Étude des instationnarités du transport de neige par le vent

Unsteadyness in snow aeolian transport

• Auteur / Autrice : François-Xavier Cierco
• Direction : Florence Naaim-Bouvet, Mohamed Naaim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides, environnement, risques naturels
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre, de l’environnement et des planètes (Grenoble, Isère, France ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Érosion torrentielle, neige et avalanches (Grenoble, Isère, France1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Yves Gagne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hubert Gallée
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alexandre Valance, Michel Ledoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neige

Mots clés libres

Transport éolien de particules

Neige

Couche limite atmosphérique

Turbulence

Traitement d'images

Anémométrie ultrasonore

Mesures de flux

FlowCapt

Vitesse de frottement seuil

Vitesse de chute

Résumé

Le transport de neige par le vent occasionne des nuisances qui entravent certaines activités du secteur des transports et du tourisme. Il déplace les dépôts de neige et modifie la structure du manteau neigeux. A ce titre, il participe à l'augmentation du risque d'avalanche. Ces différents aspects justifient l'activité de recherche menée depuis plusieurs années au Cemagref de Grenoble et dans laquelle cette étude trouve naturellement sa place. Ainsi les travaux précédents ont contribué à la modélisation physique et numérique de prévision du transport de neige par le vent. Cela dit, le transport éolien de particules met en jeu différents phénomènes complexes que les connaissances actuelles ne suffisent pas à décrire avec précision. Dans ce contexte, des travaux expérimentaux ont été conduits à la fois en soufflerie et sur le terrain. Ces derniers ont permis des premières investigations sur le comportement des fluctuations de concentration en régime permanent, en particulier par le biais de traitements d'images et d'analyses spectrales. Cette thèse a également porté sur la variabilité des profils de concentration en conditions naturelles, c'est-à-dire dans un écoulement turbulent instationnaire. Tous les résultats in-situ ont nécessité l'usage d'instruments adaptés dont certains ont du être réétalonnés de manière spécifique.

Blowing snow causes disturbances that affect both tourism and transportation. Moreover, snowdrifts and accelerated snow metamorphosis dramatically increase the risk of avalanches. These observations call for more scientific and technical researches like those realized in Cemagref, Grenoble, France, where this Ph-D was achieved. Past works contributed to the development of physical and numerical models about blowing snow but the difficulties encountered to match the results get in the field and the general complexity involved in Aeolian particle transport required more studies. That’s why new experimental measurements were recorded either in a wind-tunnel or in the field. On one hand, image processing and spectral analysis were used to investigate the fluctuations of particle concentration blown in a stationary turbulent flow. On the other hand, the variability of concentration profiles during natural events of blowing snow was studied thanks to flux measurements. These latter required some dedicated sensors with specific calibration.