Masse de neige dévalant une pente de montagne, telle est l’acception communément admise de ce mot. Plus scientifiquement, on pourra parler de mouvement gravitaire complexe et rapide, avec une vitesse variant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres par seconde, d’une masse de neige parcourant une dénivelée significative, au moins quelques dizaines de mètres, le volume de cette masse pouvant aller de quelques dizaines à plusieurs centaines de milliers de m³.
Il existe dans la littérature un très grand nombre de locutions pour désigner et classifier les avalanches : on les classe selon le type de neige, la forme de la cassure, la saison, etc. La plupart des termes usités en France proviennent des pratiquants de la montagne, skieurs et alpinistes : avalanche de poudreuse, de plaque, etc. Cette terminologie est peu pratique et souvent confuse pour un usage en ingénierie paravalanche et, de fait, elle reste peu employée par les scientifiques et les forestiers. Le point de vue adopté par l’ingénieur est celui d’un homme qui voit arriver une avalanche depuis le fond de la vallée : s’il lui importe assez peu de savoir la forme de la cassure ou la consistance de la neige mobilisée par l’avalanche, il est en revanche intéressé par connaître la nature de la trajectoire et les caractéristiques dynamiques de l’avalanche.
La difficulté essentielle dans toute tentative de classification des avalanches est qu’une multitude de facteurs nivo-météorologiques et topographiques influent sur le déclenchement et la propagation d’une avalanche et, comme pour beaucoup de phénomènes naturels, toutes les combinaisons ou presque sont possibles. En ingénierie paravalanche, on a fait le pari qu’il est suffisant de distinguer deux cas limites d’écoulement : l’avalanche en aérosol et l’avalanche coulante. Dans la pratique, on est souvent amené à tempérer ou à préciser le choix de tel ou tel terme utilisé pour se référer un événement donné (en bref, on se donne un peu de souplesse après une réduction dichotomique de la richesse des écoulements avalancheux). Parmi les éléments pris en considération, il faut garder à l’esprit ceux-ci :
Mélange très turbulent d’air et de neige sèche, elle peut atteindre des vitesses dépassant les 100 m/s (360 km/h) et développer des pics de pressions supérieurs à 1000 kPa (100 t/m²) sur des temps courts (quel-ques millisecondes) alors que sa masse volumique moyenne ne dépasse guère les 20 kg/m3 (localement, bien plus près de la surface du manteau neigeux). La puissance de l’aérosol dépend principalement de la possibili-té de reprise (incorporation de la neige le long du trajet). Sa hauteur peut atteindre et dépasser la centaine de mètres. Sa trajectoire est assez peu influencée par la topographie.
Source : Photo C. Vion
L ’effet souffle d’un tel écoulement peut être ressenti jusque le versant oppos provoquer encore dégâts pressions générées naturellement et dans une moindre mesure également les dépressions au sein l’aérosol (la pression fluctue rapidement ainsi des arrachements de fenêtres portes ou autres ouvrants peuvent se produire sur la façade aval d’une construction touchée par un aérosol
Lorsque l’avalanche a un centre de gravité assez proche du sol et une vitesse pas trop élevée, on parle d’avalanche coulante, car elle a tendance à suivre la topographie. Sa vitesse dépasse rarement les 30 m/s (108 km/h) mais du fait de sa masse volumique (jusqu’à 500 kg/m3), les pressions développées dépassent généralement celles d’un aérosol. La présence de boules dans une avalanche traduit une teneur en eau liquide forte.
Avalanche coulante – Oz-en-Oisans
Source : Photo F. Valla
L'avalanche coulante mobilisant de la neige humide est un phénomène très fréquent sous nos latitudes notamment au printemps, lorsque les couloirs se purgent par suite de la fonte de la neige. Ses effets peuvent être comparés à ceux d’un bulldozer raclant le sol et poussant tout sur son passage. Seule la diminution de la pente l’arrête.
1. Il s’agit bien d’un pari dans le sens pascalien du terme dans la mesure où, dans la plupart des cas – et cela est particulièrement vrai pour les phénomènes extrêmes – la seule connaissance qu’on a de l’avalanche est son dépôt. Il reste assez difficile de reconstituer complètement à partir d’indices épars la dynamique du phénomène.
2. Ces valeurs “typiques” possibles n’ont pour ambition que de donner un ordre de grandeur, une unité pertinente de mesure du paramètre concerné.
3. La TEL est le rapport entre le volume d’eau liquide et le volume total de l’échantillon analysé exprimé en pourcentage.
4. On considère qu’au-dessous de 20°, l’écoulement ralentit fortement pour les avalanches peu importantes ; pour les phénomènes exceptionnels, des écoulements peuvent se produire sur des pentes inférieures à 10°.
On général on souhaite disposer d’une seule grandeur d’intensité alors qu’en pratique on observe que différents paramètres indépendants (distance d’arrêt, pression, etc.) sont nécessaires pour spécifier l’intensité du phénomène. Le parti-pris en construction immobilière, qui est assez consensuel sur le plan international, est d’utiliser la pression d’impact. Naturellement, pour d’autres types d’aménagement (comme les remontées mécaniques), ce n’est pas nécessairement le critère le plus pertinent.
Quelle que soit la nature de l’avalanche, on peut, en utilisant notamment les données nivo-météorologiques et historiques disponibles, essayer de quantifier statistiquement la période de retour d’un événement donné (le seul problème non réglé actuellement est que, selon le paramètre considéré, la période de retour d’un événement peut varier de manière substantielle. La pratique internationale (France, Suisse, Autriche, Norvège, Islande, Italie ...) utilise le critère de pression et plus précisément le seuil de 30 kPa pour définir l’aléa contre lequel on veut se protéger en fonction de la fréquence d’apparition de cette valeur. Cette fréquence varie selon les pays et peut aller de 10 à 2000 ans comme en Islande. En France, l’usage veut que ce soit la fréquence centennale qui serve le plus souvent de référence.
Pour simplifier encore les choses et présenter devant des élus et citoyens sans connaissance particulière des phénomènes, le praticien est amené à définir des classes d’aléas, souvent au nombre de quatre: fort, moyen, faible et négligeable (ou présumé nul).
Cet aléa exprime une intensité égale ou supérieure à la valeur de 30 kPa pour une probabilité d’occurrence centennale mais qui peut être plus fréquente pour un lieu donné.
Il exprime une intensité inférieure à 30 kPa pour les événements de probabilité d’occurrence centennale même s’il est plus fréquent. Il représente un phénomène qui ne surprendrait pas totalement compte tenu de sa proximité avec l’aléa fort. En fonction des conditions topographiques et des données à disposition, il peut également servir de marge d’incertitude vis-à-vis de l’aléa fort.
Il exprime une intensité non qualifiée mais qui ne sera jamais de nature à endommager une construction nor-male et donc sans prescription particulière ; il ne génère qu’une attention spécifique pour des individus non protégés.
"La période de retour est une traduction en langage courant d’une grandeur mathématique très largement utilisée en statistique qui est la probabilité de non-dépassement (F), c’est-à-dire la probabilité pour qu’une valeur donnée ne soit pas dépassée. Par exemple, une probabilité de non-dépassement 0,99 signifie qu’il y a 99 % de chances pour que cette valeur ne soit pas dépassée ou réciproquement 1% de chances qu’on trouve une valeur qui lui soit supérieure sur un laps de temps donné. En pratique, on définit la période de retour comme : T=1/(1-F). T est exprimée en années. A la probabilité de non-dépassement de 0,99 est donc associée la période de retour T=100 ans ; c’est le phénomène qui a 1% de chance d’être dépassé en moyenne sur une période quelconque d’un an. Il faut bien retenir que le phénomène centennal n’est pas le plus gros phénomène qui intervient une fois tous les cent ans, mais celui qui a 1 % de chance de se produire ou d’être dépassé chaque année, c’est-à-dire celui qu’on verrait en moyenne une fois par siècle si l’on disposait d’une très longue période d’observations. Ainsi, il peut y avoir plusieurs événements centennaux par siècle. La probabilité P pour qu’il y ait n phénomènes de période de retour T (ou de fréquence p=1-F=1/T) pendant un laps de temps de N années peut être représentée à l’aide d’une loi dite de Poisson : e-Np (Np)n/n!. La probabilité qu’il y ait au moins un phénomène de période de retour T pendant N années est : P=1- e-N/T. La probabilité d’avoir une avalanche centennale est donc de 18 % dans les vingt ans à venir, de 63% dans le prochain siècle, et de 95 % dans les trois siècles à venir."
Carte des aléas - Commune de Thollon les Memises (Haute-Savoie)
A la deuxième moitié du XIX siècle en France, une loi donne naissance aux services de la Restauration des Terrains en Montagne (RTM), dépendant de l’administration des Eaux et Forêts. Ces services, créés à l’origine pour le reboisement de versants dégradés et la correction torrentielle, vont progressivement prendre en charge les travaux de protection collective contre les avalanches.
Un
site avalancheux peut être décomposé en
trois zones distinctes :
1 - la zone de départ ou zone d’accumulation
2 - la zone d’écoulement ou de transit
3 - la zone de d’arrêt ou dépôt
Les travaux de protection sont classés en deux grandes catégories, selon qu’ils se situent en zone de départ ou en zones d’écoulement et/ou de dépôt : on parle respectivement de protection active ou de protection passive. Dans les deux cas, ces mesures peuvent être mises en œuvre de façon permanente (sans intervention humaine) ou temporaire (avec prise de décision).
Leur objet est de limiter autant que faire se peut tout départ d’avalanche dans la zone de départ que ce soit en modifiant la rugosité du sol (plantations, banquettes, fauchage), en agissant sur la répartition de la neige grâce à l’action du vent (barrières à neige, toits-buses, vires-vent) ou le plus souvent, en fixant le manteau neigeux (râteliers, claies, filets).
L’objectif est de déclencher de petites avalanches dès lors qu’une quantité donnée de neige est tombée. On procède alors aux purges artificielles des zones de départ. Ces techniques sont utilisées principalement pour sécuriser des routes et des domaines skiables, où l’on pratique également le damage. En France, elles ne doivent pas à priori être mises en œuvre au-dessus de zones habitées.
Il peut s’agir soit
d’ouvrages de déviation tels que :
galerie, tunnel, tourne[1] ou
étrave[2],
soit encore d’ouvrages de freinage et
d’arrêt : tas freineur, dent freineuse ou
digue d’arrêt.
On y classe également le Détecteur Routier d’Avalanche (DRA) : c’est un dispositif constitué de feux tricolores situés de part et d’autre du couloir sur la route à protéger et reliés par radio à un émetteur positionné dans la zone de transit. Lorsque l’avalanche passe devant l’émetteur, celui-ci déclenche le signal et les feux passent au rouge.
Il s’agit de mesures principalement réglementaires et destinées à interdire la circulation, à évacuer les populations ou au contraire, à les confiner dans des endroits sûrs en attendant la fin d’une période critique.
[1]Une tourne est une levée de terre ou un mur maçonné qui détourne l’écoulement.
[2] Une étrave divise l’écoulement en deux parties à l’amont de l’ouvrage à protéger.
Le risque résiduel représente le risque d’avalanche persistant après la mise en œuvre des mesures de protections. Les raisons pour lesquelles ce risque peut subsister sont de différentes natures.
Ce peut être un événement météorologique exceptionnel : les ouvrages de protection active (râteliers, claies et/ou filets) peuvent alors être complètement ensevelis par la chute de neige et ne plus pouvoir retenir le manteau neigeux.
Dans le cas de protection passive (digue d’arrêt, par exemple), on peut imaginer qu’une première avalanche s’arrête sur la digue remplissant ainsi l’espace de dépôt. Survient alors une seconde avalanche qui déborde le dispositif en place.
Il reste très difficile à l’heure actuelle, même pour des sites bien documentés, de quantifier précisément le risque résiduel faute d’outils adéquats. Cette notion doit cependant être intégrée dès lors que l’on envisage d’implanter une quelconque infrastructure (voirie, local technique, chalet, etc.) destinée à recevoir du public. Il est ainsi primordial de prévoir, dès l'origine du projet, les plans d'évacuation et de secours, ou les accès protégés.
A la suite de la catastrophe de Val
d’Isère en 1970, l’Etat a
demandé
« l’établissement, sous la
responsabilité du Ministère de
l’Agriculture, d’une carte inventaire des
avalanches, officielle, dressée selon une méthode
scientifique, ayant un caractère indicatif pour les
particuliers mais dont l’observation s’imposera
à tous les services publics »[1]
.
Il s’agit donc d’un document technique sur lequel figurent deux limites : Celle tracée par étude stéréoscopique de couples de photographies aériennes estivales d’une part et celle résultant d’une enquête menée sur le terrain d’autre part. Cette dernière représente donc l’enveloppe de l’emprise maximale connue des avalanches dans le site.
Ces cartes, couvrant aujourd’hui environ 600 000 Ha, sont consultables sur internet à l’adresse suivante : http://www.avalanches.fr ou dans les services départementaux de la RTM.
Important les cartes de localisation des phénomènes avalancheux ne donnent aucune indication de fréquence, de type ou de date. Elles ne sont pas prospectives, il s'agit bien de cartes de phénomènes connus et non de cartes d’aléas.
[1] Extrait du rapport de la Mission Interministérielle d’Etude sur la Sécurité des Stations de Montagne présidée par le Préfet Saunier (juillet 1970).
Instauré en 1995, le PPR
remplace les Plans d’Exposition aux Risques (PER) et les
Plans des Zones Exposées aux Avalanches. C’est un
document prescrit par arrêté
préfectoral ayant valeur de servitude
d’utilité publique et opposable aux tiers. Son but
est de définir les zones soumises à risque(s)
naturel(s) ainsi que les travaux susceptibles de le(s) diminuer. Il
prévoit également l’entretien des
mesures de protection qu’il préconise.
En pratique, il est constitué d’une note de présentation, de documents graphiques et d’un règlement. La note doit expliquer les raisons de la prescription du PPR, les phénomènes naturels connus et les aléas, les objectifs recherchés pour la prévention des risques ainsi que les choix du zonage et les mesures réglementaires répondant à ces objectifs. Les cartes peuvent présenter les phénomènes naturels, les aléas et une évaluation des enjeux. Seul le plan de zonage doit impérativement être annexé au document approuvé.
Trois zones y sont délimitées :
· la zone rouge : toute construction nouvelle est interdite,
· la zone bleue : construction réglementée, soumise à prescriptions et recommandations,
·
la zone blanche : pas de restriction.
Le règlement doit préciser les mesures d’interdiction et les prescriptions applicables dans chacune de ces zones, les mesures de prévention, de protection et de sauvegarde, ainsi que les mesures relatives à l’aménagement, l’utilisation ou l’exploitation des constructions, ouvrages, cultures ou plantations.
