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Caractérisation de l'aléa avalancheux dans les Alpes françaises. Combinaison d'approches dendrologique et statistique.

English title Snow avalanche hazard assessment in the French Alps using a combination of dendrogeomorphic and statistical approaches
Applicant Schläppy Romain
Number 148492
Funding scheme Doc.Mobility
Research institution Laboratoire de Géographie Physique UMR 8591 CNRS Université Paris 1 - Panthéon-Sorbonne
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Geomorphology
Start/End 01.07.2013 - 31.12.2013
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Keywords (6)

runout distance; tree rings; dendrogeomorphology; risk assessment; snow avalanche; event determination

Lay Summary (French)

Lead
De nos jours, on observe une croissance démographique dans les régions de montagne. De nouveaux bâtiments et infrastructures sont construits à proximité des zones exposées aux aléas naturels, ce qui a pour effet d’augmenter la vulnérabilité des communautés humaines. Les avalanches représentent l’aléa principal qui menace ces régions d’altitude. Dans ce contexte, il indispensable de développer des outils efficaces pour une meilleure caractérisation de l’aléa avalancheux.
Lay summary

Contenu et objectifs de la recherche

Globalement, ce projet vise à améliorer la caractérisation et la prédétermination de l’aléa avalancheux dans les Alpes françaises. Le premier objectif, plutôt méthodologique, consiste à proposer une nouvelle approche pour la reconstitution de l’activité avalancheuse dans le passé. Fondée sur l’analyse des perturbations de croissance enregistrées dans les séries de cernes d’arbres (i.e., dendrogéomorphologie), cette approche s’appuie principalement sur les compétences d’analyse de l’expert dendrogéomorphologue.

Cette nouvelle approche sera ensuite utilisée pour compléter, et surtout, étendre les connaissances historiques sur plusieurs couloirs situés en zone forestière. Sur la base des chronologies d’évènements obtenues, nous évaluerons la distribution des distances d’arrêt pour les avalanches extrêmes, i.e., dont la période de retour est supérieure à 30 ans. Ces données empiriques serviront à valider les simulations issues d’un modèle dynamique-statistique récent, utilisé pour la prédétermination des distances d’arrêt des avalanches et des périodes de retour associées.

Finalement, ce travail mettra en évidence des anomalies météorologiques/climatiques durant les années avalancheuses reconstituées initialement. Cette démarche a pour but d’évaluer le potentiel des reconstructions dendrogéomorphologiques pour une meilleure compréhension des relations avalanches-climat dans le passé.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

Grâce à la combinaison d’approches dendrogéomorphologique et statistique, ce projet pluridisciplinaire contribue à améliorer les connaissances sur les avalanches. Par ailleurs, il fournit des informations utiles aux gestionnaires chargés du zonage des aléas en montagne.

Direct link to Lay Summary Last update: 24.06.2013

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Validation of extreme snow avalanches and related return periods derived from a statistical-dynamical model using tree-ring techniques
Schläppy Romain, Eckert Nicolas, Jomelli Vincent, Stoffel Markus, Grancher Delphine, Brunstein Daniel, Naaïm Mohamed, Deschâtres Michaël (2014), Validation of extreme snow avalanches and related return periods derived from a statistical-dynamical model using tree-ring techniques, in Cold Regions Science and Technology, 99, 12-26.

Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved


Abstract

Snow avalanches occur frequently in many mountainous regions of Europe. Moreover, due to an increasing frequenting of mountain areas concomitant to a limited space in these areas, the vulnerability of settlements, and consequently of people to snow avalanches has strongly increased during the last decades. In such a context, it remains very important to intensively study past snow avalanche activity in order to be able to assess the vulnerability of potentially threatened communities in the future.In France, a survey of avalanches called EPA (Enquête Permanente sur les Avalanches - standing investigation of avalanches) was initiated in the 1900s by foresters. These EPA records are usually complemented with a map (Carte de Localisation des Phénomènes Avalancheux or CLPA) localizing the release zones, lateral extent, runout elevations, and type of snow avalanches. Although these databases represent a valuable tool and contain a lot of useful information, the quality and reliability of surveys vary from site to site. In general, the quality of the survey before 1980 decreases sharply. Consequently, empirical knowledge of extreme avalanches with return period longer than 30 years is limited despite the strong potential impacts on society and infrastructures of such events. Tree-ring techniques (dendrogeomorphology) enable to document extreme avalanche events much older than 30 years. Because trees immediately react to external disturbances from mass movements, this method has the potential to yield yearly resolved data on past avalanche events.The present PhD thesis aims at improving snow avalanche hazard assessment. A preliminary objective is to propose a new semi-quantitative approach for an improved determination of snow avalanche events based on tree-ring records. As this approach relies on the analytical skills of the dendrogeomorphic expert, an effort is made to evaluate the consistency and transferability of approach statistically. Hence, quality and completeness of tree-ring records for the reconstruction of snow avalanche activity is evaluated in an unusually well-documented path. Secondly, this thesis wishes to complement and extend the existing snow avalanche database in a few selected paths. Based on the resulting event chronologies, an effort is made to determine minimal runout distances for large-extent events and related return intervals. Consecutively, these empirical data provide valuable information for the validation of high return period avalanches predicted by an up-to-date locally calibrated statistical-numerical model. Finally, the thesis aims at emphasizing past meteorological and climatic anomalies during years where tree-ring series revealed a significant avalanche activity. This last step allows quantifying the power of tree-ring analyzes for inferring avalanche-climate relationship in the past, and therefore its potential for reconstructing avalanche climatology in zones where avalanche observation is lacunar or missing.
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