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Nous étudions la neige, la glace et le pergélisol, par exemple en tant que ressource naturelle pour le tourisme hivernal, l’eau potable ou l’avenir de l’énergie hydraulique. L’analyse des interactions entre le sol, la neige et l'atmosphère est importante pour mieux comprendre la formation des avalanches et le rôle des masses de neige et de glace à l’échelle globale pour le climat.
La Suisse est considérée comme le «château d'eau de l'Europe». Mais ce n’est pas toujours la «bonne» quantité d’eau qui coule au bon moment au bon endroit, et cette situation s’accentuera encore à l’avenir sous l’influence des changements climatiques. C'est pourquoi nous étudions les problématiques hydrologiques et climatologiques, et en particulier les relations entre la neige, les débits des cours d’eau, le climat et les dangers naturels.
Le manteau neigeux naturel est un réservoir d’eau considérable qui alimente les cours d’eau jusqu’en été et assure la production hydroélectrique. Nous développons des modèles permettant de définir les volumes d’eau dans la neige et de calculer la quantité des eaux de fonte. Ces modèles servent à évaluer les conséquences des changements climatiques sur l’hydrologie. Ils constituent d'importantes bases de décision pour l’économie électrique et servent à mieux prévoir les crues printanières.
Pergélisol: du sol gelé en permanence
Le pergélisol, c’est-à-dire le sol gelé en permanence, recouvre environ 6% de la surface des Alpes suisses, et se situe généralement au-dessus d'environ 2400 m d'altitude. Tous les types de sols (rochers, éboulis, moraines) peuvent être gelés. Seule la couche supérieure du sol, qu’on appelle couche de dégel ou couche active, se réchauffe en été. Depuis 1966, notre réseau de mesures du pergélisol fournit des informations importantes sur l'état des sols gelés et aide à mieux comprendre les processus complexes existants entre la surface et le sous-sol. La fonte du pergélisol peut provoquer des coulées de boue ou déstabiliser des constructions, par exemple des ouvrages paravalanches ou des infrastructures de remontées mécaniques. La recherche fondamentale ne suffit alors plus et doit s’accompagner de recommandations pratiques.
La neige en tant que danger naturel
L'étude de la formation des avalanches, de leur dynamique et des mesures de protection fait partie des missions centrales du SLF, pour assurer une contribution durable à la protection de la population contre les dangers naturels. Certes, nous comprenons aujourd'hui très bien la genèse des avalanches, et les bulletins d'avalanche que nous publions permettent d'alerter de manière fiable les responsables de la sécurité des domaines skiables et des communes de montagne ainsi que les skieurs, freeriders ou randonneurs avec raquettes. Mais il n'est pas (encore) possible de prévoir précisément quand et où une avalanche se déclenchera. La situation actuelle d’enneigement et les prévisions d’avalanches sont publiées sur www.slf.ch.
La neige en tant que matériau
La neige est un matériau poreux constitué de glace et d'air qui évolue sans cesse sous l'influence des conditions extérieures. Même pour des matériaux poreux à microstructure constante, la science ne propose que peu d'explications théoriques aux caractéristiques mécaniques et thermiques. Pour la description de la microstructure de la neige, il est donc nécessaire d'élaborer des concepts expérimentaux et théoriques spécifiques pour progresser dans la prévision des avalanches et la recherche climatique.
Nos domaines d’étude vont des métamorphoses de la neige au développement de méthodes et de dispositifs pour l’examen de la structure du manteau neigeux, en passant par la détermination des propriétés mécaniques de différents types de neige. Nous menons nos recherches dans des laboratoires réfrigérés, mais aussi sur le terrain au sein du manteau neigeux naturel.
La neige, une ressource importante pour les amateurs de glisse en Suisse
La Suisse dépend considérablement de la neige pour le tourisme hivernal. Les mesures de hauteur de neige ne sont donc pas uniquement nécessaires pour la prévision d'avalanche, mais aussi pour étudier l'impact du réchauffement du climat sur le manteau neigeux. De longues séries de données sont nécessaires pour quantifier les modifications et pour positionner les hivers faiblement ou fortement enneigés sur une échelle absolue. En collaboration avec MétéoSuisse, nous entretenons un réseau de plus de 100 observateurs qui mesurent quotidiennement entre octobre et mai la hauteur de neige fraîche et la hauteur totale. La plus grande partie de ces séries de mesures remontent à 50 ans, certaines même à plus de 100 ans.
Nous menons par ailleurs des projets de coopération entreprises/recherche sur la production à faible coût énergétique de neige artificielle, la conservation de la neige en été et la préparation efficiente des pistes de ski. Enfin, nous travaillons à améliorer le système «homme-matériel-neige» pour les sports d’hiver.