Dynamique
des avalanches : mesures de pression au sein d'une avalanche
Type
d'aléa
Glace,
neige et avalanches
Année
1996
Mots-clés
Dynamique
des avalanches - Mesures de pression
Champs
disciplinaires
Nivologie,
informatique, métrologie
1) Organismes et auteurs
Organisme
pilote
LIME
Organisme(s)
associé(s)
Cemagref
ETNA + Farechschule de Munster
Coordonnateur
Ph.
BENECH
Participants
2) Contexte du projet
Site(s)
d'étude
Installation
du prototype de capteur au site du Lautaret
Contexte
de l'étude
Chaque
méthode de protection contre les avalanches a ses avantages
et ses inconvénients. Mais le fait d’intervenir
directement sur l’écoulement nécessite une
bonne connaissance de l’interaction entre une avalanche
et un obstacle (cf. projet PGRN Cemagref ETNA 1995…).
Une bonne connaissance des contraintes exercées par les
avalanches sur un obstacle est indispensable pour les raisons
suivantes :
- Pour les ingénieurs, il n’existe pas de règles
précises indiquant, pour différentes formes d’obstacles,
les contraintes normales ou tangentielles exercées par
une avalanche. Il y a également une grande incertitude
sur le rapport entre la contrainte moyenne s’exerçant
sur une surface donnée et les contraintes ponctuelles.
- Pour les chercheurs, il est indispensable de vérifier
certaines hypothèses avancées sur la nature des
avalanches coulantes (milieu continu ou granulaire). Ces hypothèses
peuvent être levées partiellement à partir
de la connaissance du profil des pressions au sein de l’écoulement
(par exemple répartition hydrostatique ou non).
Dans cette perspective, ce projet se proposait d’étudier
les différentes contraintes exercées sur un obstacle
par une avalanche coulante. Ce projet de recherche entre dans
le cadre d’un programme beaucoup plus large sur l’approfondissement
des connaissances physiques sur l’interaction entre un
écoulement avalancheux (aérosol ou avalanche coulante)
et un obstacle. Il a été entrepris par la Division
Nivologie en collaboration avec différents laboratoires
européens (italien, suisse et norvégien).
Le travail effectué porte sur l’acquisition, le
stockage et le traitement des signaux provenant d’un capteur
de pression associé à un accéléromètre
(afin de faire la part entre la contrainte réellement
exercée par l’avalanche et la réponse du
support des capteurs). Un prototype a été mis
au point par les laboratoires en 1995 et début 1996.
Il utilise les propriétés piézoélectriques
du PVDF (polyfluorure de vinylidène). A terme, l’objectif
était d’obtenir un profil des contraintes au sein
d’un écoulement.
Programme
plus vaste
Programme
de recherche de la Division Nivologie sur l’interaction
entre un écoulement avalancheux et un obstacle.
Initiation
du projet
Participation
du PGRN
Montant
du financement
(k€)
4,573
k€ (30 kF)
Part
du CG38 - PGRN
~
20 %
(Co)-Financements
Financements
européens et régionaux.
Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN
Il
a permis de financer les expérimentations in situ.
3)
Objectifs, méthodes et résultats
Objectifs
Avant
de placer à demeure le prototype mis au point sur le
site expérimental du Lautaret, il était indispensable
d’étudier comment acquérir les données
(en particulier la vitesse d’échantillonnage),
comment transmettre les signaux obtenus, comment les stocker
et comment les traiter pour obtenir les mesures désirées.
Méthodologie
Réalisation
(avant ce projet) d’un premier prototype de capteur incluant
un élément sensible à la fois aux contraintes
exercées par la neige et aux accélérations
du support et un élément sensible uniquement aux
accélérations du support (principe de l’accélérométrie
piézoélectrique).
Etalonnage au laboratoire du prototype de capteur de force (essais
mécaniques) et installation au site du Lautaret avec
l’instrumentation associée (pour numériser,
valider, enregistrer et transmettre les données issues
du capteur) dans un local protégé. Le système
de mesure est constitué d’un PC équipé
d’une carte d’acquisition pour échantillonner
les signaux analogiques (mesure automatique déclenchée
au-dessus d’un seuil donné) et d’un modem
pour transmettre les résultats sur une ligne téléphonique.
L’ensemble est géré par les logiciels Labview
et Olicom (fonctionnement permanent).
Réalisation de différents tests sur la station
d’acquisition et sur la liaison modem.
Résultats
Validation
du dispositif d’acquisition / traitement des mesures et
transmission des données installé au Lautaret
et relié au Cemagref de Grenoble.
4)
Débouchés du projet
Utilisateurs
finaux potentiels
Chercheurs
en nivologie
Production
scientifique
-
Production de connaissances pratiques / opérationnelles
Produits
délivrables
Partenariats
-
Préexistant (avec Cemagref)
- Initié par ce projet (avec la Farechschule de Munster)
- Qui ne s'est pas poursuit
Retombées
du projet
Amélioration
du prototype de capteur ?
Objectif final du projet : réalisation d’une
cartographie de l’évolution des pressions exercées
par l’avalanche sur un obstacle…
Le projet n’a pas été poursuivi après
la disparition du LIME mais le travail sur se thème
se poursuit au Cemagref dans le cadre du projet européen
SATSIE.
