Binôme 1: Sylvie Champeaux - Perrine Guillo

INTRODUCTION

PLAN DU TRAVAIL ET OBJECTIFS(voir Organigramme du BEI)

AVANCEMENT

INTRODUCTION

Notre binôme s'occupe de la partie théorique de définition du phénomène d'avalanche. Pour cela une étude préalable des caractéristiques du manteau neigeux et de ses propriétés est nécessaire ainsi que la définition d'un modèle mathématique pour la partie dynamique de l'avalanche. Ce travail est complémentaire du travail effectué par le trinôme 4 Avalanches2 qui est axé sur une étude de la prévention et des conséquences d'un tel phénomène.

D'autre part, des simulations numériques du phénomène seront effectuées en parallèle avec le trinôme. Vu les codes qui sont mis à notre disposition à l'ENSEEIHT, il est clair que la simulation d'une avalanche ne se fera que de manière approchée, les caractéristiques de cet "écoulement" (rhéologie, milieu granulaire) ne pouvant pas être rigoureusement assimilées à celles d'un fluide. Ce type d'écoulement nécessite des codes de calcul spécialement développés dans ce but et auxquels nous n'avons pas accès. En conséquence, un premier travail d'adaptation des codes disponibles est nécessaire. Notre binôme travaillera à la mise en oeuvre et à l'analyse de simulations d'une avalanche théorique, le trinôme reprenant ensuite le calcul avec l'ajout d'un système de prévention passive (digue).

PLAN DU TRAVAIL

Théorie

Définition des propriétés physiques et mécaniques de la neige

Définition des trois types d'avalanches :

• Avalanches de neige récente: leur écoulement se fait soit en surface comme un fluide dense, soit sous forme d'aérosol, mélange de neige et d'air (avalanche de poudreuse). Ce sont des avalanches qui peuvent déferler à très grandes vitesses (jusqu'à 200 ou 300 km/h) et sont donc particulièrement dévastatrices.
• Avalanches de plaque dure: elles ont lieu avec des neiges de bonne cohésion mais pour lesquelles la présence d'une sous-couche fragile provoque une instabilité de plaques. Sous l'effet d'une faible surcharge, l'équilibre de ces plaques est rompu et un départ en bloc a lieu. Ces avalanches sont particulièrement dangereuses pour les skieurs.
• Avalanches de neige humide (ou de fonte): ce type d'avalanches est lié à la présence d'eau liquide dans la neige et se produit de réchauffements importants, accompagnés ou non de pluies (avalanches de printemps). Malgré leur faible vitesse (de 20 à 60 km/h), elles peuvent être aussi fortement dévastatrices de par leur fort pouvoir d'érosion (écoulement qui se rapproche de celui de la lave).

Présentation du modèle mathématique de l'écoulement

Simulation

Modélisation : choix du code, adaptation (modification éventuelle du type de frottements etc...), choix des conditions limites et initiales.

Mise en oeuvre des calculs: simulation d'une avalanche pour un couloir fictif (choix des ordres de grandeur).

Interprétation des résultats: comparaison avec des ordres de grandeur réels, puis comparaison avec les calculs effectués par le trinôme 4 (simulation sur le même couloir fictif avec rajout d'un système de prévention tel une digue).

AVANCEMENT DU TRAVAIL

Nous disposons actuellement de documentations traitant de certains aspects théoriques et physiques. Cependant, nous avons contacté l'Anena, ainsi que le Centre d' Etude de la Neige (Météo France) afin de pouvoir se procurer des documents développant plus particulièrement les aspects qui nous intéressent. La première partie du travail (étude théorique) est donc entamée.

Concernant la partie numérique, nous attendons un envoi de Mr Naaim, du Cémagref Grenoble, portant plus précisement sur la partie simulations (avec Fluent). Cependant, nous envisageons sérieusement une collaboration avec Mr Vila pour des modélisations avec Télémac 2D. Cette partie du travail étant relativement importante, nous cherchons à présent une solution exploitable le plus rapidement possible.