Les laves torrentielles sèment régulièrement la mort et la désolation. Une équipe de chercheurs a désormais mesuré ces flux d’eau, de terre et d’éboulis avec la plus grande précision. L’étude révèle des facteurs jusqu’ici inexpliqués qui déterminent la force destructrice des laves torrentielles - et aide ainsi à prendre des mesures de protection.
Les éboulements survenus dans la commune valaisanne de Blatten fin mai 2025 ou près du village grison de Brienz en juin 2023 ont rappelé le danger potentiel des glissements de terrain dans les Alpes. Les laves torrentielles sont également une forme de cette menace. Ces coulées d’eau, de matériaux fins et de blocs de roche se produisent typiquement après de fortes pluies sur des terrains escarpés et se déplacent rapidement le long d’un chenal. Ce faisant, elles détruisent souvent tout sur leur passage.
L’année dernière, de grandes laves torrentielles ont fait sensation, notamment à Sorte (GR), Fontana (TI) et dans la vallée de Saas (VS). On se souvient aussi de l’éboulement de Bondo (GR) en août 2017, suivi d’une coulée de boue qui a dévalé le val Bondasca sur une largeur de 100 mètres. Huit personnes avaient alors trouvé la mort.
De telles coulées de boue se produisent régulièrement à des endroits exposés, à des mois ou des années d’intervalle. Les scientifiques utilisent ce fait pour observer en direct les phénomènes naturels dans les régions où les laves torrentielles sont fréquentes.
Les chercheurs de l’ETH Zurich et du WSL étaient ainsi prêts lorsque, le 5 juin 2022, une lave torrentielle s’est déclenchée dans l’Illgraben, au-dessus de la commune valaisanne de Loèche, et que 25 000 mètres cubes de matériaux se sont déversés sur quatre kilomètres dans le lit de l’Illbach, avant que le torrent boueux ne se jette dans le Rhône à la hauteur de Susten. L’équipe de scientifiques a suivi le phénomène naturel à l’aide de plusieurs stations de mesure.
En haut de la vallée, elle a observé un front de deux mètres de haut à l’avant de la coulée de boue, qui avançait rapidement et contenait des blocs de roche d’un mètre cube. Plus bas dans la vallée, le flux de boue était plus lent, mais des vagues puissantes et rapides se produisaient régulièrement à la surface (voir vidéo). Pendant la demi-heure qu’a duré la coulée de boue, les chercheurs ont compté 70 poussées de vagues de ce type.
Les poussées se produisent spontanément
"On sait depuis longtemps que ces poussées jouent un rôle central dans la force destructrice des laves torrentielles", explique Jordan Aaron, professeur de géologie de l’ingénieur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’ETH Zurich. "Car les poussées rendent les coulées particulièrement puissantes et rapides" Selon Aaron, les processus physiques à l’origine des poussées étaient jusqu’à présent peu connus. Grâce aux mesures effectuées autour de la lave torrentielle de juin 2022 et à une modélisation basée sur ces mesures, les chercheurs en savent désormais plus : "Nous avons pu démontrer que les poussées se forment spontanément à la surface du courant. Elles proviennent de petites aspérités qui augmentent au fil du temps, devenant plus grandes et plus rapides, jusqu’à ce qu’elles atteignent leur puissance destructrice maximale"
Cette constatation est au c½ur d’une étude rédigée par une équipe dirigée par Aaron, en collaboration avec des chercheurs de l’Institut fédéral de recherche WSL et de l’Université de Manchester. "Notre analyse fournit de nouvelles connaissances sur la dynamique des laves torrentielles et permettra à moyen terme d’améliorer la gestion des dangers", explique Aaron. La dangerosité d’une lave torrentielle est en effet définie en grande partie par la force destructrice des poussées.
Sur la base de l’étude actuelle, il serait possible d’estimer à l’avenir si des poussées sont à attendre lors d’une lave torrentielle et quelle est leur force destructrice. On pourrait ainsi en déduire les forces auxquelles les murs des maisons ou les piliers des ponts doivent résister dans une zone de danger. Des mesures de protection telles que des digues ou des filets de retenue pourraient également être dimensionnées sur cette base.
Mesures à haute résolution
L’Illgraben, en amont de Loèche, est connu pour être le théâtre de plusieurs coulées de boue chaque année. Depuis 2000, la vallée est équipée d’instruments de mesure qui enregistrent les caractéristiques des laves torrentielles dans leur environnement naturel. Les conclusions de la nouvelle étude n’ont toutefois été possibles qu’après que l’événement de l’été 2022 a pu être mesuré avec une précision inédite.
Cela s’est fait à l’aide de scanners laser 3D de haute précision, appelés lidars. Ces appareils permettant de déterminer la distance et la vitesse ont été développés à l’origine pour les voitures à conduite autonome. En juin 2022, cinq scanners Lidar et six caméras vidéo à haute vitesse ont enregistré la coulée de boue dans l’Illgraben (voir vidéo). La surface de la coulée de boue a été détectée à trois endroits avec une résolution spatiale de 2 cm et une résolution temporelle de 0,1 seconde. Cela a permis de calculer l’épaisseur et la vitesse de la lave torrentielle.
Grâce aux données de mesure, les chercheurs ont pu émettre une hypothèse sur les processus physiques sous-jacents et développer un modèle numérique. Ce modèle mathématique est utilisé pour reproduire de manière réaliste la progression de la coulée de boue (voir la vidéo ci-dessous).
Les blocs de roche influencent la dynamique de l’écoulement
Les chercheurs ont également pu déduire des données de mesure que les gros blocs de roche influencent fortement la dynamique locale de l’écoulement. "Ce phénomène n’est pas pris en compte dans la plupart des prévisions actuelles sur les laves torrentielles", explique Aaron. "En pouvant désormais observer et mesurer ces effets sur le terrain, nous obtenons une description plus précise et une meilleure compréhension de ces processus naturels"
Référence bibliographique
Aaron J, Langham J, Spielmann R, Hirschberg J et al : Detailed observations reveal the genesis and dynamics of destructive debris-flow surges. Communications earth & environment, 16 juillet 2025, DOI : 10.1038/s43247-025-02488-7
