Projet CG38 - PGRN piloté par le LGIT

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Mis à jour : 26/03/2012
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Titre du projet

Comparaison de signaux sismiques et localisation des avalanches de neige et des chutes de blocs

[ rapport pdf ] [ présentation ]

Type d'aléa
Projets transversaux, communs à plusieurs risques
Année

2009


Organisme pilote
LGIT
Organisme(s) associé(s)
CEN/Météo France
Coordonnateur
Jean-Robert GRASSO
Participants
LGIT : P. LACROIX, , A. HELMSTETTER (LGIT),
CEN : J.-P. NAVARRE, J. ROULLE, Y. DELIOT , G. GIRAUD , D.GOETZ

Résumé du projet

L’estimation de l'activité avalancheuse est actuellement basée sur des observations visuelles. Ces observations sont la base de catalogue dont la précision, dans les domaines temporel et des tailles, reste qualitative. Par exemple, dans le contexte des avalanches en stations, ces estimations sont effectuées quotidiennement sur la base des observations des pisteurs responsables de la sécurité (par exemple Failletaz, Louchet et Grasso. PRL 2004). Dans le contexte des avalanches déclenchées par un séisme, de même que pour les glissements de terrains, les inventaires sont issus d’images aériennes ou satellitaires qui moyennent l’activité sur des périodes de temps allant de quelques jours à quelques mois (Podolskiy et al., 2010). Ce type de mesures empêche tant une analyse fine de la dynamique des déclenchement d’avalanches que son interprétation en termes d’évolution des paramètres météorologiques et nivologiques.

Depuis une quinzaine d’années, le CEN enregistre les signaux sismiques générés par les avalanches sur trois sites des Alpes françaises. L’interprétation des mesures des stations sismiques « trois composantes » se heurte au problème de la reconnaissance des signaux d’avalanches parmi tous les signaux sismiques enregistrés. Pour améliorer cette reconnaissance, nous avons développé dans le cadre de ce projet :
- un système d’écoute sismique en nappe, adapté aux avalanches,
- des outils de localisation des avalanches .

Ces développements méthodologiques ont été obtenus en transférant d’une part un savoir-faire acquis sur les éboulements rocheux à l’aide des données de l’observatoire OMIV, d’autre part en s’appuyant sur les acquis des monitorings passés du CEN. Dans ce contexte, nous avons installé une nappe circulaire de six capteurs dans un rayon de l’ordre de 50 m autour d’un capteur central à trois composantes. Cette nappe est localisée à proximité (1 km) d’un des sites de détection sismique des avalanches du CEN, en service depuis plus de 15 ans à Saint-Christophe-en-Oisans, situé à environ 45 km au sud-est de Grenoble .
Les capteurs ont fonctionné en continu durant 40 jours en janvier - février 2010, enregistrant micro-séismes locaux, séismes régionaux, éboulements rocheux et avalanches. 120 signaux, ont été identifiés comme ceux d’avalanches de neige, sur la base de leur contenu spectral et de leur durée. Deux méthodes ont été testées pour localiser l'ensemble des sources sismiques enregistrées : (i) une méthode de formation de voie (corrélation de trace sismique sans identification spécifique d’un type d’onde) précédemment utilisée sur les chutes de blocs (Lacroix and Helmstetter, 2010), (ii) une méthode d'analyse de polarisation (Jurkevics et al., 1986).

Les principaux résultats novateurs liés à ce projet, en plus des développement techniques énoncés précédemment, sont :
- la capacité à suivre les avalanches durant leur écoulement à l’aide de la méthode de « formation de voie »,
- l’évaluation des vitesses d’écoulement des avalanches et la détermination de leur type,
- une corrélation quantitative avec les données météo (précipitations, température, vent, etc.) et avec les paramètres du manteaux neigeux fournis par des simulations numériques,
- une corrélation avec les chutes de neige et aussi une corrélation (plus faible mais significative) avec les précipitations, l'humidité ou le vent,
- un pic d'activité avalancheuse décalé d'environ 3 heures par rapport aux chutes de neige,
- des corrélations avec les autres paramètres météorologiques significatives mais probablement indirectes.

 

[Programme de recherche départemental]