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Site expérimental du col du Lac Blanc : une soufflerie naturelle

Le transport de la neige par le vent est une composante importante de l’interaction entre la cryosphère et l’atmosphère. Il se manifeste dans les régions couvertes de neige de manière saisonnière ou permanente. En zone alpine, il a en premier lieu des conséquences sur la formation des avalanches. Le transport entraîne en effet une redistribution hétérogène de la neige, fortement influencée par la topographie locale. La neige est érodée dans les zones exposées au vent, à proximité des crêtes par exemple, et tend à se déposer dans les dépressions à l’abri du vent. Au cours de leur transport, les particules de neige se fragmentent et se déposent sous forme de couches présentant une grande cohésion. Lorsqu’elles reposent sur une couche de faible cohésion, le passage d’un skieur peut alors suffire à provoquer l’effondrement de la sous-couche fragile et la mise en mouvement de l’ensemble des couches de neige déposées : 65 % des accidents d’avalanche s’observent après un épisode de transport de neige par le vent. Outre le danger d’avalanche, la redistribution de la neige sous l’effet du vent a des conséquences en termes de viabilité hivernale (formation de congères) et en termes d’hydrologie (sublimation des particules de neige transportée entraînant une perte d’eau, hétérogénéité spatiale du manteau neigeux prolongeant la saison de fonte).

Objectifs scientifiques

De nombreux modèles de transport de la neige par le vent ont été développés pour simuler les processus mis en œuvre lors des épisodes de transport et la redistribution de la neige en résultant. Cependant, le transport éolien de neige est un processus encore mal pris en compte dans ces modèles qui ne représentent que de manière simplifiée la physique complexe de ce phénomène.  Pour améliorer les connaissances dans ce domaine, les études in situ sont indispensables et indissociables des recherches fondamentales en laboratoire. Elles permettent d’une part de mieux décrypter les processus physiques en jeu et d’autre part de tester les hypothèses et valider les modélisations numériques.

Dispositif expérimental

C’est pourquoi, depuis les années 1990, Irstea et Météo-France se sont associés pour développer le site expérimental du col du lac Blanc, un laboratoire d’altitude situé à 2 700 m dans les Alpes françaises et particulièrement venté. Par sa localisation, le site est dominé par des vents orientés nord-sud et il est particulièrement bien adapté pour l'observation des processus physiques (Naaim-Bouvet et al., 2010, 2011, 2014, Nishimura et al., 2014, Vionnet et al., 2013) et la modélisation des effets du transport de neige par le vent de la plus simple (Schon et al., 2015, 2018) à la plus complexe (Michaux et al., 2001, Vionnet et al., 2014, 2017) et ce jusqu’à une version opérationnelle (Guyomarc’h et al., 2018). Ceci n’a été possible que grâce à des développements instrumentaux spécifiques (Bellot et al., 2010, 2011, Cierco et al., 2007, Trouvilliez et al., 2015).

À son lancement, ce site était plutôt conçu pour réaliser des campagnes de mesures ponctuelles. Par la suite, de plus en plus de mesures ont été réalisées et sa reconnaissance est désormais internationale, notamment par ses récentes labellisations nationales (SOERE CRYOBSCLIM) et internationales (IR OZCAR, Gaillardet et al., 2018 ; INARCH ; GCW) en tant qu’observatoire (Guyomarc’h et al., 2018).

Disponibilité des données

Les données sont disponibles sur le Data Center de l’OSUG (doi:10.17178/CRYOBSCLIM.CLB.all) et sont plus particulièrement explicitées dans un Data Paper (Guyomarc’h et al., 2018). Des données complémentaires peuvent être obtenues sur demande. Durant la période hivernale, les données sont disponibles en temps réel sous forme graphique sur les deux sites suivants :

Programme en cours

Le site expérimental du Col du Lac Blanc a initialement été soutenu par la Région Rhône-Alpes (Contrat de Plan Etat Région), puis par des projets CNRS-INSU (LEFE), INTERREG ALCOTRA (DYNAVAL et MAP3). Il bénéficie également de financements récurrents d’Irstea, de Météo France et de l’OSUG. La SATA (Société d’aménagement de l’Alpe d’Huez) apporte son soutien logistique.

Collaborations

  • CEN (Centre d’Etudes de la Neige), CNRM (Météo France / CNRS)
  • IGE (Institut des Géosciences de l’Environnement)
  • University of Nagoya (Japon) NIED (national Research Institute for earth Science and Disaster Resilience - Japon)
  • BOKU, Institute of Mountain Risk Engineering, Department of Civil Engineering and Natural Hazards (Autriche)

Avec l’appui de :

  • SATA, Alpe d’Huez (France)
  • Société d'exploitation Oz Vaujany
  • Commune d’Oz-en-Oisans

Toute nouvelle collaboration scientifique ou industrielle est la bienvenue.

Publications

Articles scientifiques

  • Bellot, H., Trouvilliez, A., Naaim-Bouvet, F., Genthon, C., Gallée, H. - 2011. Present weather sensor tests for measuring drifting snow. Annals of Glaciology, vol. 52, n° 58, p. 176-184. http://dx.doi.org/10.3189/172756411797252356
  • Bellot, H., Naaim-Bouvet, F. - 2010. Les capteurs de transport de neige par le vent au banc d'essai . Sciences Eaux et Territoires, n° 2, p. 66 – 77
  • Cierco F-X., Naaim-Bouvet F., H. Bellot – 2007. Acoustic sensors for snowdrift measurements: How should they be used for research purposes? Cold Regions Science and Technology, 49, 74-89.
  • Gaillardet J., Braud I., Hankard F., Anquetin S., Bour O., Dorfliger N., De Dreuzy J.R., Galle S., Galy C., Gogo S., Gourcy l., Habets F., Laggoun F., Longuevergne L., Le Borgne T., Naaim-Bouvet F., Nord G., Simonneaux V., Six D., Tallec T., Valentin C and 126 co-authors, 2018, OZCAR: the French network of Critical Zone Observatories, Vadose Zone Journal, accepted.
  • Guyomarc’h, G.,  Bellot, H., Vionnet, V., Naaim-Bouvet, F., Deliot, Y., Fontaine, F., Pugliese, P., Naaim, M., Nishimura, K. - 2018, A meteorological and blowing snow dataset (2000-2016) from a high-altitude alpine site (Col du Lac Blanc, France, 2 720 m a.s.l.) ESSD Discussion. www.earth-syst-sci-data-discuss.net/essd-2018-74/
  • Guyomarc'h, M. Lafaysse, F. Naaim-Bouvet, G. Giraud, Y. Deliot - 2018, Operational implementation and evaluation of a blowing snow scheme for avalanche hazard forecasting, Cold Regions Science and technology, Vol. 147, 1-10.
  • Michaux, J.-L., Naaim-Bouvet, F., Naaim, M. - 2001, Drifting-snow studies over an instrumented mountainous site: II. Measurements and numerical model at small scale, Annals of Glaciology, 32, pp. 175-181.
  • Naaim-Bouvet, F., Bellot H.. Nishimura K., Genthon, C., Palerme C., Guyomarc’h G. and V. Vionnet, 2014 Detection of snowfall occurrence during blowing snow events using photoelectric sensors, Cold Reg. Sci. Technol. (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.coldregions.2014.05.005
  • Naaim-Bouvet, F., Guyomarc’h, G., Naaim, M., Durand, Y., Bellot, H., Pugliese, P. - 2012. Transport de neige par le vent sur un site de haute montagne : de la modélisation à l’observation, de l’observation à la modélisation. Houille Blanche-Revue Internationale de l'eau, vol. 2012, n° 1, p. 51-57.
  • Naaim-Bouvet, F., Naaim, M., Bellot, H., Nishimura, K. - 2011. Wind and drifting-snow gust factor in an Alpine context. Annals of Glaciology, vol. 52, n° 58, p. 223-230. http://dx.doi.org/10.3189/172756411797252112
  • Naaim-Bouvet, F., Naaim, M., Bellot, H. - 2010. Back analysis of drifting snow measurements over an instrumented mountainous site. Annals of Glaciology, vol. 51, n° 54, p. 207 – 217.
  • Nishimura, K., Yokoyama, C., Ito, Y.,  Nemoto, M., Naaim-Bouvet, F., Bellot, H. and K.  Fujita – 2014.  Snow particle speeds in drifting snow, Journal of Geophysical Research - Atmosphere Volume 119, Issue 16, pages 9901–9913, 27 August 2014 http://dx.doi.org/10.1002/2014JD021686
  • Trouvilliez, A., Naaim-Bouvet, F., Bellot, H., Genthon, C. and H. Gallée – 2015.  Evaluation of the FlowCapt acoustic sensor for the aeolian transport of snow, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, http://dx.doi.org/10.1175/JTECH-D-14-00104.1
  • Schon, P., Naaim-Bouvet, F., Vionnet, V., Prokop, A. – 2018, Merging a terrain-based parameter with blowing snow fluxes for assessing snow distribution in alpine terrain, Cold Regions Science and Technology, vol 155, 162-173, https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.08.002
  • Schon, P., Prokop, A., Vionnet, V., Guyomarc’h, G., Naaim-Bouvet, F. and M. Heiser – 2015. Improving a terrain-based parameter for the assessment of snow depths with TLS data in the Col du Lac Blanc area, Cold Regions science and Technology, 114, 15-26. http://dx.doi.org/10.1016/j.coldregions.2015.02.005
  • Vionnet,V.,  Martin, E., Masson, V.,  Lac, C., Naaim-Bouvet, F., Guyomarc’h, G. – 2017. High-resolution large eddy simulation of snow accumulation in alpine terrain, Journal of Geophysical Research, Vol: 122, Pages 11,005–11,021, DOI: 10.1002/2017JD026947
  • Vionnet, V., Martin, E., Masson, V., Guyomarc'h, G., Naaim-Bouvet, F., Prokop, A., Durand, Y., and Lac, C. - 2014. Simulation of wind-induced snow transport in alpine terrain using a fully coupled snowpack/atmosphere model, The Cryosphere, 8, 395–415. http://dx.doi.org/10.5194/tc-8-395-2014
  • Vionnet, V., Guyomarc’h, G., Naaim Bouvet, F., Martin, E., Durand, Y., Bel, C., Bellot, H., Puglièse, P. - 2013. Occurrence of blowing snow events at an alpine site over a 10-year period: observations and modeling, Adv. Water Res., 55, 53-63.  http://dx.doi.org/10.1016/j.advwatres.2015.05.004

Articles de vulgarisation

  • Naaim-Bouvet F., Picard G., Bellot H., Arnaud L., Vionnet V., Deliot, Y., Le vent, ce sculpteur méconnu, 22-23, Journal de l’ANENA
  • Vionnet, V., Naaim-Bouvet, F., Deliot, Y., Bellot, H., Karbou, F., Naaim, M., Durand, Y. - 2017. Col du lac Blanc : un site pour l'observation et la modélisation de la neige en haute montagne. La Météorologie, n°99, p. 35-44. DOI : 10.4267/2042/63588. 

Contacts

Florence Naaim (HDR)
Tél : +33 4 76 76 27 09 - Fax : 04 76 51 38 03
2 rue de la papeterie BP 76 38402 Saint-Martin-d'Hères Cedex
florence.naaim@irstea.fr
Spécialités : mécanique des fluides, écoulements biphasiques

Hervé Bellot
Tél : +33 4 76 76 27 95 - Fax : 04 76 51 38 03
2 rue de la papeterie BP 76 38402 Saint-Martin-d'Hères Cedex
Spécialité : instrumentation