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Transport de neige par le vent.

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Des congères de plusieurs mètres de hauteur peuvent être la preuve visible de la forte influence du vent sur le manteau neigeux dans les Alpes. Nous étudions en soufflerie et sur des sites de mesure à quel endroit le vent érode et dépose la neige, et comment la neige se modifie pendant le transport.

 

En montagne, il est fréquent que le vent soit tempétueux. Il forme des sastrugis et des congères (fig. 1) qui surplombent les versants sous le vent. Dans les terrains irréguliers, il transporte la neige depuis les bosses et les crêtes, remplit les combes et les ravins et peut rendre impraticables des voies entières de communication. Ce faisant, il ne modifie pas uniquement les hauteurs locales de neige, mais aussi la stratification et la stabilité du manteau neigeux. Les cristaux de neige eux-mêmes se transforment pendant le transport : leur taille diminue en raison de la sublimation et des collisions avec la surface de la neige. Souvent, des accumulations de neige soufflée provoquent des avalanches de plaque. Pour cette raison, les spécialistes surnomment aussi le vent l’« architecte des avalanches ».
Nous étudions par l’intermédiaire de différents projets comment la neige est transportée, et où l’érosion et les dépôts se produisent sur le terrain. Les résultats des mesures alimentent les modèles numériques qui simulent les caractéristiques du manteau neigeux et aident par exemple à prendre des mesures contre le transport de la neige.

 

Mesures en soufflerie

Nous analysons dans deux souffleries le transport et la sédimentation de la neige dans des conditions contrôlées. Nous observons et mesurons entre autres la vitesse, la hauteur, la trajectoire et la distance de vol des différentes particules (fig. 2). La formation des plaques à vent sur le manteau neigeux est également étudiée en soufflerie. Dans un autre projet, nous nous penchons sur la dynamique de la neige soufflée ainsi que sur ses interactions avec l’écoulement turbulent, car jusqu’ici, la réaction de la neige à des forces de vent irrégulières est encore largement méconnue.
Les résultats en soufflerie permettent entre autres de développer des mesures adaptées contre le transport par le vent, et d’améliorer les modèles de transport. Vous trouverez plus d’informations sur les souffleries ici.

 

Mesures sur des sites expérimentaux

Les expériences en soufflerie offrent une bonne vision des processus qui interviennent dans le transport de la neige. Les conditions complexes existantes sur le terrain ne peuvent cependant être que partiellement reproduites. Ainsi, dans la nature, la surface de la neige est très irrégulière, et ses caractéristiques très variables. En certains endroits on peut trouver par exemple de la neige poudreuse, qui est transportée dès qu’un vent faible se lève. Simultanément, une croûte due au vent ou à d’autres facteurs peut s’être développée à certaines expositions, et la neige ne s’y laisse plus éroder. En outre, le vent souffle en montagne très irrégulièrement, par rafales subites.

Sur le site expérimental du Weissfluhjoch (fig. 3), nous étudions donc comment (et en quelle quantité) la neige est transportée sur de courtes distances par les tourbillons turbulents. Pour ceci, nous mesurons les quantités de neige transportées par le vent jusqu’à une hauteur de 2 mètres, et déterminons la vitesse du vent toutes les 0,05 secondes. Les résultats nous permettent de valider et d’améliorer les modèles de manteau neigeux SNOWPACK et Alpine3D. Les connaissances acquises sur le transport de la neige par des vents en rafale pourront finalement alimenter les outils de prévision du danger d’avalanche.

Dans un autre projet, nous étudions comment une plaque à vent se forme. Il semble en exister plusieurs types. Elles sont parfois assez molles et peuvent atteindre un mètre, et parfois très dures avec seulement quelques centimètres d’épaisseur. Quels sont les processus physiques qui se manifestent, dans quelles conditions se forment ces plaques ?

 

Mesures en Antarctique

Depuis l’hiver 2016/2017, deux stations automatiques de mesure nous livrent des données sur les paramètres météorologiques et sur le transport de la neige dans l’est de l’Antarctique. Nous pouvons ainsi pour la première fois mesurer également comment les transports de neige s’effectuent pendant l’hiver antarctique. Les données permettent d’estimer la quantité de neige qui s’est déposée au cours d’une année, et en quelle mesure le transport de neige a réduit l’effet des chutes de neige. L’épaisseur de neige n’est pas uniquement réduite par son évacuation par le vent, mais aussi en raison de la sublimation des particules lorsqu’elles sont en l’air. Ce processus de sublimation n’a pu jusqu’ici être simulé que par des modèles extrêmement simplifiés. Grâce à nos nouvelles mesures, la proportion sublimée devrait pouvoir être mieux encadrée à l’avenir.

 

POUR EN SAVOIR PLUS