Radar d’avalanches de Holmbuktura en Norvège
Problème
La côte norvégienne est bordée de centaines de fjords dont les sommets s’élèvent du niveau de la mer à plus de 2000 mètres d’altitude. Pendant les longs hivers, les flancs abrupts sont par endroits très exposés aux avalanches. De nombreuses agglomérations se trouvent directement au bord de la mer et ne sont accessibles aux habitants, aux biens et aux services que par des routes côtières au pied des pentes abruptes du fjord. La baie de Holmbuktura se trouve au nord de la Norvège, à environ une heure de Tromsø. La seule route d’accès aux villages environnants passe au pied d’un versant notoirement exposé aux avalanches et doit être fermée plusieurs fois chaque hiver en raison d’un risque d’avalanche élevé. L’administration norvégienne des routes, Statens vegvesen, établit des évaluations sur le danger actuel d’avalanche et conseille les autorités locales sur les mesures à prendre, comme par exemple la fermeture des routes. Afin d’obtenir des informations supplémentaires pour évaluer la situation avalancheuse et fermer automatiquement la route en cas d’événement, les avalanches doivent être détectées automatiquement et en temps réel à distance.
Solution
Le radar d’avalanche offre une solution rentable et fiable pour la surveillance continue de la pente problématique et permet la détection automatique des avalanches par tous les temps. Grâce à la détection en temps réel, les tronçons de route menacés peuvent être immédiatement fermés, par exemple par des feux de signalisation ou des barrières. Statens vegvesen a opté pour un projet en plusieurs étapes, avec un test initial et une automatisation ultérieure des fermetures de routes en cas d’avalanche. Les exigences à Holmbuktura sont difficiles ; la pente avalancheuse comprend quatre couloirs d’avalanche, le point le plus éloigné est à plus de 3,5 km et les conditions météorologiques sont souvent très rudes. Dans les vallées alpines, nous montons habituellement les radars à avalanche sur la pente opposée, ce qui n’était pas possible avec la largeur du fjord à Holmbuktura. Les nouveaux systèmes de radars d’avalanche développés par Geopraevent atteignent actuellement une portée allant jusqu’à 5 km et permettent de couvrir l’ensemble du versant. Sur la base de simulations, le bord nord de la baie a été identifié comme l’emplacement le plus approprié pour le radar d’avalanche. Les angles d’ouverture de 90° horizontalement et de 20° verticalement donnent une couverture maximale du versant à observer de 4 km² au total.
Le radar d’avalanche (en haut à gauche) surveille les pentes à plus de 3,5 km de distance, jour et nuit, par tous les temps.
Le système dispose en outre d’une caméra PTZ (Pan-Tilt-Zoom = pivoter, incliner et zoomer) qui enregistre automatiquement les phénomènes d’avalanche. De plus, la caméra peut être activée manuellement à tout moment via le portail de données en ligne. Les responsables peuvent ainsi se faire rapidement une idée de la situation sur place. L’ensemble des données et des prises de vue ainsi que la carte représentant toutes les avalanches détectées peuvent être consultées à tout moment via le portail de données en ligne.
Fermeture et réouverture automatique de la route
Au cours du premier hiver, le radar d’avalanche a détecté plus de 20 événements jusqu’à 3,3 km de distance. Les résultats de la phase de test ont largement dépassé les attentes de Statens Vegvesen. Le géologue Andreas Persson, responsable du projet chez Statens vegvesen, résume : « Contrairement aux années précédentes, nous n’avons pas eu de grosses avalanches à Holmbuktura l’hiver dernier (2017). Malgré cela, le radar d’avalanche a détecté et classé correctement de nombreux petits événements sur la pente. La portée et la précision des détails du radar nous ont étonnés et ont définitivement dépassé nos attentes ». Après d’autres tests, des analyses et la construction des feux de signalisation, le système de fermeture automatique des routes a été mis en service en direct.
Les deux radars d’avalanche avec la caméra thermique, la caméra PTZ et les unités de transmission.
De plus, le système a été étendu avec une autre tête radar au même endroit. Le radar inférieur est dirigé vers le bas de la pente et surveille également la zone de la route. Si une avalanche est détectée, le radar d’avalanche suit sa trajectoire jusqu’à ce qu’elle s’arrête ou quitte le champ de vision. Le radar inférieur libère automatiquement la route si l’avalanche n’a pas atteint la route. Cela permet des temps de blocage courts et une réouverture sûre pour les usagers de la route. La combinaison des deux radars permet en outre d’assurer une surveillance redondante de la grande pente avalancheuse.
Surveillance du système 24/7
Nous surveillons en permanence la fonctionnalité de tous nos systèmes. Des composants électroniques peuvent tomber en panne ou des événements météorologiques extrêmes peuvent entraver le fonctionnement du système. Notre système anti-neige développé en interne détecte de manière autonome les accumulations de neige sur la tête du radar et les élimine si nécessaire. Comme une grande partie des avalanches se produisent dans de mauvaises conditions météorologiques, il est essentiel que le système d’alarme soit toujours opérationnel. Si le système détecte malgré tout un défaut, il nous en informe automatiquement et nous commençons à résoudre le problème. Si le niveau local de danger d’avalanche est élevé, le radar ferme la route par précaution et informe les responsables sur place. Grâce au portail de données en ligne, le système est relié aux niveaux de prévision d’avalanche locaux et à la base de données norvégienne sur les avalanches regobs.
Example d’une détection d’avalanche
Dans la nuit du 5 décembre 2017, le radar a détecté six avalanches à Holmbuktura dont une a atteint la route et l’a ensevelie sous 1,5 m de neige. Notre système de détection a correctement détecté toutes les avalanches, a automatiquement tracé leur trajectoire sur la carte en ligne et a filmé les événements avec la caméra PTZ ainsi qu’une caméra thermique. La plus grosse avalanche (dans la vidéo ci-dessous) a mis environ 45 s entre la détection et la route. Les images infrarouges montrent que l’avalanche est plus chaude que son environnement. Cela s’explique par deux facteurs : d’une part, le mouvement génère de la chaleur par frottement et, d’autre part, l’avalanche ramène à la surface de la neige provenant de couches plus profondes et plus chaudes.
Plus d’informations
Holmbuktura se trouve au bord d’un fjord dans le nord de la Norvège (image : GoogleEarth).
La seule route d’accès aux villages côtiers passe au pied d’une pente exposée aux avalanches (photo : Statens Vegvesen).
Les avalanches atteignent souvent la route (photo : Statens vegvesen).
Des simulations numériques ont permis d’identifier deux zones appropriées avec une bonne visibilité du radar sur la pente.
Le radar utilisé permet de surveiller presque tout le versant de la montagne (4 km2). Les couleurs indiquent la distance selon l’échelle.
Les deux radars d’avalanche au coucher du soleil en novembre 2020.
Le radar d’avalanche, y compris le système anti-neige sur le mât Lattix.
La carte des événements dans le portail de données en ligne montre les avalanches sur une carte des environs avec des images d’événements et des paramètres mesurés (en haut à droite).
