Avalanches et modélisation

De la prévision des avalanches.

On connait depuis longtemps la prévision météorologique, et tout le monde s'accorde à dire qu'elle est de plus en plus précise, va de plus en plus loin dans le temps, et qu'elle est un élément incontournable de la préparation d'une course.

L'étude du BRA est également incontournable pour préparer une course.

Mais les 2 éléments diffèrent fondamentalement par leur présentation, et par leur méthode d'élaboration. La prévision météo est issue de modèles numériques très lourds complétés par des mesures in situ, alors que le BRA est issu (à ma connaissance) à 100% d'observations in situ et d'analyses effectuées par des experts métiers.

Où en est on de la modélisation de la neige et des avalanches ?
On a coutume de dire qu'en matière d'avalanche, on sait surtout qu'on ne sait pas grand chose... Mais est-ce parce que c'est un domaine scientifique somme toute assez confidentiel, et que peu de chercheurs travaillent dessus, ou est-ce parce que se posent des barrières insurmontables en matière de modélisation et de moyens d'observation? Les progrès réalisés en matière de prévisions météo sont tels que il était limite inconcevable quelques années en arrière d'arriver à la précision actuelle, est-ce possible de penser qu'un jour nous seront capables de réelles avancées en modélisation du risque d'avalanches??

Ma première question concrète est la suivante:
Soit une pente, une belle face très longue, très large, uniforme, ne possédant quasiment aucun effet de bord. Est-on capable de modéliser le manteau neigeux en connaissant l'historique de la météo? hauteur de neige, création de couches fragiles, résistance au cisaillement, consistance, etc... Et évidemment résistance à la surcharge et risque de déclenchement dans le manteau!

Est-ce que des travaux ont déjà été réalisés dans ce sens, avec recalage du modèle par des observations in situ?

Partant de là, il est naturel d'imaginer coupler ce modèle avec un modèle prévisionniste météo, et de modéliser le risque avalanche dans le futur!

Mais encore plus loin! En extrapolant, nous connaissons la topologie de nos massifs, la pente, l'orientation etc. Nous faisons des observations in situ pour le BRA, nous avons un historique des coulées sur pas mal d'années, que l'on peut recouper avec les conditions passées, et nous avons des modèles météo précis...

Est-il possible d'imaginer une carte du risque avalanche, beaucoup plus précise que l'actuelle BRA? Une couche dynamique sur une carte, indiquant pour chaque pente le risque??

Je vois cependant des difficultés quasi insurmontables...
L'échelle: Actuellement la maille la plus fine pour les modèles météo semblent être 2 km... Ce qui ne permet pas de prendre en compte la particularité des pentes. La puissance de calcul devrait être phénoménale pour un gain pour la société somme toute assez limité.
La précision de la topologie. Une cassure dans une pente de 27 à 34° par exemple peut être l'élément déclencheur... Pas sûr que nos satellites voient tout ça!

Cela pourrait (un peu) se surmonter par la modélisation de cas types que l'on extrapolerait à l'ensemble du massif.

Evidemment, ça pose de sérieux problèmes "éthiques". Je ne suis pas en train de dire qu'il faudrait le faire... Je me pose des questions! La responsabilité des prévisionnistes serait énorme... Se tromper dans la météo peut être grave, mais n'entraîne pas la mort directe de personnes. Sans parler de la déresponsabilisation des pratiquants...

Voilà ma petite réflexion... Des experts (Alain?) peuvent-ils en dire où en est la recherche côté modélisation "physique" du manteau?

Quelques éléments sur le site du CEMAGRF qui fait de la modélisation:
www.irstea.fr/canal-découlement-granulaire

A+

Je connais un peu les travaux du CEMAGREF, qui malheureusement s'intéresse plus aux effets des avalanches sur les structures, et moins sur leurs conditions de déclenchement. La taille des avalanches en jeu n'est pas non plus tout à fait la même.

ModélisateurFou a dit :Est-ce que des travaux ont déjà été réalisés dans ce sens, avec recalage du modèle par des observations in situ?
Partant de là, il est naturel d'imaginer coupler ce modèle avec un modèle prévisionniste météo, et de modéliser le risque avalanche dans le futur!
C'est ce que fait MF tous les jours avec la chaine de modèle SAFRAN-Crocus-MEPRA, utilisés par le nivologues pour élaborer les BERA.

Super! Merci pour le lien Bubu! J'ai donc une première réponse: Des simulations numériques sont bien utilisées pour générer le BERA.

CF. page 43 de www.cnrm.meteo.fr/IMG/pdf/internet_rr_fr-_2010.pdf le type de carte que j'imaginais. Apparemment, s'ils arrivent à le faire pour unse situation passée (avalanche de Cham' en 1999) ils peuvent le faire pour de la prévision sur un massif. J'ai ma réponse!

ModélisateurFou a dit :J'ai ma réponse!
Euh...
Puisque tu me posais la question :
- Oui, MF modélise depuis une vingtaine d'années pour produire la fameuse chaine Safran-Crocus-Mepra, Objet de nombreuses communications dans divers colloques... et de développements toujours en cours...
- Non, une telle modélisation ne peut pas être efficace à l'échelle locale. Pourquoi ? Tout simplement parce que le manteau neigeux dans les pentes qui nous intéressent est soumis à l'influence majeure de deux facteurs qui ne peuvent pas être modélisés correctement : le TRANSPORT de neige par le vent (qui vous vide ou vous remplit une pente en moins de 2)... et les AVALANCHES (qui vous vident une pente en moins de temps encore 😉 ).
A partir de là, les épaisseurs de neige ne peuvent pas être maitrisées, ni, par conséquent, les métamorphoses. Bref, c'est le bazar que l'on connait dès que l'on fait quelques observations objectives.

J'aimerais bien que ça marche, cher ModélisateurFou, j'aimerais bien... 🤭

Merci pour la réponse, Alain. J'ai été un peu vite, effectivement! Je voulais dire que la démarche existe, pas qu'elle est fiable!
La modélisation numérique avec des puissances de calcul décentes n'a finalement que 15 ans... Reste peut être une barrière infranchissable à l'échelle locale qui nous intéresse, mais, qui sait!

En tout cas nous aurons toujours besoin d'experts de terrain excellant dans la vulgarisation 😉 !

ModélisateurFou a dit :La modélisation numérique avec des puissances de calcul décentes n'a finalement que 15 ans

Glurp....ah bon...première nouvelle.

Phénomène naturel ne veut pas dire modélisable peu importe la puissance de calcul...nous sommes là en face de phénomènes complexes avec en plus la dimension du temps, ce qui s'est passé dans le passé (température, type de flocons, etc.) a une conséquence sur le présent.

De plus si le modèle est incapable de prendre en compte les conditions locales et l'historique de ces conditions locales...à quoi il sert ce modèle?

Je remarque un désir sur le forum de toujours chercher des conditions objectives au déclenchement d'avalanches avec des théories qui s'ajoutent au théories pour pratiquement dire tout et son contraire en y rajoutant une couche scientifique.

Je remarque qu'on peut essayer d'expliquer le passé mais difficile de prédire...un peu comme les Gourous de la finance.

k1200rs tu est sévére 😉 , comme Alain , je pense qu'actuellement nous sommes tres loin au niveau avalanche. Mais concernant la météo, qui ne consulte pas les previs. et la fiabilité sur les 48 h est satisfaisante en hiver, bien sur plus difficile en été avec les orages certes.
Fermons pas la porte, mais suis bien le premier a aussi penser que les "savants" devraient écouter les gens de terrain....

Passe aussi sur le site su SLF , des modèles d'écoulements existent , peu être trop tard suivant ton questionnement.
ps: k1200rs une moto?

Marco_74

Je ne doute pas un instant que des modèles d'écoulement existent et même que des chercheurs y travaillent depuis des décennies...^^

Par contre, je doute de l'applicabilité et la fiabilité de ces modèles dans la vie réelle d'un randonneur qui désire faire une rando à un certain endroit qui a connu une évolution (évolution des couches, des températures, des vents, etc...), un relief et des conditions spécifiques (exposition, terrain, rochers, type de pente, accumulation, etc.).

Les conditions locales sont par nature différentes (j'enfonce une porte ouverte) et forcément déterminantes sinon toutes les avalanches se produiraient partout, dans les mêmes périodes, dans les pentes équivalentes et....c'est loin d'être le cas.

Si on admet que les conditions locales sont déterminantes, on ne peut que mettre en doute l'intérêt d'un modèle global qui serait incapable de déterminer quoi que ce soit localement...pour le randonneur.
Je mets aussi en doute ces modèles pour leur capacité à modéliser des paramètres aussi nombreux, stochastiques et complexes que ceux mis en jeu dans les avalanches et ce n'est pas une question de puissance de calcul.

Un modèle global dont les paramètres seraient fixés par les conditions locales... faudrait une sacrée base de données 😯
Trois étapes nécessaires :
- comprendre la mécanique des fluides impliquée ;
- monitoring en real-time (avec mise en place d'un sensor-network)
- modélisation ( avec paramètres) et éventuelles corrections apportées au monitoring pour affiner le modèle.

Plusieurs laboratoires y travaillent dur en Suisse : LHE à l'EPFL, EFLUM à l'ETH Zurich
(l'occasion de faire de la pub pour mon Département 😊 )
Autrement le SLF en Suisse effectue aussi beaucoup de recherches dans ce domaine.
Peux-être y trouveras-tu ce que tu cherches.
😊