Welt der Wissenschaft | Rétrospective ISSW2018 : Détection des avalanches - Industrie et science

Cette fois : Avalanche detection - Industry and research

Quand, où et quel type d'avalanche s'est produite est une information importante pour de nombreuses institutions dans les régions de montagne. De toute évidence, les services de prévision d'avalanche utilisent ces informations pour faire, valider et aussi améliorer leurs prévisions - chaque avalanche signalée aide donc aussi toutes les autres. Une utilisation légèrement différente des systèmes de détection des avalanches est étroitement liée aux dispositifs de déclenchement artificiels. Souvent, il est difficile pour les services de sécurité des pistes et des routes d'évaluer directement le succès d'un déclenchement artificiel : On entend certes l'explosion, mais on ne voit pas l'avalanche la nuit ou dans le brouillard.

La détection joue également un rôle important dans les avalanches naturelles dommageables. Il n'est pas toujours possible d'aménager une galerie, un tunnel ou des ouvrages de soutènement dans le tracé de l'avalanche, mais il est éventuellement possible d'installer des systèmes d'alarme et d'alerte. La différence entre ces deux systèmes est, dans le cas d'un système d'alarme, l'activation directe de mesures telles que la fermeture de la voie et l'activation des feux de signalisation en cas de détection réussie d'une avalanche. Et un système d'alerte se caractérise par le fait qu'il émet un message même avant le départ de l'avalanche.

C'est précisément un tel système d'alerte qui est présenté dans l'article P7.6. Le Weissmies et ses parois de glace abruptes sont d'abord observés avec un radar très sensible aux changements de surface de l'ordre du centimètre (radar interférométrique), puis uniquement avec une caméra à haute résolution et une "image correlation analysis". Avec une déformation ou un mouvement accru des masses de glace, une alerte d'avalanche de glace est reçue par les autorités. C'est par exemple ce qui s'est passé en septembre 2017 lorsque 300 000 m³ de glace se sont accélérés. Les autorités ont évacué les habitants concernés de Saas Grund et moins de 24 heures plus tard, l'avalanche de glace s'est dissipée en plusieurs fois, de sorte qu'elle n'a pas atteint le village et n'a pas causé de dégâts.

Les chercheurs veulent plus que des mesures binaires

La recherche n'utilise pas seulement les systèmes radar pour la détection (oui/non est un résultat binaire), mais surtout la caractérisation des propriétés d'écoulement de différentes formes d'avalanche est l'application scientifique typique. La recherche sur les radars dans le site suisse de test d'avalanches "Vallée de la Sionne" en Valais est très connue. Trois articles présentent un aperçu des mesures effectuées ces dernières années : P7.1 sur les mesures par radar Doppler, P7.7 sur un radar qui enregistre en haute résolution la position d'une avalanche, et O7.4 compare le radar à haute résolution avec les mesures sismiques enregistrées directement dans le sol sur le trajet de l'avalanche.

Il est difficile d'extraire toute l'information contenue dans les données sismiques, car les différents chocs de l'avalanche qui agissent sur le sol et donc sur les géophones sur le trajet de l'avalanche sont trop "chaotiques". Néanmoins, la contribution O7.5 parvient à obtenir des paramètres importants sur le type et la taille de l'avalanche à partir de l'amplitude, des fréquences de choc et surtout du signal de l'avalanche entrante.

Comme nous l'avons mentionné plus haut, l'une des difficultés des données sismiques réside dans les nombreuses sources de perturbation, de sorte qu'une détection fiable des avalanches dans les données continues est difficile à automatiser. La contribution O7.10 utilise des algorithmes informatiques similaires aux méthodes de reconnaissance vocale et permettra à l'avenir une détection opérationnelle des avalanches avec des capteurs sismiques dans un rayon de 4 km. L'article O7.11 présente une application sismique opérationnelle : Les capteurs sont installés dans les zones de rupture des chemins d'avalanche potentiels.

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Quatre contributions traitent de la détection à l'aide de capteurs infrasonores. Les contributions O7.6, O7.7 et O7.8 comparent le taux de détection à partir d'observations manuelles d'avalanches et d'enregistrements visuels avec par exemple des caméras panoramiques. Ils arrivent chacun à une conclusion similaire, à savoir que les avalanches de plus de 500 m de long (taille 3 et plus) peuvent être relativement bien détectées dans un rayon de 3 km autour de la station. La contribution O7.2 fait état de capteurs infrasons à bas coût basés sur des microcontrôleurs Arduino, qui peuvent être utilisés de manière simple et mobile.

Ce qui est surprenant, c'est qu'il n'y a qu'une seule contribution dans la session, P7.2, qui extrait des signatures de départs d'avalanches à partir de données satellites. Pour cela, ils utilisent les algorithmes des chercheurs norvégiens, leaders dans le domaine et qui ont présenté de nombreuses contributions lors de la session de télédétection opérationnelle.

Conclusion

Cette session de l'ISSW2018 est quasiment l'exemple type du slogan "merging theory and practice", puisqu'il y a à peu près autant de contributions de l'industrie de la détection que de la recherche sur les méthodes de détection. Le radar, la sismique et l'infrason ont chacun des avantages et des inconvénients pour la détection, et jusqu'à ce que ceux-ci soient éliminés ou contournés par la combinaison de méthodes, l'observation manuelle et le retour d'information resteront importants pour les responsables des avalanches et les commissions d'avalanche. Pour nous, amateurs de sports d'hiver, cela signifie : signalez l'activité avalancheuse aux services locaux de prévision d'avalanche, surtout après les périodes de tempête ou dans les régions isolées.