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Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

FNS: Image du mois mai 2008: Laves torrentielles et avalanches

FNS: Image du mois mai 2008: Laves torrentielles et avalanches
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Bern (ots)

- Indication: Des images peuvent être téléchargées sous:
     http://www.presseportal.ch/fr/pm/100002863 -
Au coeur des fluides
Au Laboratoire d'hydraulique environnementale de l'EPFL, des 
chercheurs soutenus par le Fonds national suisse simulent des laves 
torrentielles et des avalanches. Leur but: comprendre ces phénomènes 
dans leur intimité, sous l'angle de la mécanique des fluides. Une 
meilleure compréhension des processus clés de ces écoulements 
permettra de réduire leurs coûteuses conséquences.
En Suisse, les dommages liés aux risques hydrologiques sont 
responsables d'environ un tiers des coûts remboursés par les 
assurances cantonales. Les avalanches et les laves torrentielles font
partie de cette classe de risques. Au sein du Laboratoire 
d'hydraulique environnementale de l'EPFL, l'équipe du Prof. 
Christophe Ancey - avec le soutien du Fonds national suisse (FNS) - 
cherche à mieux comprendre ces phénomènes en les analysant sous 
l'angle de la mécanique des fluides. En effet, une avalanche, ou une 
lave torrentielle, peut se définir comme le mélange d'un fluide (air 
ou eau) et de particules (neige ou fragments rocheux). Mieux 
comprendre les propriétés de tels fluides permet d'améliorer la 
prévision et la prévention des risques hydrologiques, et donc de 
réduire leurs coûts.
Simuler pour aller du général au particulier
Dans leur laboratoire, les chercheurs lausannois ont monté des 
expériences qui leur permettent de simuler et d'analyser ces 
phénomènes. Si, dans la nature, chaque lave torrentielle est unique 
et non-reproductible, la simulation permet elle de reproduire le 
phénomène et de maîtriser et faire varier à loisir les paramètres 
fondamentaux; et d'en tirer des conclusions certes simplificatrices, 
mais valables pour un grand nombre de situations. Pour ce faire, les 
scientifiques ont du développer des techniques d'imagerie capables de
voir ce qui se passe à l'intérieur d'un fluide lorsqu'il s'écoule. 
Ces techniques et leurs résultats ont fait l'objet de plusieurs 
publications récentes (http://lhe.epfl.ch/articles-fr.html).
Une de ces méthodes fait appel au laser. Une partie des particules
en suspension dans un fluide est marquée à l'aide d'un colorant 
fluorescent. Excité par les très brèves pulsations du laser, ce 
colorant émettra une lumière que capte un appareil photographique, au
rythme de 28 images par seconde. Il est ainsi possible de suivre les 
mouvements de ces particules et d'en déduire les caractéristiques 
rhéologiques du fluide - c'est-à-dire la façon dont il se déforme 
lorsqu'il est soumis à une contrainte.
Une installation unique en son genre
Une fois ces caractéristiques déterminées, les chercheurs étudient le
comportement du fluide lorsqu'il s'écoule par gravité. Cette 
expérience, dite de rupture de barrage, se passe de la manière 
suivante. Le fluide est maintenu à l'intérieur d'un récipient par une
porte. L'ouverture rapide de la porte libère le fluide, qui 
s'effondre et s'écoule le long d'un canal incliné. L'orientation du 
laser permet de voir ce qui se passe à l'intérieur du fluide dans 
plusieurs plans parallèles à l'axe d'écoulement. Cette installation 
est à l'heure actuelle unique en son genre et permet une approche 
novatrice pour la compréhension des écoulements hors équilibre.
Pour les scientifiques lausannois, ce retour au travail 
expérimental classique est fondamental. En effet, la prédiction des 
risques naturels se fait de plus en plus à l'aide de modélisations 
numériques. Mais une grande partie de ces modélisations reposent sur 
des analogies avec un phénomène pour lesquels on adapte certains 
paramètres au cas par cas - en les calant sur des données de terrain 
par exemple; cette approche n'est pas sans risque. Et Christophe 
Ancey de citer un exemple: «Au front d'une avalanche, l'épaisseur de 
celle-ci est nulle. Or, pour certains modèles, une épaisseur nulle 
est impossible. On emploie donc une astuce mathématique pour 
contourner la difficulté. Mais cette astuce rend imprécise la 
position du front. Ce qui est très gênant lorsqu'on établit une carte
des dangers, où l'on cherche justement à déterminer cette position». 
Selon lui, une connaissance plus fine des processus clés de ces 
phénomènes permettrait de résoudre ces problèmes.
Le texte et l'image de cette information peuvent être téléchargés 
sur le site web du Fonds national suisse: http://www.fns.ch > Médias 
> Image du mois

Contact:

Prof. Christophe Ancey
Laboratoire d'hydraulique environnementale
EPFL
1015 Lausanne
Tél. +41 (0)21/693.32.87
E-mail christophe.ancey@epfl.ch

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