Bilan

Les Alpes deviennent un laboratoire à ciel ouvert

A quelque 2300 mètres d’altitude, sur un terrain situé à plusieurs heures de marche de la commune valaisanne de La Fouly, la vision a de quoi surprendre: là, comme perdues au milieu de cette vallée majestueuse, s’érigent une douzaine de structures métalliques. Cela fait plus de deux ans que ces tripodes flanqués d’une antenne et de fibres optiques ont fait du val Ferret leur nouvel habitat. Et si les formes étranges ont de quoi perturber dans ce paysage de carte postale, il suffit au promeneur curieux de s’en approcher pour tomber sans trop de peine sur une inscription dévoilant leur véritable nature et priant le visiteur de ne pas les déranger.

Ces installations sont sur la brèche. Qu’il vente, pleuve, neige ou encore par temps ensoleillé, nuit et jour, elles n’ont de cesse de capter toutes les informations sur les quelque 25 m2 où elles sont implantées. Des informations qu’elles enregistrent et transmettent. L’objectif? Engranger un maximum de données météorologiques à échelle locale pour permettre aux scientifiques suisses de prédire l’impact des changements climatiques sur l’ensemble de la région alpine. Ce vaste programme, lancé à fin 2007 sous le nom de Swiss Experiment, rassemble un consortium académique prestigieux: le Centre national de compétence environnement et durabilité, les deux Ecoles polytechniques fédérales, le pôle de recherche national MICS, l’Institut fédéral pour l’étude de la neige et des avalanches à Davos (WSL) et celui de recherche sur l’eau (EAWAG), le Fonds national suisse de la recherche scientifique, ainsi que Microsoft.

Sur près de 25 km², le val Ferret représente l’un des terrains de recherche privilégiés de Marc Parlange. Le directeur du laboratoire de mécanique des fluides de l’environnement de l’EPFL gère SensorScope, un projet placé dans le giron de Swiss Experiment. A l’aide de ce réseau de stations communiquant par ondes radio, Marc Parlange tente de percer les mystères du cycle de l’eau. «La région est l’exemple même d’un territoire complexe du point de vue des forces hydrologiques en présence. Même si certaines stations ne sont distantes que d’une centaine de mètres, les relevés montrent des résultats fort divers en termes de pluviométrie et de restitution de l’eau de pluie qui rejaillira en plaine. Perméabilité des sols, phénomènes d’évaporation, températures… il y a tellement de paramètres que cela défie l’imagination», note le scientifique.Un vaste territoire sous surveillance

Le val Ferret n’est pas la seule zone à faire l’objet d’une observation minutieuse. Les glaciers du Génépi et de la Plaine-Morte, le bassin de la rivière Thur ainsi que Davos sont aussi sous surveillance… Pour les experts en sciences de l’environnement, les Alpes suisses sont devenues plus que jamais un sujet d’expérimentation. D’une géologie complexe, s’étendant sur près de 1200 kilomètres entre la Méditerranée et le Danube, la chaîne montagneuse constitue le maillon essentiel du cycle hydrologique du Vieux-Continent.

«Les réseaux de capteurs sont essentiels au projet Swiss Experiment. Les dernières données et la mise au point de nouveaux modèles de soutien amélioreront les prévisions des risques naturels, en particulier en montagne», avance Michael Lehning, responsable de l’unité recherche neige et permafrost de l’Institut WSL. Reste à réussir au mieux la collecte des données pour aboutir à des modèles robustes et fiables. «Plus nous avons d’informations, plus nous avons de chance de prédire, voire de prévenir, des catastrophes naturelles comme les glissements de terrain ou les avalanches», enchaîne Marc Parlange.

A ce jeu, multiplier les installations ne suffit pas. De nombreux projets de recherche se sont ainsi greffés sur Swiss Experiment, par exemple pour améliorer la qualité des antennes ou les processus d’acquisition et de communication des données. D’où la participation du pôle de recherche national en systèmes mobiles d’information et de communication (MICS), qui regroupe les meilleurs experts dans le domaine. «Le projet doit donner aux spécialistes des instruments entièrement nouveaux qui permettent d’observer des phénomènes écologiques avec des résolutions spatiales et temporelles jusqu’ici inconnues. Cela, à un coût parfaitement concurrentiel», souligne Karl Aberer, directeur du MICS.

A chaque région son système de capteurs. Les stations météo ayant l’avantage d’être configurables à l’envi, les données récoltées ne sont pas de la même nature sur l’ensemble de la chaîne alpine suisse. A part les traditionnelles mesures de température, chaque réseau de stations se focalise sur un certain type de phénomène: mesure du vent et des précipitations au moyen d’un Lidar sur le glacier rocheux du Génépi, humidité du sol pour le val Ferret. Equipées de panneaux solaires, les mini-stations ont l’avantage d’être autonomes et donc de ne pas nécessiter de grands travaux de maintenance, ni une forte présence humaine. De son côté, le WSL utilise cette infrastructure pour calculer l’épaisseur du manteau neigeux et prévenir les risques d’avalanche.

 

 

 

Aiguille du Génépi Des experts effectuent des relevés et la maintenance des installations.

 

 

 

Un projet sur les sédiments

Ces réseaux légers et facilement mis sur pied viennent compléter efficacement les traditionnelles collectes de données déjà réalisées par les scientifiques suisses. Par exemple celles effectuées dans le cadre du «Global Atmosphere Watch» qui est placé sous l’égide de l’Organisation météorologique mondiale ou celle de la station de la Jungfraujoch où opèrent les équipes des deux Ecoles polytechniques fédérales.

Swiss Experiment parviendra-t-il à aboutir aux modèles prédictifs espérés? Et si oui, dans quel horizon temps? Marc Parlange se charge d’apporter une réponse. «Nous avons les outils nécessaires mais il s’agit d’un processus en mouvement. La science se construit dans la durée. C’est en affinant petit à petit les résultats de recherche que nous y arriverons.» Dans l’intervalle, un nouveau projet de recherche sur le terrain sera mené par une équipe de l’EPFL près de Zinal, qui utilisera un nouveau type de capteur pour traquer le transport de sédiments dans un affluent du Rhône. Un phénomène très saisonnier et évidemment au paroxysme lors de la fonte des neiges chaque printemps.

 

 

 

Développement

SensorScope industrialise les stations Après avoir équipé Swiss Experiment et des programmes éducatifs, la start-up vaudoise vise le secteur de l’agriculture.

Pour mesurer la température de l’air et de la surface du sol, la vitesse et la direction du vent, l’humidité du sol, les précipitations ainsi que les radiations solaires, Swiss Experiment avait besoin de stations sans fil et autonomes énergiquement pour transmettre les informations à une base de données afin de les visualiser en temps réel via Internet. Si de telles installations existaient sur le marché, elles étaient soit trop chères pour permettre un maillage fin apte à suivre les évolutions d’un microclimat, soit trop imprécises.

Les laboratoires de Marc Parlange et le LCAV de Martin Vetterli à l’EPFL ont alors mis au point de nouvelles stations dans le cadre du projet de recherche Sensorscope. Toutefois, comme cela n’était pas leur vocation de produire en nombre ce genre de matériel, une start-up a été créée: SensorScope. Après avoir livré les quelque 200 stations à Swiss Experiment, l’entreprise a trouvé ses premiers clients dans le monde de la recherche. Principalement à l’Université de Princeton et à celle d’Hambourg. Des programmes éducatifs dans les cantons de Vaud et du Valais ainsi que dans le sud de la France s’en servent aussi pour sensibiliser les jeunes à l’environnement.

Désormais, la start-up vaudoise vise les immenses marchés mondiaux de l’agriculture. La possibilité de suivre avec précision les échanges entre l’atmosphère et le sol se révèle particulièrement intéressante pour ce secteur. En collaboration avec ses sous-traitants, comme la Tôlerie Industrielle Etagnières ou Cottet Electronic, Sensor-Scope adapte les stations scientifiques dans une version agricole qui va être déployée prochainement entre Sion et Martigny avant de se tourner vers l’exportation. [FD]

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