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Développement scientifique et outils de calcul
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Lexpertise des risques naturels en montagne change de statut. Il y a encore quelques années
lexpert était vu comme lhomme de la technique qui à la fois disait le risque et décidait de la manière
dont il faut sen protéger. À limage de ce qui se pratique dans dautres domaines de lingénierie,
notamment en hydraulique, lexpertise change progressivement de visage : elle souvre plus
sur le conseil et lassistance technique au maître douvrage, elle a pour vocation dexpliciter le risque et la problématique de
la protection au maître douvrage, elle a pour devoir de ne pas se contenter dune solution de protection
mais de réellement donner des alternatives de protection et les moyens de décision pour le maître douvrage.
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 lenjeu à protéger.
Pour répondre à ces nouvelles exigences, lexpertise doit adapter et développer de nouveaux outils.
Lutilisation de modèles numériques et lemploi de méthodes statistiques a permis de compléter de
manière significative la démarche classique de lexpertise, fondée sur lexpérience, le bon sens,
lobservation du terrain, lanalyse 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 uvre des outils statistiques pour mieux renseigner sur la relation entre intensité
et fréquence dun aléa. Assurant une veille scientifique, lassociation garantit que les outils de calcul
sont parmi les plus efficaces connus à la date de létude à léchelle 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.
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Outils de calcul
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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
dun modèle numérique de terrain, (ii) la simulation numérique unifilaire le long dun profil en long si on ne dispose
pas dun modèle numérique de terrain.Le modèle de calcul permet destimer des vitesses, des hauteurs,
et pressions découlement sur lespace (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 dun modèle numérique de terrain, (ii) la simulation numérique unifilaire le
long dun profil en long si on ne dispose pas dun modèle numérique de terrain.Comme le modèle AVAC, le code AERO
permet destimer des vitesses, des hauteurs, et pressions découlement sur lespace (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.
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