Le déclenchement des avalanches de plaque de neige:
De l'approche mécanique à l'approche statistique.
Résumé
The present work aims at understanding the mechanisms responsible for
snow slab avalanche formation.
A first approach consists in applying to snow well known concepts of Fracture Mechanics. Experimental measurements of fracture toughness, are interpreted in terms of the particular structure of snow.
A statistical approach is then used, based on databases provided by La Plagne and Tignes ski resorts. We show for the first time that avalanche sizes are scale invariant.
Models used to describe such phenomena usually fail in correctly reproducing field data. We introduce a two-threshold stress-driven cellular automaton. We show that the statistical behaviour characteristic of snow avalanches, but also of other gravity-driven failures, can be easily reproduced acting on a single parameter that accounts
for the cohesion anisotropy of the material. The present approach may be considered as an alternative to Self Organised Criticality for gravity-driven systems.
snow slab avalanche formation.
A first approach consists in applying to snow well known concepts of Fracture Mechanics. Experimental measurements of fracture toughness, are interpreted in terms of the particular structure of snow.
A statistical approach is then used, based on databases provided by La Plagne and Tignes ski resorts. We show for the first time that avalanche sizes are scale invariant.
Models used to describe such phenomena usually fail in correctly reproducing field data. We introduce a two-threshold stress-driven cellular automaton. We show that the statistical behaviour characteristic of snow avalanches, but also of other gravity-driven failures, can be easily reproduced acting on a single parameter that accounts
for the cohesion anisotropy of the material. The present approach may be considered as an alternative to Self Organised Criticality for gravity-driven systems.
Ce travail est dédié à l'étude de la rupture du manteau neigeux, conduisant
aux avalanches de plaques de neige.
La détermination expérimentale de la ténacité de la neige, qui caractérise sa résistance à la propagation d'une fissure, nous a donné des résultats originaux que nous interprétons en tenant compte de la structure particulière de ce matériau.
Une étude statistique basée sur les données de La Plagne et de Tignes nous a permis de montrer pour la première fois que les distributions des tailles d'avalanches sont invariantes d'échelle. Aucun modèle ne reproduisant correctement ces statistiques de terrain, nous avons créé un automate cellulaire à deux seuils, piloté en contrainte,
qui reproduit le comportement statistique des avalanches mais aussi celui d'autres aléas gravitaires naturels à l'aide du réglage d'un unique paramètre reflétant l'anisotropie de cohésion du matériau. Cette approche peut être considérée comme une alternative
à la Criticalité Auto Organisée pour les ruptures gravitaires.
aux avalanches de plaques de neige.
La détermination expérimentale de la ténacité de la neige, qui caractérise sa résistance à la propagation d'une fissure, nous a donné des résultats originaux que nous interprétons en tenant compte de la structure particulière de ce matériau.
Une étude statistique basée sur les données de La Plagne et de Tignes nous a permis de montrer pour la première fois que les distributions des tailles d'avalanches sont invariantes d'échelle. Aucun modèle ne reproduisant correctement ces statistiques de terrain, nous avons créé un automate cellulaire à deux seuils, piloté en contrainte,
qui reproduit le comportement statistique des avalanches mais aussi celui d'autres aléas gravitaires naturels à l'aide du réglage d'un unique paramètre reflétant l'anisotropie de cohésion du matériau. Cette approche peut être considérée comme une alternative
à la Criticalité Auto Organisée pour les ruptures gravitaires.
Domaines
Géologie appliquée
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