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Pluie sur la neige : quelle est la participation du manteau neigeux aux quantités d’eau qui s’écoulent ?

Hochwasser Oktober 2011
Crue en october 2011 (Photo: drs.srf.ch)
 
Solche typischen Rinnenmuster entstehen oft, wenn es auf eine Schneedecke regnet.
Des rigoles typiques apparaissent souvent en surface du manteau neigeux lors des évènements de pluie sur neige. (Photo: Michel Bovey)
 
Experiment zur Untersuchung des Wassertransports in der Schneedecke
Expérience sur l’étude du transport de l’eau au sein du manteau neigeux : simulation de la pluie avec de l’eau colorée. Les résultats ont été utilisés pour l’amélioration et la validation du modèle de manteau neigeux SNOWPACK. (Photo: Roman Juras)

Au printemps, il n’est pas rare qu’il pleuve sur des sols enneigés. La plupart du temps, le manteau peut absorber une partie de la pluie et diminue ainsi les quantités d’écoulement. Mais lorsqu’il pleut longtemps et de manière intensive, ou lorsque le manteau neigeux, comme c’est souvent le cas au printemps, est déjà totalement mouillé à l’arrivée de la pluie, une fonte des neiges accélérée peut renforcer les écoulements.

En automne également, les conditions peuvent devenir critiques - comme en octobre 2011 lorsque de nombreuses routes et voies de chemin de fer ont été inondées après de fortes pluies accompagnées de la fonte de la neige fraîche récente. Les crues d’octobre 2011 ont confirmé que les scientifiques ne connaissent pas encore assez l’impact de fortes pluies sur le manteau neigeux pour pouvoir prévoir précisément de tels phénomènes. Les chercheurs du SLF ont donc étudié plus de 1000 évènements passés de pluie sur neige en s’appuyant sur les données des stations météorologiques IMIS et des mesures de précipitations de MétéoSuisse. Ils n’utilisent pas ces données uniquement pour identifier où et quand il a plu de manière significative sur le manteau neigeux, mais également pour étudier les processus dans le manteau neigeux, notamment fonte, transformation ou écoulements d’eau dans le sol à l’aide du modèle SNOWPACK, et ainsi déterminer l’impact du manteau neigeux sur les écoulements d’eau.

Améliorer les prévisions de crues

Les résultats montrent que pour la plupart des évènements étudiés, c’est la pluie qui détermine la plus grande partie des écoulements, mais que parfois, la fonte de neige pouvait constituer jusqu’à 70 % de ceux-ci. Dans ces cas, les facteurs suivants ont contribué à l’augmentation des écoulements : épisodes de pluie de longue durée, caractéristiques homogènes du manteau neigeux au début de l’épisode, températures atmosphériques élevées et vitesses de vent ainsi que propriétés du manteau favorisant l’apparition rapide d’un écoulement dans le manteau. Mais la combinaison de la pluie et de la présence d’un manteau neigeux n’entraîne pas forcément des situations critiques. L’écoulement est plutôt le résultat d’un grand nombre de processus à différentes échelles spatiales. Des caractéristiques comme l’épaisseur du manteau neigeux, sa stratification et son degré d’humidité vont influencer fortement la rétention de la pluie par le manteau, ou alors une fonte supplémentaire qui renforce les écoulements.

Les résultats de cette étude aident à améliorer les modèles du service hydronivologique du SLF et ainsi à mieux évaluer l’impact des épisodes de pluie sur neige à venir. Le modèle contribue directement à la prévision opérationnelle des crues de la Confédération.

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