Avalanche

Une avalanche est une masse de neige qui se détache et dévale un versant de montagne ou, suite à une rupture d'équilibre dans le manteau neigeux, c'est le mouvement sur la pente d'une masse de neige. Les éléments nécessaires sont :

1. la neige (= le matériau : quantité, qualité),
2. la pente (au départ : maxi (pour permettre l'accroissement du manteau neigeux) et mini (pour que l'effet de la gravité puisse être supérieur à celui du frottement)),
3. la pesanteur (= le moteur / l'énergie) transformant l'énergie statique de la neige en énergie cinétique et
4. une rupture (= le démarreur) dans le manteau neigeux.

Sommaire 1 Typologie 1.1 Types d'écoulement 1.1.1 Avalanches de neige coulante 1.1.2 Avalanches en aérosol 1.2 Types de déclenchement 1.2.1 Avalanches de plaques 1.2.2 Avalanches à départ ponctuel 1.3 Autres critères 1.4 Échelle d'intensité d'avalanche 2 Mécanique du déclenchement 3 Protection 3.1 Survie après ensevelissement 3.2 Recherche des victimes d'avalanches 3.3 Échelle européenne de risque d'avalanche 3.4 Échelle nord-américaine de risque d’avalanche 4 Les deux dispositifs d'observation des avalanches en France 5 Déclenchement artificiel d'avalanches 6 Notes et références 7 Voir aussi 7.1 Articles connexes 7.2 Liens externes

Typologie

Une avalanche se déplace dans un site montagnard où l’on distingue trois zones :

• de départ : étendue souvent sous une crête, à partir de laquelle l’avalanche peut se produire, où la neige s’est préalablement accumulée, où la masse de neige en mouvement augmente ; les types de déclenchement y sont variés (spontané / provoqué, linéaire / ponctuel) ;
• d’écoulement : le long d’une pente, sur laquelle l’avalanche transite et se développe (géométrie, vitesse) ; les types d'évolution y sont diversifiés (densification / dilution, homogène / multicouches, laminaire / turbulent) ;
• d’arrêt : étendue sur laquelle l’avalanche s’arrête et se dépose, où la masse de neige en mouvement diminue ; les types d'aspects diffèrent encore (boules / lisse, avec ou sans inclusion).

On peut classer les avalanches selon leur type d'écoulement, puis affiner cette classification selon leur type de déclenchement^[1]. Pour chacun de ces critères, des avalanches mixtes, qui combinent une phase coulante et un aérosol, ou pour lesquelles le déclenchement est d'abord ponctuel puis en plaque, sont également possibles.

Types d'écoulement

Avalanches de neige coulante

Il s'agit de la forme d'écoulement par défaut des avalanches, qui peut donc concerner tout type de neige. Ces avalanches constituent un écoulement granulaire de neige, qui se comporte alors comme un fluide à seuil. Leur frottement interne, qui conditionne leur capacité à s'écouler sur des pentes très faibles, varie grandement en fonction de la qualité de la neige mobilisée : en premier lieu, la teneur en eau liquide (plus importante dans les neiges en cours de fonte) augmente le frottement interne.

Ces avalanches peuvent causer d'importants dégâts aux bâtiments du fait des masses de neige en mouvement, malgré leur vitesse parfois faible. Leur trajectoire suit la ligne de plus grande pente, mais n'est pas pour autant très facile à prévoir, car un dépôt d'une précédente avalanche peut suffire pour les dévier.

Avalanches en aérosol

Pour générer une avalanche en aérosol, une « poudreuse », il faut une neige sèche, sans eau liquide, très froide et peu dense, en quantité au départ et sur la pente (pour la reprise de neige), un écoulement rapide (plus de 20-25 m/s) ainsi qu'un impulseur de mise en suspension des particules de neige dans l'air (ex: ressaut topographique, petite barre rocheuse). La très forte turbulence ainsi créée forme un aérosol : un nuage de particules de neige (jusqu'à 5 à 10 kg/m³ en moyenne) qui se comporte comme un gaz alourdi par la neige.

Ces avalanches spectaculaires se produisent souvent après d'abondantes chutes de neige fraîche, et dévalent la pente à très grande vitesse (100 à 350 km/h), sur une trajectoire assez rectiligne peu sensible à la configuration du terrain. Elles peuvent produire une onde de pression/dépression dévastatrice (jusqu'à 3 bars de surpression) qui cause parfois d'importants dégâts soit aux massifs forestiers en brisant les arbres, soit à la toiture d'un chalet en l'arrachant et en la reposant plus loin, presque intacte. Elles sont capables de traverser des vallées pour remonter sur le versant opposé sur des hauteurs souvent impressionnantes.

Types de déclenchement

Les facteurs déclencheurs sont :

• une instabilité interne du manteau neigeux ;
• un impact ou une surcharge ponctuelle, externe au manteau neigeux.

Avalanches de plaques

Ces avalanches, souvent déclenchées par des skieurs ou randonneurs, sont celles qui font le plus de victimes. Elles impliquent parfois des plaques à vent (dont le rôle est souvent surestimé), et dans presque tous les cas une couche fragile sous-jacente de neige à faible cohésion (le plus souvent du givre de profondeur) qui représente le principal facteur de risque. Le départ se fait alors sur une superficie importante, et mobilise de très grandes quantités de neige, dans des zones parfois éloignées de la rupture initiale. Si parfois on peut être alerté par des bruits de soufflement ou d'effondrement quand on marche dessus, il n'est généralement pas possible de les reconnaître a priori. Ces plaques peuvent être constituées de neige dure (cohésive) ou friable (poudreuse, parfois très légère).

Avalanches à départ ponctuel

Ces avalanches concernent des neiges avec peu ou pas de cohésion : poudreuse froide type faces planes, ou neige de fonte gorgée d'eau. Elles sont un peu moins dangereuses du fait des plus faibles quantités de neige mobilisées, et risquent moins d'emporter le pratiquant qui les déclenche car elles partent en dessous de lui.

Autres critères

Selon le facteur déclenchant, on peut également distinguer :

• les avalanches spontanées, dues à l'évolution naturelle du manteau neigeux ;
• les avalanches accidentelles, causées involontairement par une activité humaine ;
• les avalanches artificielles, déclenchées volontairement, très souvent avec une détonation aérienne (ex : à l'explosif) pour sécuriser une zone à risque en évitant les accumulations de neige trop importantes.

Selon la hauteur impliquée du manteau neigeux au départ, on distinguait jadis :

• l'avalanche superficielle : la rupture a lieu au sein du manteau neigeux ;
• l'avalanche de fond : l'ensemble du manteau glisse sur le sol.

Échelle d'intensité d'avalanche

Classe	Paramètres physiques	Dommages potentiels sur bâtiments	Dommages potentiels sur infrastructures
1 - Très faible	S=~0,2 ha; E=~20 cm; V=~100 m3; P=~2 kPa.	Endommagement structurel léger (sur mobilier, vitres cassées, ...).	Route : localement et momentanément glissante et obstruée mais encore praticable pour 4x4 équipé
2 - Faible	S=~1,0 ha; E=~40 cm; V=~1 000 m3; P=~8 kPa.	Ouvertures (portes / fenêtres / volets) : inutilisables ; Murs en maçonnerie : fissuration / effondrement partiel ; Toitures : débord arraché, cheminée effondrée.	Poteau bois/treillis, ligne aérienne : destruction partielle ; Voiture/car/dameuse : renversement / enfouissement; Routes : localement et momentanément impraticable (même pour 4x4 équipé) avec perte de tracé.
3 - Moyen	S=~5 ha; E=~80 cm; V=~10 000 m3; P=~30 kPa.	Ouvertures : détruites ; Gros œuvre : fissuration / déformation / effondrement ; Toitures : écrasement général / transport partiel.	Glissière, poteau béton/acier : destruction généralisée ; Camion chargé, wagon : renversement / enfouissement
4 - Élevée	S=~20 ha; E=~150 cm; V=~80 000 m3; P=~100 kPa.	Gros œuvre : arasions (possibles par niveau), effondrement multiples; Toitures : destruction.	Superstructure non spécialement adaptée : destruction généralisée; Locomotive : renversement possible ; Routes : complètement impraticable.
5 - Exceptionnelle	S=~50 ha; E=~250 cm; V>~400 000 m3; P=~300 kPa.	Endommagement structurel total/généralisé : arasions/effondrement systématiques.	Ouvrage de protection paravalanche : débordement/destruction répété/fréquente et/ou étendu possible.

S= surface affectée par l'avalanche ; E= épaisseur moyenne de neige mobilisée ; V= volume déposé ; P= pression d'impact

Mécanique du déclenchement

On s'intéresse ici essentiellement au déclenchement d'une avalanche par un pratiquant de la montagne hivernale : skieur, snowboardeur, raquettiste…

Dans la quasi-totalité des cas de déclenchements par un pratiquant, l'instabilité du manteau neigeux est dite « de plaque », avec une fracture linéaire. Elle est liée à la présence d'un empilement de couches de neige de différentes compositions :

• une couche peu cohérente, dite « couche fragile », faisant office de couche de décrochage en se comportant un peu à la manière d'un château de cartes (lors de la rupture) puis d'un tapis roulant (lors de l'écoulement),
• une (ou plusieurs) couches superficielles qui constituent la masse principale qui dévalera la pente.

À l'état initial, la couche supérieure tient grâce à sa propre résistance à l'amont (traction), à l'aval (compression) et sur les côtés (cisaillement), mais aussi (voire surtout) grâce à la résistance au cisaillement de l'interface avec la couche sous-jacente.

Il est sans doute difficile de décrire toutes les avalanches, mais un mécanisme semble correspondre à une majorité d'observations de terrain : lorsqu'une surcharge dépasse la capacité de portage de la couche fragile, celle-ci s'effondre en compression, entraînant la rupture en cisaillement de la couche fragile (les deux modes de rupture peuvent être plus ou moins mêlés). En surface, on peut ressentir un affaissement, souvent accompagné d'un bruit caractéristique (« whump » ou « prouf ») ou de fissures visibles en surface.

La superficie concernée par cette double rupture de la couche fragile est fonction des caractéristiques de la neige superficielle, qui transmettra plus ou moins les contraintes à la couche fragile en fonction de son épaisseur et de sa rigidité. Si la rupture initiale dépasse un certain seuil en superficie, elle peut se propager (comme une déchirure dans un tissu) sur de grandes étendues, voire dans certains cas donner lieu à des déclenchements à distance. Si la pente est suffisante, cette diminution des résistances de l'interface avec la couche sous-jacente suffit à rompre l'équilibre de la couche superficielle : le « whump » devient alors une avalanche.

Du point de vue des types de neige concernées, la neige superficielle peut être très variable, tant qu'elle n'a pas été fortement transformée par le dégel/regel, plus précisément tant :

• qu'elle est capable de retransmettre des contraintes à la couche fragile ;
• qu'elle est suffisamment fragile pour ne pas tenir en équilibre sans la résistance au cisaillement de la couche fragile.

Notamment, il n'est pas toujours besoin de vent pour former une plaque ; la plupart, dites plaques friables, sont faites de neiges poudreuses légères, très agréables à skier. On peut également trouver des départs en plaques de neige humide.

La couche fragile est beaucoup plus déterminante, et fait intervenir dans la plupart des cas des grains anguleux (faces planes ou gobelets), du givre de surface recouvert, de la neige roulée (grésil) ou, dans certains cas, une croûte de regel.

Les avalanches d'ampleurs exceptionnelles, impliquant des volumes de neige très importants et susceptibles de faire de gros dommages aux bâtiments ou aux forêts, sont généralement le fait d'un départ linéaire très étendu.

Les autres cas, de départs ponctuels, qui peuvent concerner notamment de la neige fraîche en cours de chute ou de la neige en cours d'humidification massive, génèrent beaucoup moins d'accidents. Ceux-ci concernent principalement des départs dans les pentes qui surplombent la ou les victimes.

Protection

La puissance des avalanches est telle qu'elles peuvent emporter hommes, animaux, arbres, rochers, bâtiments ; dans certains cas, si la masse de neige en jeu est suffisante, elles peuvent bloquer un fond de vallée et constituer un barrage naturel temporaire sur un cours d'eau.

Chaque année, de nombreuses personnes sont tuées par des avalanches, le plus souvent lors du ski hors piste ou lors de randonnées en montagne. Une grande expérience de la montagne hivernale diminue notablement le niveau de risque, mais ne l'annule malheureusement jamais. Toutefois des outils simples d'évaluation du risque sont déjà disponibles comme le NivoTest de Bolognesi^[2] ou la méthode 3x3^[3] de Werner Munter.

L'expertise étant nécessaire, mais pas suffisante, la prévention passe donc par l'utilisation d'un matériel de secours efficace et maîtrisé, qui permet de minimiser les conséquences de l'emport et surtout de l'ensevelissement. Des comportements adaptés pourront également réduire le risque, en diminuant la probabilité de départ (espacement important au sein d'un groupe) ou en minimisant le nombre de victimes (une seule personne à la fois dans les zones dangereuses, les autres l'attendent dans des zones protégées).

Il arrive également que des avalanches surviennent dans des zones habitées, causant de véritables catastrophes en détruisant des maisons et en ensevelissant sous un amas de neige leurs victimes. La prévention se fait alors en termes d'aménagement du territoire, en évitant d'abord de bâtir dans les zones à risque (zonage), ou en érigeant des paravalanches (râteliers ou forêts fixant la neige dans les zones de départ, tournes déviant l'avalanche vers des zones non habitées...), ou encore en gérant l'évacuation des habitants des zones à risque lors des périodes de très fort risque d'avalanche.

Survie après ensevelissement

Les chances de survie, en fonction de la durée d'ensevelissement de la personne dans une avalanche, sont environ de :

• 91% entre 0 et 18 minutes ;
• 34% entre 18 et 35 minutes ;
• 20% entre 35 et 120 minutes ;
• 7% après 140 minutes, la courbe étant asymptotique^[4].

Cela ne tient pas compte des dommages éventuellement subis par la personne emportée par l'avalanche. Suivant les sources, 10 à 20% des victimes sont décédées à l'arrêt de l'avalanche.

Il est donc crucial, une fois que la victime est ensevelie, d'adopter une stratégie permettant de la dégager avant le quart d'heure fatidique. Notamment, il est illusoire de compter pour cette phase sur les secours organisés, qui ne peuvent arriver avant ce délai d'un quart d'heure : la recherche doit être faite par les pratiquants eux-mêmes.

Recherche des victimes d'avalanches

La méthode la plus efficace actuellement pour la recherche des victimes d'avalanche est l'utilisation de l'ARVA, que l'on doit maintenant appeler DVA, Détecteur de Victimes d'Avalanches, qui permet de localiser les personnes enfouies portant l'appareil en mode émission. Ensuite l'utilisation d'une sonde permet une localisation précise de la victime et parfois la détermination de sa position. Avec la pelle sortie du sac, il ne reste plus qu'à creuser, ce qui prend souvent le plus de temps.

Le temps imparti à ces trois phases de secours est d'un quart d'heure environ, ce qui implique qu'elle soient menées avec une très grande efficacité.

Le trio ARVA-pelle-sonde constitue ainsi l'équipement de base de tout freerider, et ne sert à rien sans un entraînement régulier aux opérations de secours : non seulement à la recherche par ARVA, mais aussi recherche fine à la sonde et pelletage, tout en gérant les autres aspects du secourisme : éviter le sur-accident, alerter les secours médicalisés pour traiter les victimes une fois désensevelies...

D'autres appareils ont été développés dans le but d'accroître les chances de survie des victimes, ainsi l'Airbag ABS est-il intéressant dans la mesure où il évite en grande partie l'ensevelissement^[5]. On peut aussi citer l'Avalung, qui permet d'éviter les risques de suffocation à une victime ensevelie. Cependant, une faiblesse commune à ces deux appareils est de nécessiter une action de la victime pour les mettre en œuvre au moment du départ de l'avalanche.

Échelle européenne de risque d'avalanche

L'échelle européenne identifie cinq niveaux de risque (de 1 à 5, le risque 0 n'existant pas) basés sur l'accentuation et l'extension géographique de l'instabilité du manteau neigeux. Elle s'applique à l'échelle d'un massif sans distinction de versant ou d'heure.

Indice du risque	Stabilité du manteau neigeux	Signalétique (drapeau)	Probabilité de déclenchement
1 - Faible	Le manteau neigeux est bien stabilisé dans la plupart des pentes.	Jaune	Les déclenchements d'avalanches ne sont en général possibles que par forte surcharge sur de très rares pentes raides. Seules des coulées ou petites avalanches peuvent se produire spontanément.
2 - Limité	Dans quelques pentes raides, le manteau neigeux n'est que modérément stabilisé. Ailleurs, il est bien stabilisé.	Jaune	Déclenchements d'avalanches possibles surtout par forte surcharge et dans quelques pentes généralement identifiées. Des départs spontanés d'avalanches de grande ampleur ne sont pas à attendre.
3 - Marqué	Dans de nombreuses pentes raides, le manteau neigeux n'est que modérément ou faiblement stabilisé	Damier jaunes/noirs	Déclenchements d'avalanches possibles parfois même par faible surcharge et dans de nombreuses pentes. Dans certaines situations, quelques départs spontanés d'avalanches de taille moyenne, et parfois assez grosse, sont possibles.
4 - Fort	Le manteau neigeux est faiblement stabilisé dans la plupart des pentes raides.	Damier jaunes/noirs	Déclenchements d'avalanches probables même par faible surcharge dans de nombreuses pentes suffisamment raides. Dans certaines situations, de nombreux départs spontanés d'avalanches de taille moyenne, et parfois assez grosse, sont à attendre. Le hors-piste est à éviter
5 - Très fort	L'instabilité du manteau neigeux est généralisée.	Noir	De nombreuses et grosses avalanches se produisant spontanément sont à attendre y compris en terrain peu raide. Les avalanches, quand elles sont là, partent dans tous les sens, le hors-piste est à éviter

Échelle nord-américaine de risque d’avalanche

Une nouvelle échelle nord-américaine de risque d’avalanche aidera les utilisateurs de l’arrière-pays à prendre de meilleures décisions fondées sur les risques lorsqu’ils accèdent à un terrain avalancheux. La nouvelle échelle améliore la clarté et l’utilité des méthodes de communication au public en ce qui concerne le danger et le risque d’avalanche.

L’échelle est un système d’avertissement à cinq niveaux qui indique la probabilité qu’une avalanche se produise, sa taille et l’étendue de la situation et qui recommande des mesures à prendre pour ceux qui se rendent dans l’arrière-pays.

Les deux dispositifs d'observation des avalanches en France

En France, le Cemagref (unité Erosion torrentielle, neige et avalanches à Grenoble) et l'ONF (agences et services de restauration de terrain en montagne) sont en charge, pour le compte du ministère chargé de l'environnement, des deux dispositifs opérationnels d'observation des avalanches, dans les 11 départements des Alpes et des Pyrénées :

• l'enquête permanente sur les avalanches (EPA) est une chronique d'environ 80 000 événements d'avalanches sur environ 3900 sites sélectionnés, commencée à partir de 1900 ;
• la carte de localisation des phénomènes d'avalanches (CLPA) est une carte-inventaire des avalanches, reportant l'enveloppe des événements observés (emprise) sur 8 000 km².

Conduits selon des procédures fixes, ces deux dispositifs permettent de disposer de lots de données homogènes et systématiques. Les données de l'EPA servent principalement à l'analyse fréquentielle des événements, alors que la CLPA est utilisée pour l'étude des propriétés spatiales des phénomènes. Leurs informations sont publiques et servent de données d'entrée objectives pour la plupart des analyses de l'aléa ou du risque d'avalanche, notamment pour l'urbanisme ou plus généralement l'aménagement du territoire.

Une classification des sites habités sensibles aux avalanches, sur l'ensemble de la France, permet une évaluation rapide du risque avalanche dans plus de 1400 secteurs.

Leurs données sont présentées et consultables sur le portail dédié^[6]. La CLPA est également consultable en mairie.

Déclenchement artificiel d'avalanches

Les Catex et Gazex, permettent de déclencher volontairement des avalanches. Il existe également des « canons » pneumatiques capable de lancer des flèches explosives à plusieurs centaines de mètres^[7],[8]. En Suisse, on emploie le tir au tube roquette pour déclencher artificiellement des avalanches^[9] ainsi que le lance-mine^[10].

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• (fr) data-avalanche.org : une base de données des avalanches qui se sont produites
• (fr) Dossier sur les avalanches sur le site de Futura-Sciences
• (fr) Dossier sur la neige et les avalanches sur le site Avalanche-net
• (fr) Sites sensibles aux avalanches (SSA)

• Portail de la montagne
• Portail de l’eau