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Dans les courses de ski, victoire ou défaite se joue souvent au quart de seconde. D’où une condition importante pour proposer une compétition équitable: que tous les athlètes bénéficient des mêmes conditions de piste. Les pistes de course doivent ainsi remplir des exigences qualitatives élevées. Elles doivent être le plus résistantes possible pour être à peine endommagées par les sportifs lors de leur descente rapide.
Pour fabriquer des pistes extrêmement stables, les organisateurs des courses utilisent souvent de l’eau qui est injectée dans la piste grâce à différentes méthodes. Cette eau gèle dans les pores de la neige, augmente sa densité et de ce fait la résistance de la piste. Une quantité d’eau trop élevée entraîne toutefois une augmentation inutile de la consommation des ressources et des coûts, et peut dans certains cas même détériorer la qualité de la piste. Quelle quantité d’eau est ainsi nécessaire? Et combien de temps faut-il pour qu’elle soit complètement gelée?
Les pistes froides nécessitent davantage d’eau
Lors des Championnats du monde de ski à St-Moritz en février 2017, d’épreuves de la Coupe du monde et dans ses sites expérimentaux, le SLF a ainsi testé, sur mandat de l’organisateur des Championnats, la façon dont l’arrosage pouvait être optimisé. Grâce au système de modélisation du manteau neigeux «SNOWPACK» développé au SLF, les chercheurs ont simulé le transport de l’eau dans le manteau neigeux en présence de différentes conditions météorologiques et d’enneigement. Il s’est avéré que, contrairement à ce que l’on pensait jusqu’à présent, ce n’est pas la dureté de la piste et la pression appliquée qui déterminent en premier lieu la quantité d’eau absorbée par la piste. La température de la neige est au contraire primordiale; la densité et la granulométrie jouent aussi un rôle: plus la neige est froide et fine, plus il faut injecter une grande quantité d’eau.
Avec les simulations informatiques de «SNOWPACK», les chercheurs ont pu, à 5 cm près, prédire pour différentes conditions météorologiques et d’enneigement, la profondeur à laquelle l’eau pénétrait dans le manteau neigeux, et la vitesse à laquelle elle gelait. Les Championnats du monde de St-Moritz furent les premiers à profiter de ces connaissances. Le modèle a été adapté de façon à aider également les professionnels de la préparation des pistes d’autres domaines skiables à planifier l’arrosage de façon optimale.
Un léger avantage pour les équipes suisses
Lors des XXIIIe Jeux Olympiques d’hiver de février 2018 en Corée du Sud, les nivologues du SLF interviendront aussi avec leurs simulations du manteau neigeux. Sur mandat de Swiss Olympic, ils calculeront environ 24 heures à l’avance les conditions d’enneigement à escompter, et informeront de façon exclusive les équipes suisses sur la qualité de la neige et la température à la surface sur l’ensemble des pistes de courses. Grâce à ces connaissances, les techniciens pourront choisir et préparer les skis qui seront les plus rapides en présence des conditions d’enneigement régnant lors de la course.
En plus du système de modélisation du manteau neigeux «SNOWPACK», les chercheurs utilisent le modèle élargi «Alpine 3D» aussi développé au SLF, qui représente le terrain sur place de façon tridimensionnelle. Pour que leurs prévisions soient le plus précises possible, ils ont déjà mesuré les pistes avec précision à Pyeongchang l’année dernière. Pour leurs calculs, ils ont de plus recours à des modèles de terrain, des images satellite, des prévisions météorologiques et des stations météorologiques installées sur place. À Sotschi (2014) et à Vancouver (2010), les chercheurs ont déjà soutenu les équipes suisses avec succès grâce à leurs simulations. Un léger avantage, mais peut-être décisif le cas échéant, pour permettre aux athlètes de l’emporter.
Ces deux modèles numériques développés au SLF sont «open source» et par là même accessibles et utilisables par tous. (Julia Wessels, Diagonale 2/17)