Vous n’avez pas toujours besoin d’un laser, parfois un appareil photo fera l’affaire. Des chercheurs de l’Institut de recherche sur la neige et les avalanches (SLF) du WSL ont maintenant réfuté le paradigme selon lequel la hauteur du manteau neigeux ne peut être déterminée avec précision que depuis les airs à l’aide de scanners laser, déclare Yves Bühler, responsable du groupe de recherche Alpine Remote Sensing du SLF.
« Nous avons nous-mêmes été surpris de pouvoir cartographier la neige avec autant de précision à l’aide de photos prises depuis un avion à très haute résolution. » La méthode est connue sous le nom de photogrammétrie. Les scientifiques ont cartographié le manteau neigeux sur une zone d’environ 250 kilomètres carrés autour de Davos, de Klosters au nord à Piz Fourun au sud, avec la vallée de Dischma au centre. La résolution était d’un demi-mètre et la précision de 15 centimètres, comme le montre une comparaison avec des mesures prises à la main et à partir de drones.
Des données précises sur la neige sont une ressource importante pour prévoir les risques naturels tels que les avalanches et les inondations, ainsi que pour déterminer la charge de neige sur les toits. Les fournisseurs d’énergie peuvent également utiliser ces résultats. « Nos données aident à améliorer les modèles qui montrent la quantité d’eau qu’il y a dans le manteau neigeux », explique Bühler. Ceci, dit-il, est important pour le fonctionnement des centrales hydroélectriques. Les chercheurs peuvent également utiliser les informations pour déterminer les emplacements appropriés pour les stations météorologiques, dont ils extrapolent ensuite les résultats de mesure pour l’ensemble de la zone.
Un autre avantage de la méthode est qu’elle permet d’économiser de l’argent. Pour la photogrammétrie, les avions opèrent à une altitude d’environ 6 000 mètres, explique Bühler. « Avec les scanners laser, ils doivent voler beaucoup plus bas et plus lentement. » D’autres approches ont aussi leurs inconvénients. Les drones ne conviennent que pour de petites zones de quatre à cinq kilomètres carrés, et les données satellitaires ne sont pas encore assez précises.
Le SLF dispose désormais d’épaisseurs de neige complètes pour la zone d’étude de 2010 à aujourd’hui, formant un ensemble de données à long terme sans précédent. Les images ont été prises par Flotron, une société d’ingénierie, pour le compte du SLF fin mars et début avril, la période de l’année où la neige à plus haute altitude dans la région de Davos est à sa profondeur maximale.
Les avions étaient équipés de caméras de surveillance. « Essentiellement, ce sont des caméras conventionnelles, uniquement avec une résolution extrêmement élevée de 450 mégapixels au lieu des 24 mégapixels que l’on trouve dans les appareils standard », explique Bühler. La prochaine étape pour les chercheurs consiste à soustraire les hauteurs indiquées sur un modèle de surface sans neige de celles d’un modèle de surface recouvert de neige. La différence est la hauteur de neige.
Les mesures montrent que l’épaisseur de neige varie d’une année à l’autre, mais cela ne s’applique qu’aux valeurs absolues. « En termes relatifs, le rapport de l’épaisseur de neige d’un point à un autre est généralement très similaire au fil des ans », explique Bühler. Il existe cependant des exceptions, les épaisseurs de neige variant considérablement d’une année à l’autre dans certains cas. Il cite les avalanches et le transport de neige comme raisons possibles. Ces différences sont passionnantes pour la recherche sur les avalanches, et les données de l’équipe de Bühler permettent désormais de les analyser en détail.
Le SLF entreprendra d’autres vols à Davos au cours des prochains hivers pour poursuivre cette série temporelle unique. Les résultats obtenus jusqu’à présent sont déjà utilisés par de nombreux projets, par exemple pour valider les calculs de modèles pour l’ensemble de la Suisse, explique Bühler. « Nous avons également déjà reçu des demandes de renseignements sur la mesure de la profondeur de neige sur de vastes zones dans d’autres régions à l’aide de cette méthode. »
La recherche est publiée dans La Cryosphère.
Plus d’information:
Leon J. Bührle et al, Cartographie spatialement continue de la profondeur de neige par photogrammétrie d’avion pour le pic annuel de l’hiver de 2017 à 2021, La Cryosphère (2022). DOI : 10.5194/tc-2022-65
Fourni par Schnee und Landschaft WSL