La forme des roches est un facteur clé dans l'évaluation du risque de chute de pierres. C'est la conclusion d'une nouvelle étude de l'Institut de recherche sur la neige et les avalanches et de l'ETH Zurich.

Les chutes de pierres sont une menace bien réelle dans un pays alpin comme la Suisse. Afin d'évaluer le danger à un endroit donné et de planifier des mesures de protection, les firmes d'ingénierie utilisent des modèles informatiques pour calculer jusqu'où les chutes de pierres peuvent rouler. Cependant, les modèles ne sont pas encore en mesure de prendre en compte de manière adéquate dans quelle mesure la masse, la taille ou la forme d'une roche influence son mouvement. Cela nécessiterait que des données de mesure du monde réel soient introduites dans les modèles, mais jusqu'à présent, ces données n'étaient disponibles que sporadiquement, car aucune étude systématique sur les chutes de pierres n'avait été menée.

Premières expériences complètes

Cela a maintenant changé après que des chercheurs du WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF et de l'ETH Zurich aient passé plus de quatre ans à mener des expériences sur les chutes de pierres. « Cela nous a permis de compiler le plus grand ensemble de données de mesure à ce jour, " dit Andrin Caviezel, Chercheur SLF et auteur principal de l'étude. Les chercheurs ont utilisé des roches artificielles sous forme de blocs de béton équipés de capteurs, qu'ils ont dévalé d'une pente près du col de la Flüela dans le canton suisse des Grisons. Ils ont comparé différentes formes et masses, reconstitué les trajectoires complètes et les vitesses déterminées, les hauteurs de saut et les zones de runout (voir encadré). Ils viennent de publier leurs résultats dans la revue scientifique Communication Nature .

Diffusion latérale

La découverte la plus significative est que la direction dans laquelle une pierre roule dépend beaucoup plus de sa forme que de sa masse. Tandis que les rochers en forme de cube plongent tout droit le long de la ligne de plus grande pente, les roches en forme de roue s'écartent souvent d'un côté et peuvent ainsi menacer une zone beaucoup plus large à la base de la pente. "Cela doit être pris en considération lors de l'évaluation des zones de danger, mais aussi lors de la détermination de l'emplacement et des dimensions des filets pare-pierres, " explique Caviezel. Parce que les rochers en forme de roue frappent les filets pare-pierres avec leur petit côté, leur énergie est concentrée sur une zone beaucoup plus petite que ce n'est le cas avec des rochers en forme de cube. Les filets de protection doivent donc être plus solides.

Des modèles plus réalistes

Les données sont maintenant saisies dans le programme de simulation RAMMS::ROCKFALL développé au SLF. En plus de tenir compte de la forme, l'objectif est de représenter de manière plus réaliste comment la vitesse de la roche est affectée par la façon dont elle impacte et rebondit sur le sol. "Cela nous permettra d'offrir un programme amélioré que les firmes d'ingénierie peuvent utiliser pour faire des calculs plus fiables, " précise Caviezel. Le jeu de données est également disponible sur la plateforme EnviDat, où il est librement accessible à d'autres groupes de recherche. Ils peuvent l'utiliser pour calibrer leurs propres algorithmes ou pour développer de nouveaux, des modèles plus précis offrant une protection renforcée contre les chutes de pierres.