d’un couloir.

Et enfin le dernier, « la Rolls Royce, beaucoup plus lent, il faut dix jours de calcul, mais tellement plus précis ». Il tient compte non seulement de l’évolution de la vitesse instantanée mais aussi de la densité en chaque point ainsi que des différents types de neige. « Nous l’avons appliqué à l’avalanche de Montroc [en 1999, dix-sept chalets de ce hameau de la vallée de Chamonix avaient été emportés, tuant douze personnes] et pour la première fois, nous avons retrouvé les bons dépôts. »

Lire aussi : En Italie, l’avalanche meurtrière qui a ravagé l’Hôtel Rigopiano

Des modèles sans cesse améliorés mais aussi des phénomènes dont on découvre l’importance. Comme ce ressaut qui accompagne le contact de la masse de neige sur les obstacles.
Simulation d’une avalanche de poudreuse, dans les laboratoires de l’Irstea, à Grenoble.
Reconstituer l’historique des avalanches

Thierry Faug veille sur le dispositif de simulation des avalanches denses. Au signal, une coulée dévale la pente et vient buter contre une digue. « Et regardez, la vague remonte », expose-t-il. Il respire et poursuit : « Les ouvrages installés en Europe n’ont pas bien pris en compte ce phénomène, nous devons tout revisiter. »

Une équipe internationale associant des spécialistes de la neige (Norvège, Islande, Autriche, Italie) mais aussi des fluides et des matières granulaires (Angleterre, Australie) tente de cerner la question. « Mais actuellement, l’équation pour prédire la hauteur du ressaut ne marche pas », admet-il.

Devant la complexité des processus, la solution ne peut venir que d’une multiplicité d’approches. Les chercheurs ont ainsi appris à mieux scruter le passé. Aux témoignages et relevés sont venus s’ajouter les observations de dendrogéomorphologie, autrement dit l’étude des cernes des arbres.

Chaque choc majeur et la cicatrisation qui en découle laissent en effet une trace dans le tronc des mélèzes. Vaisseaux chaotiques, cellules résinifères, déformation des anneaux ou encore changement de leur couleur… « Les arbres, qui ont une espérance de vie beaucoup plus grande que les hommes, nous permettent de reconstituer l’historique des avalanches jusqu’à 800 ans en arrière », s’enthousiasme Jérome Lopez-Saez, qui pilote ce programme en partenariat avec le CNRS.

Avec des résultats impressionnants : dans le couloir de l’Echalp, au Queyras (Hautes-Alpes), les registres faisaient état de quatre coulées importantes au cours des six derniers siècles. « Nous en avons retrouvé trente-sept depuis 1447, soit une période de retour de quinze ans », souligne le chercheur.
Avalanches humides en augmentation

De quoi modifier l’appréhension du risque. D’autant qu’en la matière, la science dispose d’autres arguments. « Aujourd’hui, le zonage qui encadre les réglementations de construction est déterminé par l’aléa, c’est-à-dire la probabilité qu’un phénomène naturel survienne, explique Nicolas Eckert, chercheur-ingénieur en modélisation statistique. C’est séduisant mais limité. » Un euphémisme.

Mohamed Naaim prend le relais : « Les élus ont calqué leurs programmes sur l’aléa dominant, l’inondation. Sauf que quand vous êtes pris dans une inondation, vous avez très peu de chances de mourir. Dans une avalanche, c’est 30 %. »

Nicolas Eckert a donc conçu un nouveau modèle appuyé sur les prévisions de l’aléa neigeux mais qui prend surtout en compte la nature des bâtiments, leur risque de dégradation et les chances de survie des personnes. A l’Irstea, on rêve de voir la réglementation évoluer en conséquence. Mais les discussions promettent d’être vives tant les intérêts économiques apparaissent majeurs.

« De toute façon, avec le changement climatique, nous allons devoir tout revoir », assure Didier Richard. Les scientifiques se croyaient pourtant à l’abri. Moins de froid, moins de neige, des avalanches moins amples et moins nombreuses : l’équation paraissait favorable.

C’était oublier la complexité des phénomènes. Didier Richard détaille : « D’abord, on ne voit pas de diminution en nombre. On ne sait pas pourquoi mais c’est comme ça. Ensuite, si les avalanches vont en moyenne moins loin, les épisodes extrêmes sont aussi marqués. Surtout, le réchauffement s’accompagne d’une très grande variabilité, avec des pics de redoux en plein hiver qui ont des effets qualitatifs. »

Là réside la grande nouveauté : la revanche des avalanches humides. Jusqu’ici, la montagne ne vibrait qu’au rythme des avalanches sèches, spectaculaires nuées d’aérosols capables de décapiter des arbres ou de remonter des pentes, ou puissantes coulées denses épousant la topographie pour mieux en raser les aspérités.
Davantage de dégâts

Les « phénomènes de fontes », comme on disait aimablement, n’intervenaient qu’au printemps, quand l’essentiel du manteau avait disparu. Peu de neige, peu de vitesse, peu d’emprise : si des skieurs y perdaient parfois la vie, les bâtiments restaient à l’abri.

Avec le réchauffement, la proportion d’avalanches humides a augmenté dans tout le massif alpin. Aujourd’hui, elle atteint 23 % des événements. Surtout, avec les brusques redoux, des coulées humides partent désormais en plein hiver, lorsque le manteau est épais. Elles descendent donc plus bas, et font davantage de dégâts.

D’autant que passé un certain seuil d’humidité, rien ne va plus. « Au-delà de 30 kg d’eau par mètre cube, le comportement change dramatiquement », détaille Mohamed Naaim. Les scientifiques, qui avaient concentré leurs recherches sur les phénomènes extrêmes, doivent retourner travailler.

Avec une première découverte, majeure : les lois qui unissent la vitesse d’une avalanche et la pression qu’elle exerce changent à vitesse lente. Plus précisément, la pression n’y est plus proportionnelle à la masse et au carré de la vitesse mais à la viscosité (qui dépend du matériau) et à la vitesse. Une avalanche lente et humide « peut exercer une pression trente fois supérieure à ce que nous pensions », explique Mohamed Naaim. A Saint-François-Longchamps (Savoie), en mars 2012, la coulée a ainsi atteint des limites jamais observées jusqu’alors, pliant au passage deux poteaux de télésiège malgré une vitesse d’à peine 1 m/s.
Déclenchement d’une avalanche sur le massif des Grandes Rousses. Un mélange d’oxygène et de propane provoque une onde au-dessus du manteau neigeux.
Le nouveau danger de l’avalanche de glace

Au-delà de ce résultat, c’est toute la physique de l’avalanche, ce phénomène éminemment complexe dans lequel trois états de la matière (solide, liquide, gazeux) cohabitent, qu’il va falloir réétudier, insiste Didier Richard : « On va devoir reprendre les lois de comportement, les forces exercées, la déformation des matériaux. A première vue, on pourrait croire qu’elle se comporte comme un liquide. Mais c’est complètement faux. Il y a des phénomènes de frottements, de cisaillements [décalage entre la vitesse de la surface et de la base], de roulement des grains, de ségrégation. En fait, il est même probable qu’une avalanche humide soit plus éloignée d’un fluide qu’une avalanche sèche. »

Dans ce paysage en plein bouleversement, un nouveau danger menace : l’avalanche de glace. Les montagnards connaissent depuis toujours les chutes de séracs, ces détachements isolés de blocs de glace qui, presque chaque année, tuent des randonneurs.

Avec le réchauffement, les scientifiques envisagent un effondrement de certains glaciers. Non contents de perdre en volume (30 kilomètres carrés par an dans les Alpes depuis 1980, soit 1 % de la surface totale), ces immenses amas solides montent aussi en température.

Le célèbre glacier de Taconnaz (80 mètres d’épaisseur), qui surplombe la vallée de Chamonix, concentre toutes les attentions. « Il est encore froid à sa base, avec une température de – 4 °C, veut rassurer le glaciologue Emmanuel Thibert. Mais il a atteint le point de fusion sur les vingt premiers mètres. » Le danger ? M. Thibert sourit : « C’est comme le givre sur le pare-brise de votre voiture. Il tient grâce au froid. Mais s’il atteint le point de fusion, il descend. »
« Risque d’instabilité »

Les modèles des scientifiques grenoblois prévoient qu’en 2050, de l’eau aura gagné une partie de la base du glacier. Ils évoquent prudemment un « risque d’instabilité ». « Nous manquons d’observations, poursuit Emmanuel Thibert. Nous travaillons sur le précédent de l’Altels, dans le Valais suisse. En 1895. Quatre millions de mètres cubes d’un mélange de glace et de roche avaient dévalé la montagne sur 3 kilomètres. » Six personnes et un nombre indéterminé mais élevé de vaches avaient trouvé la mort.

Plus près de nous, toujours en Suisse, 88 personnes avaient péri en 1965 après le détachement d’une partie du glacier d’Allalin. « Nous ne disons pas que le glacier de Taconnaz va s’effondrer, tempère Mohamed Naaim. Mais il est temps d’engager de sérieux programmes de recherche pour mieux comprendre les processus. »

Sans pour autant se faire de fausses illusions. « L’avalanche est et restera un phénomène complexe, variable et même aléatoire », rappelle Didier Richard. Vendredi 27 janvier, au col du Lautaret, malgré les efforts des scientifiques, la coulée de neige n’est jamais partie.

» Par _pierre_, le 08.02.2017

Ce n'est pas très correct de tout recopier ici, merci tout de même...
Pas bien convaincu par tout ça.

» Par bobo, le 08.02.2017

Tu nous présente tes recherches contradictoires Pierre? ;)

» Par jacky05, le 08.02.2017

Merci pour la copie.

» Par ManuPak, le 08.02.2017

@_pierre_ : parmi les meilleurs chercheurs du domaine, qui s'expriment de manière pédagogique dans un article qui -pour une fois- ne fait pas dans le raccourci. Quel "tout ça" te chiffonne donc ?

» Par MI8addict, le 08.02.2017

Effectivement meilleurs chercheurs...pas forcément meilleurs trouveurs... ou alors sur des aspects très théoriques et peu réservés aux quidams à spatules. Une petite comparaison avec la production du SLF de Davos est assez édifiante.

» Par _pierre_, le 08.02.2017

Disons que je doute que les avalanches soient si différentes que ça ces dernières années, les grosses trouées dans les forêts ou les gros couloirs d'avalanche ne datent pas d'hier, ni les grosses catastrophes. De plus cela vient d'un média généraliste (certes parmi les plus sérieux), donc méfiance, ça peut être mal interprété par le journaliste, un peu exagéré par les spécialistes pour justifier leur travail ou faire passer un message. Mais je n'ai parlé personnellement que de doutes, je ne ferai jamais de recherches sur le sujet n'est-ce pas, et par défaut je m'en remettrais à eux ! ;) MI8addict, on est d'accord !

» Par bobo, le 08.02.2017

Ce qu'il faut bien comprendre Pierre c'est que ton observation personnelle ne vaut scientifiquement pas grand chose devant une multitudes d'observations scientifiques objectives. Donc finalement ton avis personnel n'intéresse… que toi. :)

» Par berty2000, le 08.02.2017

Sont dures ces bobos !
Si Pierre ne peux même plus s'exprimer... alors !

» Par Bobi, le 08.02.2017

Nan, on ne peut l'ouvrir que pour dire des trucs intelligents ou drôles... Et donc sur ce je ferme ma ####.

» Par Thierry, le 09.02.2017

En tout cas, c'est un titre à contrepèterie !

» Par Alain Duclos, le 09.02.2017

"c'est un titre à contrepèterie !"
Alors ??? :-))

» Par rominet, le 10.02.2017

Eh ho, c'est plutot le smartphone qui nous brouille l'écoute, depuis que le vent siffle dans la rue du quai...
Excusez messieurs, le poete aime l'abime!!!!
tchaaoooo

» Par marcel, le 11.02.2017

L'article ne parle a aucun moment de réchauffement climatique!

» Par dopse, le 12.02.2017

@marcel : ah bon ? "réchauffement" est employé 3 fois dans l'article, "changement climatique" 2 fois...

» Par _pierre_, le 13.02.2017

@bobo/i : bien sûr à chaque sortie de scientifique, tout est trouvé, tout est sûr et rien ne bouge :D Et tous les scientifiques ont le même niveau de performances élevées c'est bien connu...
Alain Duclos ici présent nous éclaire beaucoup sur le fonctionnement des avalanches mais te dira sans aucun doute lui-même qu'il y a encore tellement à en apprendre... La conclusion de l'article parle d'elle-même : "« L’avalanche est et restera un phénomène complexe, variable et même aléatoire », rappelle Didier Richard. Vendredi 27 janvier, au col du Lautaret, malgré les efforts des scientifiques, la coulée de neige n’est jamais partie."

» Par bobo, le 13.02.2017

@Pierre
"bien sûr à chaque sortie de scientifique, tout est trouvé, tout est sûr et rien ne bouge :D Et tous les scientifiques ont le même niveau de performances élevées c'est bien connu... " As-tu lu/compris l'article? Y vois-tu des certitudes et des avis péremptoires? J'y vois moi plutôt des théories prudentes émises à partir de données de terrain et qui conduisent à plus de questions que de certitudes. Bref, la science quoi!

"qu'il y a encore tellement à en apprendre" Encore beaucoup à apprendre ne veut pas dire qu'on ne sait rien. Et là en l’occurrence on observe et prévoit que le changement climatique modifie la dynamique des avalanches.


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