Photos aériennes pour une hauteur de neige précise

Une nouvelle méthode permet aux chercheurs du SLF de cartographier avec précision la hauteur de neige sur une zone étendue.

Le laser n’est pas la panacée, parfois un simple appareil photo suffit : les chercheurs du SLF viennent en effet de démontrer que les scanners lasers ne sont pas les seuls à offrir une précision satisfaisante pour déterminer depuis les airs la hauteur du manteau neigeux, comme l’explique Yves Bühler, responsable du groupe de recherche Télédétection alpine au SLF. « Nous avons nous-mêmes été surpris de pouvoir cartographier la neige avec une telle finesse à l’aide de photos prises par avion en très haute résolution. » Cette méthode, la photogrammétrie, a permis aux scientifiques de cartographier le manteau neigeux pour une région d’environ 250 kilomètres carrés près de Davos, de Klosters au nord jusqu’au Piz Fourun au sud, avec la vallée de la Dischma au centre. La comparaison avec les mesures effectuées par des drones ou manuellement a montré que la résolution était d’un demi-mètre avec une précision de quinze centimètres.

La méthode permet d'économiser de l'argent

Des données nivologiques précises constituent une base importante pour la prévision des dangers naturels tels que les avalanches et les inondations, mais aussi pour déterminer le poids de la neige sur les toits. Les fournisseurs d’énergie en sont également friands, car, comme l’explique Yves Bühler, « nos données aident à améliorer les modèles qui calculent la quantité d’eau contenue dans le manteau neigeux », ce qui est essentiel pour la gestion des centrales hydroélectriques. En outre, les chercheurs pourraient identifier les emplacements appropriés pour les stations météorologiques, dont ils extrapoleraient ensuite les résultats de mesure pour la zone environnante.

Avantage supplémentaire de la méthode : elle est relativement économique. Pour la photogrammétrie, les avions volent à une altitude d’environ 6000 mètres, explique Yves Bühler : « Avec les scanners laser, ils doivent généralement se déplacer beaucoup plus bas et plus lentement. » Les autres approches ne sont pas forcément à la hauteur : les drones ne sont adaptés qu’à de petites zones de quatre à cinq kilomètres carrés, et les données satellites sont jusqu’à présent trop imprécises.

La différence correspond à la hauteur de neige

Le SLF dispose désormais des hauteurs de neige sur l’ensemble de la zone étudiée depuis l’année 2010 jusqu’à aujourd’hui. Ce jeu de données de longue durée est unique. Les photos ont été prises par le bureau d’ingénieurs Flotron, à la demande du SLF, fin mars ou début avril, lorsque l'enneigement est le plus important en altitude dans la région de Davos. Les avions ont été équipés de caméras topographiques spéciales. « Ce sont des appareils photo semblables à ceux du grand public, mais avec une résolution extrêmement élevée de 450 mégapixels au lieu des 24 habituels », explique Yves Bühler. L’étape suivante consiste à soustraire du modèle de surface avec manteau neigeux les altitudes d’un modèle de surface sans neige. La différence correspond à la hauteur de neige.

Les mesures montrent que la hauteur de neige varie certes selon les années, mais surtout en valeur absolue. « En termes relatifs, le rapport de la hauteur de neige d’un point à l’autre est généralement très similaire au fil des ans », confirme Yves Bühler. Avec toutefois des exceptions pour certaines années où les hauteurs de neige varient considérablement. Il cite comme raisons possibles les départs d’avalanches et le transport de la neige. Ces différences sont passionnantes pour la recherche sur les avalanches. Les données de l’équipe d’Yves Bühler permettent désormais de les analyser en détail.

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Comparaison de cartes normalisées des hauteurs de neige pendant le plein hiver, ici l'année 2018, de zéro pour cent (rouge foncé) à plus de 400 pour cent (bleu foncé). Les chiffres mettent en évidence différentes particularités : 1. 495 petits ruisseaux remplis ; 2. écoulements remplis dans des zones raides ; 3. et 4. corniches ; 5. zone de dépôt des avalanches (graphique : Leon Bührle / SLF)
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carte normalisée des hauteurs de neige 2019 (graphique : Leon Bührle / SLF)
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carte normalisée des hauteurs de neige 2020 (graphique : Leon Bührle / SLF)
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carte normalisée des hauteurs de neige 2021 (graphique : Leon Bührle / SLF)

À Davos, le SLF effectuera des vols supplémentaires au cours des prochains hivers afin de poursuivre cette série chronologique unique. De nombreux projets utilisent déjà les résultats obtenus jusqu’à présent, par exemple pour valider des modèles de calcul pour l’ensemble de la Suisse, explique Yves Bühler, qui ajoute : « De plus, nous avons déjà reçu des demandes pour mesurer la hauteur de neige à grande échelle dans d’autres régions avec cette méthode, par exemple dans le Parc national suisse. »

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