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Radars d’avalanche Bear Pass
Challenge
Le highway 37A est le seul accès terrestre au village côtier de Stewart (Colombie-Britannique, Canada) et au ville frontalière de Hyder (Alaska, États-Unis). Le port de Stewart est le port situé le plus nord du Canada qui est libre de glace toute l’année. Il a une importance stratégique pour l’exportation de marchandises vers l’Asie. Entre Terrace et Stewart, le highway 37A passe le pittoresque Bear Pass. Les conditions météorologiques de la région sont caractérisées par de fortes précipitations en combinaison avec des vents arctiques qui provoquent des avalanches chaque hiver. Au total, 72 couloirs d’avalanche bordent la section de Bear Pass des deux côtés et les avalanches naturelles ainsi que les travaux de contrôle des avalanches affectent souvent le highway 37A entre novembre et mai. En moyenne, la route est fermée pendant environ 88 heures chaque hiver et beaucoup plus pendant les hivers avec beaucoup de neige (jusqu’à 336 heures; plus de détails sur le blog TranBC). Afin d’améliorer les prévisions d’avalanches et la sécurité routière sur le highway 37A, nous avons développé et installé un système autonome de détection d’avalanches pour le compte du Ministère des Transports et de l’Infrastructure (MoTI) de la province de Colombie-Britannique.
Solution
Le système autonome de détection des avalanches se compose de deux stations radar d’avalanche situées à deux endroits critiques, Little Bears et George Copper, et d’une station de liaison radio au Mont Johnson. Le radar est une technologie de détection très robuste et fonctionne de manière fiable dans toutes les conditions de visibilité (par exemple, brouillard, chute de neige, pluie, jour/nuit). Il surveille en permanence les grandes pentes à une distance jusque à 5 km et détecte automatiquement les masses de neige en mouvement en temps réel.
Le système radar du site de Little Bears surveille les pentes raides de l’est du Mt Shorty Stevenson à une distance de 3 km et surveille simultanément quatre couloirs d’avalanche. La deuxième station, George Copper, est située plus à l’est et surveille les pentes nord du Mt Disraeli et du Mt Gladstone, y compris le glacier. Avec cette station, nous surveillons six couloirs d’avalanche en même temps à une distance de 3 km. Comme il n’y a ni électricité ni réception de téléphone portable dans cette région éloignée, nous avons conçu les stations de manière totalement autonome. Les deux stations, Little Bears et George Copper, n’ont pas de ligne de vue directe sur Stewart. C’est pourquoi une station relais pour la transmission de données a été installée à Mt Johnson. Les données de détection, les images à haute résolution et les données reliées à l’état du système sont transmises par deux canaux de communication différents (redondance) via Mt Johnson sur une distance de 20 km à Stewart où toutes les données sont téléchargées sur nos serveurs.
Un fonctionnement entièrement autonome
Nous avons développé un concept de système sophistiqué et efficace sur le plan énergétique pour assurer un fonctionnement continu pendant les mois d’hiver ainsi que sous une couverture de neige de plusieurs mètres de hauteur. La combinaison de piles à combustible et de panneaux solaires assure une alimentation électrique fiable; la pile à combustible ne fonctionnant qu’en l’absence d’énergie solaire. Par exemple, la station de George Copper est située à l’ombre de la crête opposée de novembre à février et ne reçoit pas de lumière directe du soleil. Alors que certains appareils, comme la caméra haute résolution, s’éteignent la nuit pour des raisons d’économiser d’énergie, le radar d’avalanche doit fonctionner correctement à tout moment. Les fortes chutes de neige et les tempêtes constituent un défi pour le fonctionnement fiable d’un tel système aux endroits exposés. Mais c’est précisément dans ces conditions que les avalanches se produisent souvent. C’est pourquoi nous équipons toutes les stations de radar d’avalanche d’un système anti-neige dédié. Ce système garantit que la tête du radar elle-même est toujours sans neige et fonctionne parfaitement à tout moment.
La station liaison radio de Mt Johnson est logée dans une enceinte en forme de fusée de 8,5 m de haut, équipée de trois panneaux solaires orientés vers le sud. En plus de l’énergie solaire, la station relais est également équipée d’une pile à combustible. Mt Johnson est le centre clé de tout le système qui – en plus de la transmission de données – permet à l’équipe Geoprevent d’accéder à distance aux stations. Nous surveillons le fonctionnement du système de toutes les stations en permanence et recevons des notifications automatiques en cas d’irrégularités. Cela nous permet d’identifier les problèmes potentiels à un stade précoce et de résoudre la plupart d’entre eux sans intervention sur place.
Carte des avalanches et images des événements
À la détection d’une avalanche, le radar active la caméra haute résolution intégrée au système pour générer des séries d’images de l’avalanche. Le radar suit l’avalanche et mesure la vitesse moyenne du front, la durée et la dimension de l’avalanche. En plus des images de l’événement, la caméra prend régulièrement des photos de la situation sur place. La première photo du jour est prise lorsqu’il fait assez clair pour faire la mise au point. Ces images sont des informations précieuses pour l’équipe locale de prévision des avalanches, qui peuvent ainsi évaluer la situation. Toutes les données sont téléchargées sur notre portail de données en ligne pour que les utilisateurs autorisés puissent y accéder à tout moment via un PC, une tablette ou un smartphone. En outre, le système informe automatiquement les prévisionnistes d’avalanches par SMS et/ou par e-mail lorsque une évenement se produit. Ces informations comprennent les caractéristiques de l’avalanche, telles que la distance, l’azimut, la durée, la longueur et la vitesse de front.
Première saison comprenant plus de 1200 avalanches
Pour la période de novembre 2019 à mai 2020, le système de détection des avalanches a compté au total plus de 1200 événements d’avalanche. Environ 60 % d’entre elles se sont produites sur le site de George Copper et 40 % sur celui de Little Bears. Le highway 37A est généralement fermée pendant environ 100 heures chaque hiver en raison des risques d’avalanches. L’hiver 2019/20 a été un hiver avec des chutes de neige exceptionnelles et donc des conditions de test idéales pour le système. Au cours de la première saison, cependant, les fermetures de routes ont pu être réduites à seulement 39 heures au total. Plus de la moitié de cette durée, soit 21 heures, a été causée par le déblaiement d’une section de route de 500 m de longueur. Celle-ci a été ensevelie par une très grosse avalanche qui a laissé 5 m de neige et de glace sur la route.
Selon l’équipe locale de prévision des avalanches, les informations supplémentaires sur les avalanches, y compris les images de localisation et d’événements, sont d’une aide considérable pour faire face à la situation critique des avalanches et à la gestion des routes pendant les mois d’hiver. Les plans futurs comprennent des feux de circulation et des barrières installées sur les sections de route à risque, ainsi que la fermeture immédiate de la route dès la détection d’un événement est enregistrée et sa réouverture automatique dans le cas où l’avalanche n’atteindrait pas la route.
Le système autonome de détection des avalanches nous aide considérablement à évaluer la situation actuelle en matière d’avalanches et nous permet de mieux comprendre les conditions régionales. Ainsi, nous avons pu vérifier l’exactitude de nos prévisions et réduire considérablement les temps de fermeture de la route de plus de 40 % de la moyenne annuelle cette saison.