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L’ancien bâtiment de l’Institut sur le Weissfluhjoch est toujours à la disposition des recherches du SLF. Le site d’expérimentation situé sous le bâtiment est notre plus ancien site, avec des séries de mesures continues depuis les années 1930. Il est équipé de nombreux instruments de mesure.
À l’automne 1936, la « Commission d’experts pour l’étude de la neige et des avalanches de Suisse » a installé le premier laboratoire nivologique sur le Weissfluchjoch. Le site d’expérimentation associé se situe sur un replat du Dorftälis, 150 m en aval du Weissfluhjoch, à 2536 m d’altitude. L’accès facile, ainsi que les nombreuses pentes avalancheuses des environs ont permis de conduire au cours des années écoulées un grand nombre d’expériences et d’études déterminantes sur la mécanique de la neige, ses métamorphoses, ses caractéristiques et sur les méthodes de mesure, et de continuer aujourd’hui à le faire. Par ailleurs, nous y testons et utilisons des prototypes d’instruments et produits de télédétection.
Depuis le début du SLF nous effectuons quotidiennement sur le site expérimental du Weissfluhjoch des mesures météorologiques et nivologiques. C’est l’unique site dans le monde sur lequel il existe une série de mesures continue sur 80 années.
Nous savons, sur la base de ces longues séries de mesures entre autres que… :
- la date moyenne des premières neiges se situe le 18 octobre (extrêmes : 6 septembre 1984/25 novembre 1983).
- la date moyenne de disparition du manteau neigeux est le 8 juillet (extrêmes : 3 juin 1947/15 août 1983)
- les hauteurs de précipitations annuelles s’élèvent à environ 1200 mm, dont 75 % sous forme de neige.
- la hauteur de neige la plus haute jamais enregistrée était 366 cm (9 mars 1945).
- la hauteur de neige au premier janvier a oscillé entre 38 cm (1949) et 222 cm (1975).
- au moins une avalanche (y compris minage) est observée pour 34 % des journées dans les environs du Weissfluhjoch (100 km2), et aucune avalanche pour 46 % des journées. Pour 20 % des journées, la mauvaise visibilité rend impossible une observation (décompte des 15 hivers de 1988 à 2002)
Les installations sur le site expérimental sont complétées et étendues en permanence. Nous exploitons et utilisons en grande partie nous-mêmes les capteurs et structures expérimentales listés ci-après. Certains systèmes proviennent cependant d’institutions partenaires et de l’industrie. Ils utilisent le site expérimental du Weissfluhjoch pour des étalonnages, des tests et des ouvrages d’essai. Dans chaque cas, cela permet une bonne comparaison avec les méthodes et capteurs de mesures existantes.
À l’origine, les chercheurs effectuaient manuellement pratiquement toutes les mesures sur le site, alors qu’aujourd’hui, le plus grand nombre possible de paramètres est collecté automatiquement. Différents systèmes entrent en jeu :
Systèmes opérationnels
Les mesures manuelles et automatiques sont un pilier de la prévision d’avalanche opérationnelle. Elles servent en outre de base à l’hydrologie de la neige. La climatologie de montagne peut ainsi accéder à de longues séries précieuses d’observations.
Mesures manuelles
Depuis 80 ans, nous mesurons chaque jour sur le site expérimental entre autres la quantité de neige fraîche, la hauteur de neige et la densité de la neige. Le site expérimental du Weissfluhjoch est une station du réseau national conventionnel de mesures de la prévision d’avalanches suisse. Deux fois par mois, on y effectue également un profil complet du manteau neigeux. Nous relevons alors un profil de battage, mesurons la température de la neige ainsi que la teneur totale en eau, et caractérisons les différentes couches de neige.
Stations nivologiques automatiques (IMIS)
La station nivologique automatique au centre du site expérimental fait partie du système intercantonal de mesure et d’information (IMIS) pour la prévision d’avalanche. Comme les autres stations nivologiques situées dans l’ensemble des Alpes suisses, elle mesure non seulement la température et l’humidité de l’air, le vent, le rayonnement réfléchi et les précipitations, mais aussi des paramètres spécifiques du manteau neigeux, comme la hauteur totale, la température de surface de la neige ou la température à différentes profondeurs du manteau neigeux. À l’aide de ces paramètres, le modèle du manteau neigeux développé au SLF « SNOWPACK » peut également être testé et amélioré. Le SLF jouant pratiquement « à domicile » au Weissfluhjoch, nous l’utilisons également comme station de test pour les améliorations et renouvellements du réseau automatique de mesure.
Mesures de précipitations de MétéoSuisse
MétéoSuisse mesure les précipitations sur le site expérimental depuis 2015 avec une résolution de 10 minutes, grâce à un capteur de précipitations monté à une hauteur bien définie (ouverture 3 m au-dessus du sol). Il remplace le capteur de précipitations Joss-Tognini de MétéoSuisse (en service depuis 1974), qui contrairement à la plupart des autres stations SwissMetNet était adapté manuellement tous les 15 jours à la hauteur de neige, de manière à ce que les précipitations soient toujours mesurées entre 1.5 et 2 m au-dessus de la surface de la neige.
Systèmes expérimentaux
En complément aux systèmes opérationnels, nous exploitons sur le site expérimental différents systèmes de mesure et prototypes de capteurs pour les tester. Voici quelques exemples :
Pluviomètre de référence Double Fence Intercomparison Reference (DFIR)
Le détecteur de précipitations DFIR fait partie d’un projet de l’organisation mondiale de la météorologie (OMM) pour les mesures de précipitations solides (SPICE: Solid Precipitation Intercomparison Experiment). Exploité par MétéoSuisse, il mesure 24/24 et avec une grande résolution temporelle le moment de la chute et les quantités de précipitations. La double barrière entourant le détecteur de précipitations de référence (DFIR - Double Fence Intercomparison Reference) arrête le vent et garantit que les précipitations sont moins balayées par le vent. La neige notamment peut être mieux collectée. Dans le cadre de SPICE, l’OMM exploite dans le monde au total 15 de ces stations pluviométriques, notamment aux États-Unis, en Australie, au Chili, au Canada, en Pologne ou en Finlande. L’objectif de ce projet international consiste à améliorer les méthodes de mesure des précipitations solides. Le site expérimental du Weissfluhjoch est un site particulièrement adapté pour ces mesures, car il offre une série de 80 années d’observations permettant les comparaisons. Il servira de site de référence pour les conditions alpines dans le cadre du projet. Le SLF met à disposition non seulement sa longue expérience des mesures, mais aussi l’infrastructure du site expérimental. En échange, nous pouvons utiliser les données pour nos propres travaux de recherche.
Capteurs temps présent
Un disdromètre à laser productif classifie le type des précipitations (neige, grêle, grésil, pluie, etc.) et livre également des informations sur l’intensité de celles-ci.
Snowpillow
Un gros coussin de 3 x 3 mètres remplis d’un mélange d’eau et de glycol mesure par l’intermédiaire d’un élément piézoélectrique la pression hydrostatique exercée par le manteau neigeux qui le recouvre. Cette valeur correspond à la teneur en eau de la neige. Les grandes dimensions du coussin minimisent l’impact des ponts qui se forment dans la neige.
Snow Scale (SWR)
Le Snow Scale est pour un ainsi dire un pont-bascule pour la neige. Il mesure, comme le Snowpillow, la teneur en eau du manteau neigeux. Plusieurs capteurs électroniques mesurent directement le poids du manteau neigeux. Les capteurs sont installés sous la plaque centrale de sept plaques d’aluminium recouvrant une surface de 2.4 x 2.8 m.