Toraval au service des maîtres d'ouvrage depuis 1997

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Développement scientifique et outils de calcul

L’expertise des risques naturels en montagne change de statut. Il y a encore quelques années l’expert était vu comme l’homme de la technique qui à la fois disait le risque et décidait de la manière dont il faut s’en protéger. À l’image de ce qui se pratique dans d’autres domaines de l’ingénierie, notamment en hydraulique, l’expertise change progressivement de visage : elle s’ouvre plus sur le conseil et l’assistance technique au maître d’ouvrage, elle a pour vocation d’expliciter le risque et la problématique de la protection au maître d’ouvrage, elle a pour devoir de ne pas se contenter d’une solution de protection mais de réellement donner des alternatives de protection et les moyens de décision pour le maître d’ouvrage.

La concertation avec les autres acteurs d'un projet de protection (les riverains par exemple) prend une place également de plus en plus importante. Il importe également que le niveau de protection soit compatible avec la valeur économique de l’enjeu à protéger. Pour répondre à ces nouvelles exigences, l’expertise doit adapter et développer de nouveaux outils. L’utilisation de modèles numériques et l’emploi de méthodes statistiques a permis de compléter de manière significative la démarche classique de l’expertise, fondée sur l’expérience, le bon sens, l’observation du terrain, l’analyse des données historiques, etc.

Les études de Toraval sont fondées sur les techniques scientifiques les plus récentes pour appréhender et modéliser les aléas naturels. Que cela soit en nivologie ou en hydraulique torrentielle, Toraval met en œuvre des outils statistiques pour mieux renseigner sur la relation entre intensité et fréquence d’un aléa. Assurant une veille scientifique, l’association garantit que les outils de calcul sont parmi les plus efficaces connus à la date de l’étude à l’échelle internationale.

Enfin l'une des originalités et des forces de Toraval est le lien très fort entre applications et recherches scientifiques, ce qui lui permet de garantir pertinence et modernité des outils et méthodes employés dans ses prestations.

Outils de calcul

Toraval a développé des codes de calcul spécifiques qui allient robustesse, relative rapidité de calcul, performance. Il faut souligner qu'à notre connaissance, Toraval est la seule structure (privée ou publique) en Europe à avoir développé des codes de calcul d'écoulement avalanche pour des topographies réelles en 3 dimensions et à les utiliser massivement dans ses études. Toraval a été par ailleurs dans plusieurs domaines : premières utilisations intensives d'outils statistiques puissants (comme l'inférence Bayesienne, la simulation de Monte Carlo par chaîne de Markov) en hydrologie des chutes de neige. Se reporter également sur le site Toraval Suisse pour plus d'informations.

Voici quelques-uns des outils numériques utilisés couramment dans ses études :
  • HydroLog : code de calcul d'hydrologie statistique utilisant les méthodes des plus classiques (moments, renouvellement) aux plus récentes (POT, inférence bayesienne) ;
  • Chronos : code de calcul pour le calcul inverse (analyse probabiliste des fichiers de type EPA) et analyse probabiliste des informations historiques ;
  • MNTCreator : code de calcul pour la génération de modèle numérique de terrain (MNT) à partir de restitution photogrammétrique. Le code est basé sur de l'interpolation linéaire à partir d'une triangulation de Delaunay contrainte ;
  • AVAC : code de calcul pour simuler les avalanches coulantes, fondé sur le jeu d'équations de type Voellmy (formulation SBG : Salm-Burkard- Gubler) ou Coulomb (formulation Ancey) (voir la page publications pour en savoir plus). Le code fonctionne en prédétermination complète (pas de calage des paramètres a posteriori ) après entrée des conditions initiales (quantité de neige mobilisable et panneaux de départ). C'est un code de calcul performant quoique reposant sur une loi rhéologique empirique. Il est associé à une base de règles empiriques, à des modules stochastiques (simulation de Monte Carlo de type MCMC), et à une base de données expertes pour le choix des coefficients de frottement. Ce code de calcul permet (i) la simulation numérique en 3 dimensions si on dispose d’un modèle numérique de terrain, (ii) la simulation numérique “unifilaire” le long d’un profil en long si on ne dispose pas d’un modèle numérique de terrain.Le modèle de calcul permet d’estimer des vitesses, des hauteurs, et pressions d’écoulement sur l’espace (plan ou profil) considéré ;
  • AERO : code de calcul pour simuler les aérosols, fondé sur le jeu d'équations KSBA (Kulikovskiy-Sveshnikova-Beghin-Ancey). C'est le modèle le plus simple et performant actuel comme l'a montré les confrontations avec le site de la Sionne (voir la page publications pour en savoir plus). Ce code de calcul permet (i) la simulation numérique en 3 dimensions si on dispose d’un modèle numérique de terrain, (ii) la simulation numérique “unifilaire” le long d’un profil en long si on ne dispose pas d’un modèle numérique de terrain.Comme le modèle AVAC, le code AERO permet d’estimer des vitesses, des hauteurs, et pressions d’écoulement sur l’espace (plan ou profil) considéré ;
  • Vulnex : code de calcul pour étude de ligne (remontée mécanique, ouvrage de génie civil).

Les codes de calcul d'écoulement sont reliés à des gestionnaires cartographiques (Grass sous linux et ArcView sous Window XP).


Code de calcul AVAC version 2.3.

Gestion de MNT avec MNTCreator.

Gestion de ligne de télésiège avec Vulnex.

© 1997 - 2013 Toraval mise à jour du 3 juillet 2008, Christophe ANCEY.
30-04-2017.