Modélisation distribuée de l’enneigement dans un massif montagneux : implications pour la prévision de crues, l’estimation du risque d’avalanches et le bilan de masse des glaciers alpins

Laboratoire de rattachement : CNRM-GAME / Centre d’Etudes de la Neige

Encadrants : Matthieu LAFAYSSE - Samuel MORIN

Téléphone : 04.76.63.79.28 - 04.76.63.79.03

Mots clés : enneigement, glaciers, avalanches, crues.

Contexte et objectifs de la mission de stage :

La connaissance de l’état d’enneigement des régions de montagne est nécessaire aux sociétés humaines pour évaluer les risques naturels qui y sont associés, tels que les avalanches de neige, la contribution au débit des rivières et aux éventuelles crues pendant la période de fonte et la stabilité des glaciers alpins. Le manteau neigeux alpin se forme et se développe au cours du temps en fonction des conditions météorologiques et de l’évolution de ses propres propriétés (albédo, propriétés thermiques …), et se prête depuis de nombreuses années à des exercices de simulation numérique déterministe.

L’objectif de ce stage est de contribuer à la mise en place d’un système intégré de simulation de l’état d’enneigement de régions de montagnes en utilisant les données de forçage météorologiques disponibles en France telles que le système de prévision et d’analyse SAFRAN, et le modèle atmosphérique AROME de Météo-France. La simulation de l’état de surface sera effectuée en utilisant le modèle ISBA-Crocus (intégrés à la plateforme de simulation SURFEX) qui permet de représenter de façon détaillée les processus physiques se produisant dans le manteau neigeux et dans le sol. La présence de glaciers sera également prise en compte. Les simulations numériques de l’état de la surface permettront d’estimer la répartition géographique de la neige et de ses propriétés, permettant entre autre une estimation distribuée du risque naturel et accidentel d’avalanches grâce au modèle MEPRA, une analyse de la contribution des zones enneigées au débit des rivières en aval et une approche numérique du bilan de masse des glaciers alpins. Ce stage permettra à l’étudiant retenu de s’approprier les outils développés au CNRM-GAME et par ses partenaires pour simuler l’état de la surface terrestre en lien avec diverses alimentations météorologiques, et l’analyse des résultats en terme d’impacts sur les activités humaines.

La zone d’étude principale pour ce stage sera le massif du Mont-Blanc, en particulier le bassin versant de l’Arve à Chamonix. L’extension à d’autres zones de montagne sera envisagée en fonction de l’avancement du travail de stage. En fonction de l’obtention de financements adéquats, ce travail de stage peut être envisagé comme un travail préparatoire à une étude de plus grande ampleur concernant, selon le goût de l’étudiant, l’impact du changement climatique sur l’enneigement en montagne et ses effets induits, ou concernant la prévisibilité à courte échéance de la réponse de la surface à un événement météorologique significatif, occasionnant par exemple des crues rapides dans les vallées alpines.

Le travail s’effectuera en collaboration avec le LGGE et le LTHE qui disposent d’expertises complémentaires pour l’étude de cryosphère et de l’hydrologie de montagne.