[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le CEN / CNRM Météo-France

Titre du projet

Développement et mise au point d'un ensemble de capteurs de mesure de l'épaisseur de neige par ultrasons

[ suite et rapport final ]

Type d'aléa
Glace, neige et avalanches
Année

1993 / 94

Mots-clés
Neige - Vent - Avalanches - Conditions nivo-météorologiques - Mesures automatiques - Capteurs ultrasonores
Champs disciplinaires
Nivologie, physique, météorologie


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
Météo France CEN
Organisme(s) associé(s)
Cemagref Nivologie
Coordonnateur
Gilbert GUYOMARC'H
Participants
Yves Durand 


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
Site de l’Alpe d’Huez (Col du Lac Blanc), déjà équipé de stations automatiques de mesures nivo-météo dans le cadre des projets « Neige et Vent », puis « Neige, Vent et Avalanches »
Contexte de l'étude

Ce projet s’inscrit dans le cadre du programme « Répartition et Evolution de la Neige sur un Site d’Avalanches » (RENSA), dont l’objectif est de mieux connaître les conditions de déclenchement des avalanches, en étudiant l’évolution et la répartition de la neige sur un site d’avalanches soumis aux effets du vent. Pour cela, un couplage de modèles existant devait être réalisé sur des sites réels, en validant ces modèles couplés à partir de données de terrain. Le dispositif testé en conditions réelles visait à valider les recherches entreprises concernant les effets du vent sur une topographie locale soumise au transport de la neige, en particulier dans les zones supérieures des couloirs d’avalanches. Il devait permettre de quantifier les vitesses d’accumulation ou d’érosion de la neige dans une pente, inconnues à ce jour, mais indispensables pour la validation des modèles numériques de transport de neige par le vent.

Pour cette étude, les mesures hivernales ont été notamment axées sur le développement et la mise au point d’instruments destinés à mesurer le transport de neige par le vent (Cemagref) ; l’utilisation et la mise au point de capteurs (radar Doppler) pour détecter la présence et la durée d’événements de transport de neige (CEN & Setim) ; des mesures automatiques des conditions nivo-météorologiques (épaisseur du manteau neigeux…), complétées sur le terrain par des mesures des caractéristiques de la neige de surface et le suivi manuel de profils d’enneigement (CEN).

Parallèlement à la collecte de ces données, des modélisations concernant l’analyse spatiale des sites d’avalanches (Elsa / Cemagref), la prévision du risque d’avalanches (Safran-Crocus-Mepra / CEN) et la prévision de l’occurrence du transport de neige (Protéon / CEN) ont été développés. Ces modèles utilisés de manière combinée sur un couloir d’avalanches devraient permettre de simuler les mécanismes qui entrent en jeu lors du chargement du site par de la neige transportée par le vent, de déterminer le moment où le risque de déclenchement d’avalanches est imminent et de simuler l’ensemble des zones concernées par la neige en mouvement.

Les résultats proposés par les modèles seront alors confrontés à la réalité du fonctionnement du site naturel et validés, à la fois par des mesures de terrain (sondages manuels du manteau neigeux), des reconstitutions de la répartition de la neige (photogrammétrie), des mesures manuelles de profils d’enneigement et les mesures permanentes d’un profil du manteau neigeux dans un couloir d’avalanches (utilisation des capteurs par ultrasons).

Programme plus vaste
Programme RENSA : « Répartition et Evolution de la Neige sur un Site d’Avalanches »
Initiation du projet
Participation du PGRN
Montant du financement (k€)
14,18 k€ (40 kF en 1993 et 53 kF en 1994 (personnel fourni par le CEN) )
Part du CG38 - PGRN
~10%
(Co)-Financements
Total du projet : ~350 kF
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
 Ce complément de financement a permis de payer le dispositif expérimental mis en œuvre


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs

Etudier la possibilité de mesurer, en continu et sans subir les problèmes liés aux conditions météorologiques de haute montagne, l’évolution d’un profil du manteau neigeux le long d’une pente.

Compléter les mesures de terrain et permettre un suivi régulier de l’évolution du manteau neigeux.
Méthodologie

Utilisation d’un capteur de neige par ondes ultra-sonores développé par la société Option (Montbonnot) en collaboration avec le CEN, installé individuellement sur de nombreux sites isolés de montagne, et disposant d’une précision de l’ordre du centimètre (même pendant les chutes de neige).

Test de la possibilité de faire fonctionner avec une même base électronique 4 transducteurs ultrasonores synchronisés (capteurs fixés à intervalles réguliers sur 2 câbles tendus entre 2 pylônes le long d’une pente de 35°).

- Etude de faisabilité en laboratoire (montage utilisant l’électronique d’un capteur classique auquel fut adjoint un système de multiplexage et de stockage local des données).

- Réalisation de l’ensemble de l’infrastructure sur le terrain avec le concours de la société SATA.
Résultats

Mise au point d’un  dispositif constitué d’un ensemble de sonotrodes reliées, par l’intermédiaire d’un capteur de hauteur de neige, à une centrale d’acquisition.

L’installation fonctionne durant des épisodes de vent fort (> 100 km/h) et pendant des précipitations neigeuses importantes. Elle permet de suivre, heure par heure, la répartition des épaisseurs de neige sous l’influence des vents forts et d’apprécier la réponse du manteau neigeux aux changements d’orientation du vent.


4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Mise à disposition des résultats de l’étude aux organismes (CEN, Cemagref, Anena) et sociétés privées (Société d’Aménagement des Téléphériques de l’Alpe d’Huez - SATA) associés au projet
Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances théoriques
Produits délivrables
 
Partenariats
- Préexistant
- Qui se poursuit
Retombées du projet

- Valorisation des résultats : communication lors de la journée organisée à l’Alpe d’Huez le 5 avril 1994 (ouverte aux professionnels de la neige), destinée à présenter les études réalisées au laboratoire du Col du Lac Blanc dans le cadre du projet « Neige, Vent et Avalanches ».

- Utilisation de l’installation financée par le Pôle Grenoblois pour le projet européen SAME (Snow Avalanche Mapping and warning in Europe, 4ème PCRD) pour lequel une demande de financement a été faite en 1995 à la Commission Européenne (programme Environnement et Climat) 

- Poursuite de l'étude : financement complémentaire de 30 kF obtenu pour l’année 1995 : cf. projet PGRN 1995 de Gilbert Guyomarc’h dans le cadre de RENSA


5) Valorisation du projet

Publications et communications
 
Pages Web
 

 

[Programme de recherche départemental]