Drifting snow. Physical processes and modelling
Transport éolien de la neige : Processus physiques et modélisations
Abstract
Blowing snow produces cornices, source of dangerous avalanche starting zones in high mountainous areas, and snowdrifts on the roads in plains. Therefore, it is the cause of natural hazards having serious consequences for goods and people. A first book entitled " Drifting snow : basic knowledge and recommendations " and edited by Cemagref in 1992, reviewed the empirical rules necessary to set up protection against this phenomenon. Since this edition, many researches were carried out. Significant progress was achieved in the physical comprehension of the processes involved and their occurrences in the space as well as in the time. This book tries to provide answers to the question each engineer is faced with " For a given meteorological episode and for a given topographic configuration, where does snow accumulate and in how long ? ". So, this work aims at realizing the synthesis of this knowledge and recent modelling tools. The first part of this work is concerned with the description of the physical mechanisms involved in blowing snow and it deals successively with : the boundary layer, the aerodynamical entrainment of particles, the different types of particles transport and the particles profiles at saturation. A synthesis of the current knowledge in this field is put forward in this part. The second part covers the physical and numerical modelling. It starts with a synthesis of the different approaches developed by the international scientific community and ends with the presentation of the Cemagref teams own contribution.
Le transport de neige par le vent entraîne la formation de corniches et de plaques, génératrices d'avalanches en haute montagne, et la formation de congères sur les voies de communication en plaine. Il est de ce fait à l 'origine de risques naturels qui peuvent engendrer de graves conséquences pour les biens et les personnes. Un premier ouvrage intitulé " Transport de la neige par le vent : connaissances de base et recommandations " a été édité par le Cemagref en 1992. Il faisait le point sur les règles empiriques permettant de mettre en place une ingénierie de protection contre ce phénomène. Depuis son édition, de nombreuses recherches ont été entreprises. Elles ont apporté des progrès significatifs dans la compréhension physique des processus et leurs occurrences tant dans l'espace que dans le temps. L'enjeu du présent ouvrage, qui tente de répondre à la question que chaque ingénieur se pose " Où et en combien de temps, se forme une accumulation de neige ? " est de faire la synthèse de ces connaissances et des outils de modélisation récents. La première partie de cet ouvrage a donc pour objectif d'appréhender la complexité des phénomènes et de tenter de comprendre les mécanismes mis en jeu. Elle traite successivement, de la couche limite, de l'arrachement aérodynamique des particules, des différents modes de transport éoliens et de l'obtention des profils de transport à saturation. Cette partie fait ainsi le point sur les connaissances actuelles dans ce domaine. La deuxième partie est dédiée aux outils de modélisations physique et numérique. Elle débute par une synthèse des différentes approches réalisées par la communauté scientifique internationale pour se terminer par la présentation de la contribution propre des équipes du Cemagref.
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