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Site expérimental d'étude des avalanches du col du Lautaret

Objectif scientifique

En montagne, les avalanches constituent un danger pour les populations et les infrastructures. Leur étude expérimentale sur le terrain reste une approche privilégiée par les organismes de recherche pour observer le phénomène à l’échelle naturelle et confronter les modèles à des événements réels. Le site expérimental utilisé par Irstea est situé dans les Hautes-Alpes entre le col du Lautaret et le col du Galibier. Initialement consacré à la mise au point de dispositifs de déclenchement, le site a été utilisé ensuite pour étudier les forces d’impact des avalanches et la dynamique des avalanches.

Le site expérimental

Le site est implanté dans la face sud-est de la crête de la Montagne de Chaillol (A). Celle-ci est sillonnée par plusieurs couloirs rectilignes sujets à de nombreux écoulements naturels. Les pentes sont voisines de 45° dans la zone de départ, de 30° dans la zone d’écoulement et de 20° dans la zone d’arrêt. Les avalanches mettent en jeu des volumes de neige compris entre 500 et 2000 m3 sur des parcours allant de 300 à 800 m. Les différents types d’avalanches vont de l’avalanche humide à l’avalanche poudreuse avec une composante dense. Elles résultent le plus souvent de neige récente déposée sous la crête par le vent. La hauteur de cassure varie de 0,20 à 1,50 m, la hauteur du dépôt de 0,5 à 2 m. Des vitesses de plus de 100 km/h peuvent être atteintes à l’emplacement des structures de mesure implantées dans les couloirs.

  • (A) Situation des couloirs utilisés lors des tirs de déclenchement sur le site du Lautaret. © Irstea
  • (B) Dispositif permettant de mesurer le profil de vitesse et de pression couloir n°2 : à gauche les capteurs de vitesse, au centre les capteurs de pression classiques, à droite des capteurs de pression déportés du mât porteur. © Irstea
  • (C) Avalanche déclenchée le 27 février 2007 sur le site du Lautaret. Au centre de l’image, on peut distinguer l’abri de mesure. © Irstea

Les dispositifs de mesure

Le déclenchement des avalanches s’effectue artificiellement à l’aide d'un Gazex (exploseur commercial propane-oxygène industriel) ou bien manuellement par charge explosive glissée (tir électrique). Il faut une équipe d’environ 8 personnes pour une opération complète de déclenchement et il y a en moyenne 2 à 3 journées de tir par hiver.

L’étude de la dynamique de l’écoulement est réalisée au couloir n°2 où, depuis l’hiver 2008, est installé un dispositif visant à mesurer le profil vertical de vitesse et de pression dans l’écoulement (B). Les différents signaux de mesure sont acheminés, certains après amplification, vers l’abri hébergeant les opérateurs (C). Une centrale d’acquisition haute fréquence échantillonnant à plusieurs kHz enregistre les données sur un système informatique. Le jour du tir, le manteau neigeux est caractérisé par un profil stratigraphique. Afin d’accéder aux lois d’écoulement de la neige, des paramètres tels que le volume (surface et hauteur de la zone de départ), la vitesse de l’écoulement et la hauteur du dépôt dans la zone d’arrêt sont mesurés à distance avec des systèmes d’imagerie 3D (photogrammétrie, laserscan) et utilisés ensuite pour modéliser les avalanches observées.

Programme en cours

Les dernières campagnes de mesure ont été organisées dans le cadre des projets européens de recherche INTERREG ALCOTRA DYNAVAL (soutenu également par l’ANR, le CG74 et le Ministère de l’Écologie) et INTERREG ALCOTRA MAP3 (soutenu également par l’ANR et le CG74).

Collaborations

  • INSA de Lyon (laboratoire GMS-GEOMAS)
  • SLF-Davos (Suisse)
  • Université de Nagoya (Japon)
  • Institut Polytechnique de Turin (Politecnico di Torino), Italie
  • Université de Turin (LNSA & NatRisk), Italie
  • Institut national d’Océanographie et de Géophysique (INOGS & INGV), Italie

Publications

  • THIBERT E.  X. RAVANAT (2007). Un site d’étude et de déclenchement d’avalanches : le col du Lautaret. Première partie : un laboratoire de terrain en constante évolution. Neige et Avalanche
  • THIBERT E., D. BAROUDI, A. LIMAM, P. BERTHET-RAMBAUD (2008). Avalanche impact pressure on an instrumented structure. Cold Regions Science and Technology. doi:10.1016/j.coldregions.
  • BERTHET-RAMBAUD P., BAROUDI D., A. LIMAM, E. THIBERT, TAILLANDIER J.-M. (2008) Characterization of avalanche loading on impacted structures: a new approach based on inverses analysis. J. of Glaciology, 54(185), 324-332
  • THIBERT E. X. RAVANAT (2008). Un site d’étude et de déclenchement d’avalanches : le col du Lautaret. Seconde partie : Pression générée par une avalanche sur un ouvrage. Neige et Avalanche, n°121
  • BAROUDI, D., THIBERT, E. (2009). An instrumented structure to measure avalanche impact pressure: error analysis from Monte Carlo Simulations. Cold Regions Science and Technology, vol. 59, p. 242 – 250
  • THIBERT, E., BAROUDI, D. (2010). Impact energy of an avalanche on a structure. Annals of Glaciology, vol. 51, n° 54, p. 45 - 54
  • FAUG, T., CHANUT, B., BEGUIN, R., NAAIM, M., THIBERT, E., BAROUDI, D. (2010). A simple analytical model for pressure on obstacles induced by snow avalanches. Annals of Glaciology, vol. 51, n° 54, p. 1 – 8
  • TACNET, J.M., THIBERT, E., BERTHET-RAMBAUD, P., LIMAN, A., NAAIM, M., PERROTIN, P., RICHARD, D. (2010). Conception et comportement dynamiques des structures de génie civil : application aux ouvrages paravalanches. Sciences Eaux et Territoires, n° 2, p. 46 – 57
  • THIBERT, E., RAVANAT, X., BELLOT, H., OUSSET, F., HUGUENY, B. (2010). Le site d'étude des avalanches du col du Lautaret. Neige, paravalanches et constructions, Hermès Science Publications; Lavoisier, Paris, p. 113 - 131
  • BAROUDI, D., THIBERT, E., LIMAM, A. (2010). L'analyse inverse appliquée à la caractérisation de la sollicitation dynamique des structures par les avalanches. Neige, paravalanches et constructions, Hermès Science Publications ; Lavoisier, Paris, Mécanique et ingénierie des matériaux, p. 136 - 177
  • THIBERT, E., BAROUDI, D., LIMAM, A., BERTHET-RAMBAUD, P. (2010). Pression d'impact d'une avalanche mesurée par un ouvrage capteur. Neige, paravalanches et constructions, Hermès Science Publications ; Lavoisier, Paris, Mécanique et ingénierie des matériaux, p. 118 - 207
  • FAUG, T., NAAIM, M., NAAIM BOUVET, F., ECKERT, N., THIBERT, E., CHAMBON, G. (2010). Chapitre 3. Les récents progrès dans l'étude de la dynamique des avalanches de neige, des effets des obstacles et de la pression d'impact. Neige, paravalanche et constructions, Hermès Lavoisier, Paris, p. 52 – 94
  • Thibert, E., H. Bellot, X. Ravanat, F. Ousset, G. Pulfer, M. Naaim, P. Hagenmuller, F. Naaim-Bouvet, T. Faug, K. Nishimura, Y. Ito, D. Baroudi, A. Prokop, P. Schön, A. Soruco, C. Vincent, A. Limam, R. Héno (2015). The full-scale avalanche test-site at Lautaret Pass (French Alps). Cold Regions Science and Technology 115, 30–41. 10.1016/j.coldregions
  • SOVILLA, B., FAUG, T., KöHLER. A., BAROUDI, D., Fischer J.-T., THIBERT, E. (2016). Gravitational wet-avalanche pressure on pylon-like structures. Cold Regions Science and Technology 126, 66–75. doi: 10.1016/j.coldregions
  • YOICHI I., F. NAAIM-BOUVET, K. NISHIMURA, H. BELLOT, E. THIBERT, X. RAVANAT, F. FONTAINE (2017). Measurement of snow particle size and velocity in avalanche powder clouds. Journal of Glaciology, 63(238), 249-257. doi: 10.1017/jog.2016.130

Contacts

Emmanuel Thibert 33+476762813

Xavier Ravanat 33+476762720