Trinôme 4: Laetitia Grimaldi - Sébastien Voisin - Sophie Ricci


La prévision du risque
 

"prévoir consiste à projeter dans l'avenir ce qu'on a perçu dans le passé, ou à se représenter pour plus tard un nouvel assemblage, dans un autre ordre, des élèments déjà perçus. Mais ce qui n'a jamais été perçu, et ce qui est en même temps simple est nécessairement imprévisible"

                H. Bergson


Les risques naturels en montagnes liés aux érosions, à la neige et aux avalanches, provoquent de multiples dégâts économiques et humains, cela conduit des organismes tels que le Cemagref ou Météo France à les étudier afin d'en protéger les sites urbains ou naturels. Ils cherchent à améliorer notre connaissance des phénomènes eux-mêmes et visent à les prévoir dans le temps afin de prévenir les collectivités et les particuliers.
Pour les connaître, il faut les observer et mesurer leurs caractéristiques. Des sites sont spécialement équipés pour cela, le travail de recherche utilise ces observations et ces mesures.
Les chercheurs vérifient aussi leurs théories à partir d'expériences dans des laboratoires conçus à cet effet.

La phase des vérifications des modèles numériques est conduite en les confrontant à des évênements réels. Ceux-ci sont particulièrement bien connus dans le domaine des avalanches : d'une part, l'unité du Cemagref conserve la mémoire des évènements passés dans une base de données, d'autre part, elle représente leur extension spatiale sur des cartes 1/25000 appelées CLPA.


La prévision météorologique

La prévision du risque d'avalanche

Prévision numérique et modélisation:

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La prévision météorologique

La simulation numérique est le principal outil employé par les météorologistes pour prévoir l'évolution de l'atmosphère, et donc de prévoir le temps qu'il va faire. Elle procède en plusieurs étapes:



La prévision du risque d'avalanche


L'objectif est d'estimer le risque avalanche à l'échelle d'un massif ou d'un groupe de massif. Le risque d'avalanche est précisé aussi finement que possible en fonction de l'altitude, la topographie, de l'exposition au soleil et au vent, de l'inclinaison, du profil de pente et de la chronologie (jour/nuit).

Le bulletin national des avalanches, BNA, est réalisé en fonction de l'échelle européenne du risque et doit donner deux types d'informations :

Les facteurs conditionnant l'étude de facteur risque sont par exemple:

Cependant le BNA ne descend pas plus bas que l'échelle du massif.

Les moyens se divisent en deux parties :

Ces deux photos présentent à gauche une station nivologique et à droite un relevé de mesure réalisé par des observateurs.

Le réseau d'observations humaines, en premier lieu, fonctionne à la fois en surface et en profondeur.
En surface, on relève les paramètres météorologiques classiques, 1 à 3 par jour, le minimum suffisant étant une fois. Ceux-ci sont la direction et la force du vent, la nébulosité, le type des nuages, la température instantanée et le débit d'eau. Par ailleurs, on prend en compte les paramètres nivologiques : épaisseur de neige au sol, couche de neige en 24 heures, température à 10 cm sous la neige, état du manteau, enfoncement du tube de la sonde, activité du manteau observée, humidité de l'air, teneur en eau liquide de la neige, type et diamètre des grains en surface, masse volumique des couches supérieures. En profondeur, on examine la résistance à l'enfoncement de la sonde, la température au sein du manteau neigeux et le profil du manteau couche par couche. La stabilité du manteau neigeux peut être déduite d'un sondage par battage, réalisé une fois par semaine.

Dans un second temps, le réseau de stations météorologiques permet la détermination des mêmes paramètres. Cependant, s'il est moins riche que le précédent, il permet un relevé des mesures en temps réél et en continu.

Modèles d'aide à la prévision
 

Enfin les modèles d'aide à la prévision fournissent un degré de risque d'avalanche pour une journée donnée. Néanmoins, l'échelle régionale est une échelle désavantageuse, car cette prévision doit s'effectuer à partir de données fragmentaires.

Le système est mis en place au centre d'étude de la neige et est utilisé régulièrement dans le département de l'Isère.

Les modèles utilisés sont divers suivant les besoins :

  • SAFRAN est alimenté en variables météorologiques fines, pour permettre la prévision locale
  • CROCUS donnera l'état du manteau neigeux au jour J, par tranche d'altitude de 300m. Ce code simule des profils stratigraphiques du manteau neigeux.
  • MEPRA analyse l'état du sol en terme de risques d'avalanches.
  • Les limites de ces modèles éxistent et ne sont pas négligeables. En effet, ils ne prennent pas en compte le vent, comme agent mécanique entraînant le déclenchement de l'avalanche, la répartition des précipitations est considérée comme homogène...

    Ainsi, la prévision locale est bonne et donne une idée de l'état du manteau, mais d'un point de vue plus local, elle entraîne de nombreuses fausses alertes.


    Cas de la prévision locale du risque

    L'information locale fournie par le bulletin météo régional n'est pas suffisant, c'est la prévision locale qui va permettre de mieux appréhender le risque avalanche.

           Les Moyens sont les suivants:
     

    La prévision locale commence par une étude de risque.

    Il s'agit d'évaluer la propabilité risque d'occurence d'une avalanche Rp, l'unité du risque est l'unité de grandeur choisie pour quantifier la consommation.

    Rp = Pp(E) - C(E)

    Pp(E) : propabilité d'occurence de l'évènement dans un laps de temps p

    C(E) : conséquence de l'évènement E

    unité du risque : unité de grandeur choisie pour quantifier la conséquence

     
    Confrontation des informations

    L'intention est de dresser la liste des ressources mobilisables et cerner la situation locale.


    Les outils d'analyse

    Visualisation graphique des données Etude des paramètes Recherche d'analogie entre des situations Confrontation des paramètres  Prévision à court terme



    Expertise d'une analyse

    Elle est demandée lors de la prévision d'aménagement ou de l'équipement en montagne.
    La première étape comprend une étude locale du site, c'est à dire l'étude des critères physiques du site avalancheux, des conditions climatiques hivernales, et des avalanches passées.

    En effet, il faut prendre en compte les avalanches majeures apparues sur le site au cours des années passées.

    Le choix stratégique des paravalanches est l'étape suivante, les possibilités sont multiples, on peut en effet:

    Ainsi devient possible la sélection des solutions techniques de protection.


     



    Prévision numérique et modélisation


    Le centre d'étude de la neige s'intéresse depuis plusieurs années aux propriètès de la neige humide. La connaissance de grandeurs spécifiques dans les couches de neige homogènes permettra une meilleure prise en compte des phénomènes d'humidification du manteu neigeux qui sont souvent à l'origine de déclenchement d'avalanches de fonte.


    La prévision météorologique et donc la prévision des risques en montagne repose, pour une large part, sur l'emploi de logiciels de simulation numérique de l'atmosphère, couramment appelés 'modèles'. Météo France a mis en service opérationnel, en 1993, la version la plus évoluée du nouveau modèle ARPEGE.

    La principale innovation est sa résolution horizontale variable: l'atmosphère est divisée en petites boites dont la dimension horizontale est minimale au dessus de la France, pour croitre progressivement jusqu'aux antipodes où elle est maximale.
    On peut ainsi, avec un modèle unique, réaliser des prévisions à l'echelle fine sur le territoire français tout en décrivant avec une présicion suffisante les grands phénomènes à l'echelle planétaire.

    Le modèle ARPEGE fournit 2 fois par jour des prévisions avec une résolution de 20 Km sur la France et de 250 Km aux antipodes.

    Ce nouvel outil a été développé en collaboration avec le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme. Il a été conçu à l'origine  comme multi-usage, permettant aussi bien d'effectuer des prévisions à court terme que de contribuer à l'étude des fluctuations et de l'évolution du climat.


    Le suivi automatique depuis plusieurs années du manteau neigeux à l'aide de modèles numériques (Safran/Crocus/Mépra) s'est révélé un outil puissant et fiable de détermination des risques d'avalanches à l'échelle des principales pentes et orientation des différents massifs des Alpes et des Pyrénnées. Cette échelle de travail permet d'appréhender les principales structures du manteau neigeux à l'exception de celles forcées par les effets locaux: transport de neige par le vent...
    La poursuite de l'effort de recherche passe maintenant par une prévision de l'état du manteau neigeux et des risques qu'il représente à l'échéance de plusieurs jours
    C est le couplage du modèle ARPEGE qui effectue des prévisions à grandes échelles et du modèle SAFRAN qui va permettre cette évolution.


     



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