Avec des chutes de neige record, les avalanches se font nombreuses, et mortelles, comme à Crévoux, dans les Hautes-Alpes, le 5 mars dernier. Pour réduire le danger, des spécialistes se mobilisent, depuis les pisteurs des stations jusqu'aux « nivologues » de Météo-France. Jean-Louis Dumas, chercheur au Centre d’études de la neige, explique à Futura-Sciences comment s'organise cette armée discrète. 

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    Cette année, la neige est au rendez-vous. Des chutes record ont été enregistrées dans les Pyrénées, mais le Massif central, les Vosges et les Alpes sont tout aussi blancs. Le manteau neigeux, cependant, évolue en permanence : lorsque la neige atteint le sol, elle se transforme en fonction des conditions météorologiques (vent, réchauffement, rechutesrechutes de neiges, etc.). Parfois, le manteaumanteau neigeux est si instable qu'il occasionne des avalanches. En France, une centaine de personnes sont emportées chaque année.

    Il existe deux types d’avalanches : les spontanées et les provoquées. Les avalanches spontanées dépendent des conditions météométéo. Les avalanches provoquées sont liées à une surcharge locale : passage de skieurs, sérac (bloc de glace) ou explosifs (pour déclencher une avalanche). Chaque jour, Météo-France publie un bulletin d'estimation du risque d’avalanche pour chaque massif de France. Ce bulletin donne une valeur sur une échelle de risque et distingue les risques d'avalanches provoquées et spontanées. Jean-Louis Dumas, adjoint au chef du Centre d'études de la neige (CEN) de Météo-France, explique pour Futura-Sciences comment on parvient à prédire le risque d'avalanche à partir de l'observation du manteau neigeux.

    Les postes de surveillance du manteau neigeux dans les Alpes. En France, 150 postes sont installés, 95 % se trouvant dans les stations de sports d'hiver. La majorité des mesures sont réalisées par les pisteurs. © Météo-France, CEN

    Les postes de surveillance du manteau neigeux dans les Alpes. En France, 150 postes sont installés, 95 % se trouvant dans les stations de sports d'hiver. La majorité des mesures sont réalisées par les pisteurs. © Météo-France, CEN

    Les pisteurs scrutent le manteau neigeux

    Pour connaître le degré de stabilité du manteau neigeux, il faut avant tout l'observer. Dans les Alpes, les Pyrénées et la Corse, un vaste réseau nivométéorologique est installé. On compte 150 postes, répartis à différentes altitudes. Près de 95 % d'entre eux se trouvent dans les stations de sports d’hiver, et ce sont donc les pisteurs qui effectuent la majorité des mesures. Deux fois par jour, ils observent la neige de surface et les avalanches. Ils enregistrent en outre les conditions météorologiques : précipitations, températures maximales et minimales à l'aide de thermomètres et d'hydromètres.

    Toutes les semaines, le profil vertical du manteau neigeux est évalué. Il faut d'abord mesurer la résistancerésistance du manteau. Les pisteurs utilisent une sonde par battage. C'est un tube terminé par une pointe conique, le long duquel coulisse un poids. Lorsque le poids est lâché d'une hauteur déterminée, tout le dispositif s'enfonce. Une équationéquation permet de lier cet enfoncement à la résistance du manteau. Un profil stratigraphique est également réalisé. Il s'agit de décrire pour chaque couche son épaisseur et les caractéristiques de la neige qui la compose : type de grain, taille, duretédureté, humidité, densité et température.

    Afin de compléter ce réseau d'observation humain, 28 stations automatiques sont également déployées. Il s'agit du réseau Nivôse. Une station mesure constamment la hauteur de neige, la température, l'humidité et le vent, et fournit ainsi un suivi annuel des massifs.

    Les pisteurs mesurent la résistance du manteau neigeux une fois par semaine. Ils utilisent une sonde par battage, à l’image. L'homme lâche un poids à une hauteur donnée qui coulisse le long d'une tige. Il mesure alors l'enfoncement du dispositif complet et peut déterminer la résistance de la neige. © Météo-France, CEN

    Les pisteurs mesurent la résistance du manteau neigeux une fois par semaine. Ils utilisent une sonde par battage, à l’image. L'homme lâche un poids à une hauteur donnée qui coulisse le long d'une tige. Il mesure alors l'enfoncement du dispositif complet et peut déterminer la résistance de la neige. © Météo-France, CEN

    Analyser et prévoir les avalanches, massif par massif

    Le nivologue utilise aussi des outils numériquesnumériques. Avant de modéliser, il examine les données observées. « La modélisationmodélisation vient en complément. L'intérêt est qu'elle donne un suivi chronologique et spatial régulier. Les observations ne rendent pas compte de tout le massif. Or, la modélisation fournit des informations pour toute la zone étudiée », commente Jean-Louis Dumas. Le prévisionniste utilise trois outils informatiques : SafranSafran, Crocus et Mepra.

    Safran est un module d'analyse. Il mélange les résultats des modèles météorologiques et les données observées, en fait une analyse et estime les meilleures valeurs de température, de vent, d'humidité et de précipitations. « Il fait une descente d'échelle et fournit une prévision des paramètres météo en de nombreux points des massifs, détaille Jean-Louis Dumas. Ceux-ci sont découpés en tranche d'altitude et d'exposition (nord, sud, est, ouest, etc.). Par exemple, Safran estimera pour le massif de la Chartreuse (Isère), à 1.500 m d'altitude, sur le versant nord, les prévisions de température, le vent, l'humidité et les précipitations. »

    Le modèle Crocus simule l'état interne du manteau neigeux. Celui-ci dépend du bilan d'énergie, c'est-à-dire le rapport entre l’énergie reçue et l’énergie renvoyée par le manteau neigeux. Il y a d’une part les flux radiatifs : l’énergie solaire (<em>Shortwave Radiation</em>) et l’énergie thermique infrarouge (<em>Longwave Radiation</em>). D’autre part, le vent, les précipitations et la température induisent des échanges de chaleur, constituent les flux d’énergie turbulents (<em>Turbulent Fluxes</em>). Parmi ces derniers, on distingue le flux de chaleur sensible (convection) et le flux de chaleur latente (évaporation). Avec ces paramètres, Crocus simule différentes variables (<em>prognostic model variables</em>) : la température (<em>temperature</em>) en rouge, la densité (<em>density</em>) en vert, la teneur en eau liquide (<em>liquid water content</em>) en carré bleu et les métamorphoses du manteau neigeux (<em>Snowpack</em>). © Météo-France, CEN

    Le modèle Crocus simule l'état interne du manteau neigeux. Celui-ci dépend du bilan d'énergie, c'est-à-dire le rapport entre l’énergie reçue et l’énergie renvoyée par le manteau neigeux. Il y a d’une part les flux radiatifs : l’énergie solaire (Shortwave Radiation) et l’énergie thermique infrarouge (Longwave Radiation). D’autre part, le vent, les précipitations et la température induisent des échanges de chaleur, constituent les flux d’énergie turbulents (Turbulent Fluxes). Parmi ces derniers, on distingue le flux de chaleur sensible (convection) et le flux de chaleur latente (évaporation). Avec ces paramètres, Crocus simule différentes variables (prognostic model variables) : la température (temperature) en rouge, la densité (density) en vert, la teneur en eau liquide (liquid water content) en carré bleu et les métamorphoses du manteau neigeux (Snowpack). © Météo-France, CEN

    Les résultats fournis par Safran sont ensuite utilisés par le modèle Crocus, qui rend compte de l'évolution de la neige. En partant du manteau neigeux existant, il utilise les prévisions de Safran pour faire évoluer celui-ci. Il tient compte des paramètres internes : contenu en eau, types de grains de la neige... mais aussi des forçages externes qui résultent du bilan d'énergieénergie. Enfin, l'outil Mepra compile les résultats du modèle Crocus. Il s'en sert pour estimer la stabilité du profil. S'il y a un risque de départ d'avalanche, sera-t-il plutôt de type avalanche de fontefonte, avalanche de poudreuse, etc. ?

    Nivologue et bulletin d’estimation du risque d’avalanche

    Le nivologue est un prévisionniste de Météo-France. Il se sert de ses connaissances du massif, des observations collectées par les pisteurs et des résultats des modèles. Un nivologue peut travailler sur deux à neuf massifs différents. Il synthétise toutes ces informations pour en déduire un risque de départ d'avalanche.

    L'échelle de risque varie de 1 à 5, et un « bulletin d'avalanche » est établi tous les jours. Pour les avalanches spontanées, le nivologue cherche à préciser le nombre et la taille de celles-ci. Pour les avalanches provoquées, les deux principaux points sur lesquels le nivologue s'attarde sont le nombre de secteurs concernés et la surcharge qui déclenchera l'avalanche (un seul skieur, ou plutôt un groupe).

    Le réseau Nivôse comprend 28 stations automatiques comme celle-ci, dans le massif des Écrins. Autonomes en énergie grâce au panneau solaire, elles réalisent des mesures horaires de la hauteur de neige, de la température, de l'humidité et du vent. Toutes les données sont transmises par satellite. © Météo-France, CEN

    Le réseau Nivôse comprend 28 stations automatiques comme celle-ci, dans le massif des Écrins. Autonomes en énergie grâce au panneau solaire, elles réalisent des mesures horaires de la hauteur de neige, de la température, de l'humidité et du vent. Toutes les données sont transmises par satellite. © Météo-France, CEN

    Un chiffre pour chaque situation

    « Le nivologue définit tous ces critères, rédige son bulletin décrivant la situation actuelle et prévue et synthétise tout cela par un chiffre, précise Jean-Louis Dumas. Toutefois, chaque chiffre correspondant à des situations différentes : il faut lire l'intégralité du bulletin. Le risque d’avalanche spontanée intéressera le grand public, car il peut concerner des zones traversées par des routes, ou l'habitat de montagne. Les risques d'avalanches provoquées concerneront plutôt les pratiquants de la montagne hivernale. »

    Mercredi 6 mars 2013, le risque d'avalanche pour le massif de Crévoux est de 3 sur 5, c'est-à-dire un risque marqué. Tous les versants du massif sont dangereux, et d'après le bulletin, « le passage d'un seul skieur sera souvent suffisant pour déclencher une avalanche ». L'estimation du risque d'avalanche ne peut pas prévoir toutes les coulées, mais doit être consultée par chaque alpiniste qui choisit de gravir les sommets enneigés.