Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL

Mesurer les vagues des laves torrentielles hautes de plusieurs mètres le long de l’Illgraben

Des chercheurs de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL ont pour la première fois pu enregistrer une lave torrentielle sur une longueur de deux kilomètres dans l’Illgraben (VS). Les données révèlent où et comment les vagues s’y forment et ce qui se passe lorsqu’elles franchissent les seuils placés dans le torrent.

  • Les données sur les laves torrentielles ne sont souvent relevées que ponctuellement, car les mesures sont complexes et coûteuses.
  • Pour la première fois, des chercheurs du WSL ont pu enregistrer le déroulé de laves torrentielles et des vagues qui s’y forment, en continu sur deux kilomètres.
  • Les données montrent que les vagues grossissent à mesure qu’elles descendent dans la vallée et que la zone de formation des vagues au sein de la lave torrentielle se déplace également vers l’aval.
Le lit profond du ruisseau Illgraben laisse deviner que d'énormes masses d'éboulis dévalent ici la vallée.
L’Illgraben à l’état normal laisse deviner avec quelle puissance les laves torrentielles peuvent dévaler la vallée. (Photo : Christoph Wetter)

L’Illgraben, dans le canton du Valais, est unique en Suisse : plusieurs fois par an, des laves torrentielles s’y produisent – pareille fréquence est rare en Europe. Des blocs rocheux de plusieurs tonnes et des matériaux pouvant remplir jusqu’à 4000 camions dévalent alors la vallée. Pour la recherche, c’est une aubaine, car ce torrent offre une opportunité rare d’observer et d’analyser les laves torrentielles de façon méthodique. Les chercheurs du WSL ont réussi pour la première fois à y enregistrer des laves torrentielles du début à la fin et à suivre leur évolution sur de longues distances.

Des mesures sur une longueur de deux kilomètres

Une vue aérienne de l'Illgraben.
Les chercheurs ont mesuré l’évolution d’une lave torrentielle sur le long de l’Illgraben. (Photo : Christoph Wetter)

Une lave torrentielle est un glissement de terrain très fluide, semblable à un raz-de-marée de boue, qui se déplace dans le lit d’un torrent ou dans un couloir, mais qui peut aussi déborder. Une masse énorme de boue et de débris rocheux dévale alors vers la vallée, et des vagues hautes de plusieurs mètres peuvent se former, se déplaçant plus rapidement que le reste des matériaux charriés vers l’aval. Jusqu’à présent, la formation et la propagation de ces bouffées n’avaient pas été élucidées.

Les stations de mesure pour les laves torrentielles sont complexes à installer et coûteuses. En règle générale, les données de mesure sur ce phénomène ne sont que ponctuelles. Pour mieux comprendre l’évolution des vagues, les chercheurs ont besoin de mesures sur la totalité du parcours de la lave torrentielle. Dans le cadre d’une nouvelle approche, le WSL a donc installé des géophones sur une longueur de deux kilomètres le long du lit de l’Illgraben. Il s’agit de petits appareils de mesure qui enregistrent les vibrations du sol. Comme des vagues et des blocs rocheux de tailles différentes provoquent des vibrations d’intensité différente, les chercheurs peuvent reconstituer, à partir des données des géophones, la manière dont les laves torrentielles se déplacent vers l’aval.

On aperçoit au premier plan un géophone enfoui dans le sol. À l'arrière-plan, on distingue un barrage de retenue des torrents.
Les chercheurs ont enfoui des géophones sur une longueur de deux kilomètres le long du lit de l’Illgraben. À l’arrière-plan, un seuil au sein du torrent. (Photo : Christoph Wetter)

« Cette nouvelle méthode de mesure offre une image plus complète des laves torrentielles », explique Christoph Wetter, géophysicien et premier auteur de l’étude publiée dans la revue spécialisée Engineering Geology. « Nous pouvons désormais retracer le déroulé de toute la lave torrentielle, dans le temps et dans l’espace. » 

Il est ainsi possible, pour la première fois, de comprendre la formation des vagues au sein d’une lave torrentielle : les vagues commencent petites et s’amplifient à mesure qu’elles descendent vers le fond de la vallée. Les mesures ont en outre révélé que la zone de la lave torrentielle où les vagues se forment n’est pas stationnaire, mais qu’elle se déplace elle aussi vers l’aval, explique C. Wetter. Les vagues ne diminuent pas non plus lorsqu’elles franchissent un seuil au sein du torrent. Ceux-ci ne sont d’ailleurs pas destinés à atténuer les flots boueux, mais à les canaliser dans une direction précise et à stabiliser le lit du cours d’eau. Jusqu’à présent, on ignorait toutefois comment les vagues les franchissaient. 

Une meilleure protection grâce à de meilleures données

Il n’y a toutefois pas lieu de s’inquiéter, explique le chercheur – du moins aux alentours de l’Illgraben. L’infrastructure existante protège bien la commune voisine. Ces découvertes sont toutefois importantes pour les endroits où des maisons non protégées se trouvent à proximité immédiate d’un torrent sujet aux laves torrentielles. Les recherches menées par le WSL dans l’Illgraben permettent ainsi à la fois de mieux comprendre les laves torrentielles et leur évolution et d’aider les communes à mieux planifier leurs infrastructures de protection.

Des bouffées successives se forment au sein d’une lave torrentielle. Il s’agit de vagues qui se déplacent plus rapidement que le reste des matériaux charriés. Dans la vidéo en accéléré présentée, on voit une lave torrentielle qui s’est produite le 21 juin 2024 dans l’Illgraben. Des bouffées hautes de plusieurs mètres se succèdent toutes les 30 à 50 secondes. (Vidéo : WSL).

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