Les avalanches

Résumé du document

L'avalanche est une masse qui se détache et dévale le versant d'une montagne selon le dictionnaire. Connues et décrites par les chroniqueurs dès l'Antiquité, frappant toujours les esprits et faisant parfois la « une » des journaux, les avalanches sont un phénomène naturel complexe et, aujourd'hui, difficile à prévoir. C'est pour cela que je me suis intéressé aux différents types d'écoulements et surtout à la modélisation d'un écoulement de neige poudreuse dit « en aérosol » et son rapport avec la réalité.

Extraits

[...] Cinq expériences sont utilisées pour chaque cas. Deux caméras (de face et de côté) ont permis de déterminer la hauteur, la forme et la vitesse de front de l'avalanche. Le vélocimètre ultrasonique permet de déterminer la composante de la vitesse de l'écoulement suivant l'axe de la sonde. La vitesse est déterminée à 4 cm du capteur de façon à limiter les perturbations locales générées par le capteur. La zone de mesures est un cylindre de 10mm de diamètre et 1mm d'épaisseur. [...]

[...] Avec de la neige peu cohésive et sur une forte pente, l'augmentation de la vitesse fait évoluer l'avalanche vers un aérosol rare mais plus turbulent et volumineux car la neige qui peut atteindre une vitesse de 60 m/s incorpore l'air ambiant : sa masse volumique est donc plus faible de 10 à 40 kg/m3. Ces dernières décennies, quelques équipes en Norvège, au Japon et en Suisse ont réalisé des campagnes de mesures systématiques in situ. Il a été montré que la plupart des grandes avalanches de neige sèche sont composées d'une partie dense en contact avec le lit du couloir et d'une partie poudreuse qui recouvre cette dernière. Ces expériences ont également montré qu'il existe une zone de transition entre ces deux couches. [...]

[...] Compte tenu du coût des expérimentations in situ, de la sécurité, des difficultés d'accès aux sites, et du fort aléa lié à la météorologie, et ce malgré les nombreux efforts déployés par la communauté scientifique, la dynamique des avalanches, et des avalanches en aérosol en particulier, n'est pas encore complètement élucidée. Ceci est du au fait au manque de données expérimentales fiables. Il est incontestable qu'il est préférable d'obtenir des informations par l'étude du phénomène à l'échelle 1. Mais dans le cas présent, cela n'est pas toujours possible. [...]

[...] Dans les expériences de laboratoire, il est de l'ordre de 1.2 alors que dans le cas d'avalanches en aérosol réelles, ce rapport est de l'ordre de 10. Par ailleurs, le choix de la solution saline implique que les résultats ne sont valables que pour des écoulements fortement inertiels caractérisés par un nombre de Froude élevé. Il faut cependant dès à présent insister sur le fait que cette approche ne peut être utilisée que lorsque la sédimentation des particules joue un rôle marginal. C'est pourquoi, Hermann et al. ont développé un modèle physique bi phasique. [...]

[...] L'analyse des travaux scientifiques antérieurs montre trois approches possibles. Ainsi, les premiers expérimentateurs ont supposé négligeables et l'interaction entre les grains, et le glissement entre la phase porteuse et la phase solide portée Ils se sont, dès le départ, placés dans le cas d'un écoulement fortement inertiel. Dans ce cas, la représentation de l'avalanche par une solution saline (fluide lourd) s'écoulant dans l'eau est possible, et a d'ailleurs été adoptée. Hopfinger et par la suite Beghin ont étudié à la fois les courants longs et les bouffées de densité. [...]