Mieux comprendre et prédire le comportement de la neige

02.03.17

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Des ingénieurs de l'Université du Luxembourg travaillent avec des scientifiques suisses en vue de mieux analyser les propriétés mécaniques de la neige.

Le projet commun a pour objectif d'élaborer un modèle informatique pouvant contribuer à résoudre des problèmes techniques typiques liés à la neige. En prédisant le comportement de la neige, le modèle pourrait par exemple permettre d'anticiper les avalanches, de déterminer la charge causée par la neige sur les bâtiments ou de calculer la traction des véhicules sur des surfaces couvertes de neige.

Le modèle calcule les propriétés et le comportement des masses de neige

Après avoir étudié plusieurs scénarios d'inondation, élaboré une méthode mathématique innovante afin de simuler le flux de débris et prédit son impact mécanique sur les bâtiments et les structures, Bernhard Peters, professeur en thermodynamique et dynamique des fluides et responsable de l'équipe de recherche LuXDEM au sein de la Faculté des Sciences, de la Technologie et de la Communication (FSTC), a élargi ses activités de recherche aux simulations de la neige.

Le professeur Peters et son équipe de recherche développent actuellement un modèle capable de calculer les propriétés et le comportement des masses de neige qui sont soumises à des taux élevés de déformation, en se basant sur la structure des particules microscopiques de la neige.

Considérer les importants déplacements et le réarrangement des grains de neige

« Un tel modèle possède plusieurs avantages par rapport aux modèles traditionnels. Tout d'abord, notre modèle peut directement intégrer des informations microstructurelles. Ensuite, il prend en compte les contacts et les liaisons qui se forment entre les grains de neige. Enfin, il peut explicitement prendre en considération les importants déplacements et le réarrangement des grains de neige au cours de la déformation. Par conséquent, ce modèle particulaire prend explicitement en considération l'ensemble des processus physiques à micro-échelle pertinents », explique Bernhard Peters.

Afin de valider ce nouveau modèle, le professeur Peters a rassemblé des experts du domaine issus de l'un des instituts mondialement réputés en matière de recherche sur la neige, à savoir le WSL Institut pour l'étude de la neige et des avalanches SLF, situé à Davos-Dorf, en Suisse. « Le projet combine les compétences complémentaires des deux groupes de recherche associés, le Luxembourg étant un expert en modélisation et la Suisse en recherche tomographique et en mesure expérimentale des caractéristiques de la neige », ajoute le professeur Peters.

Auteur: Université du Luxembourg
Photos © Université du Luxembourg (1), Nicot François (1)

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