Tenir davantage compte de la forme des pierres dans l'évaluation des risques

Les chutes de pierres sont une menace réelle en Suisse, pays alpin. Afin d'évaluer le danger à un endroit et de planifier des mesures de protection, des Engineering Tools calculent à l'aide de modèles informatiques jusqu'où les pierres qui tombent peuvent rouler. Mais jusqu'à présent, les modèles ne peuvent pas suffisamment tenir compte de l'influence de la masse, de la taille ou de la forme d'une pierre sur son mouvement. Pour cela, il faudrait les alimenter avec des données de mesure issues du monde réel - mais celles-ci n'existaient jusqu'à présent que de manière isolée, tandis que les études systématiques des chutes de pierres faisaient défaut.

Pour la première fois, des expériences complètes

Mais voilà que des chercheurs du WSL Institut pour l'étude de la neige et des avalanches SLF et de l'ETH Zurich ont mené des expériences de chute de pierres pendant plus de quatre ans. "Nous avons ainsi pu rassembler le plus grand ensemble de données de mesure à ce jour", explique Andrin Caviezel, chercheur au SLF et auteur principal de l'étude. Les chercheurs ont utilisé des pierres artificielles en béton, équipées de capteurs, qu'ils ont fait rouler sur une pente près du col de la Flüela (GR). Ils ont comparé différentes formes et masses, reconstitué les trajectoires complètes et déterminé les vitesses, les hauteurs de saut et les zones de sortie (voir encadré). Ils viennent de publier leurs résultats dans la célèbre revue spécialisée "Nature Communications"Publié .

Dispersion latérale

La principale conclusion : la direction dans laquelle une pierre roule dépend beaucoup plus de sa forme que de sa masse. Alors que les blocs cubiques dévalent la pente dans la ligne de pente, les pierres en forme de roue s'éloignent souvent sur le c?té. C'est pourquoi ils peuvent mettre en danger une zone beaucoup plus large au pied de la pente. "Il faut en tenir compte lors de l'évaluation des zones dangereuses, mais aussi lors du placement et du dimensionnement des filets pare-pierres", explique Caviezel. En effet, comme les pierres semblables à des roues heurtent les filets pare-pierres par leur c?té étroit, leur énergie se concentre sur une surface beaucoup plus petite que celle des pierres semblables à des cubes - les filets de protection doivent donc être plus solides.

Des modèles plus réalistes

Les données sont maintenant intégrées dans le programme de simulation Ramms-Rockfall développé au SLF. L'objectif est, outre la prise en compte de la forme, de représenter de manière plus réaliste la manière dont l'impact et le saut du sol influencent la vitesse de la pierre. "Nous pouvons ainsi proposer un programme amélioré avec lequel les Engineering Tools peuvent effectuer des calculs plus fiables", explique Caviezel. De plus, le jeu de données est librement accessible à d'autres groupes de recherche sur la plateforme "Envidat". Ceux-ci peuvent ainsi calibrer leurs propres algorithmes ou développer de nouveaux modèles qui reproduisent la réalité avec encore plus de précision qu'auparavant et améliorent la protection contre les chutes de pierres.

Cet article de Claudia Hoffmann a d'abord été publié dans lespage externeActualités du SLF.