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Alban Ligné

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La Neige

Dès l'arrivée de l'hiver, des passionnés voir des adorateurs de la neige n'attendent que ce moment, oui celui de la chute de neige qui recouvrira de son manteau blanc les pentes de nos montagnes. Alpinistes, skieurs, free-riders, pratiquants de la raquettes à neige et tant d'autres sont avides de cette douce et tendre structure qu'est la neige.

Mais qu'est-ce que la neige ? Comment tombe t-elle ? Et pourquoi peut elle être si cruelle ? Je vais tenter de répondre le plus simplement mais le plus complet possible à ces questions.

Les différents états de l'eau :
L'eau dans la nature est présente sous forme de différents états, on en connaît trois. L'état LIQUIDE qui est la plus présente sur Terre, l'état SOLIDE représenté en tant que cristal de neige ou de glace et l'état GAZEUX qui est invisible à l'oeil nu (en aucun cas il n'est vapeur d'eau, celle-ci appartient aux liquides).

D'un état à l'autre :
- Pour passer du SOLIDE au LIQUIDE au GAZ il faut absorption de chaleur.
- Pour passer du GAZ
au LIQUIDE au SOLIDE il faut dégagement de chaleur.

La formation de neige fraîche :
La neige se forme dans les nuages à partir de la vapeur d'eau qui y est présente à des températures négative, on dit que l'eau est à l'état liquide en surfusion.
Celle-ci se condense en glace sur des impuretés (poussières, sable,particules salines, végétales, météore, terre, etc...) qui se trouvent dans le nuage et que l'on appelle noyaux de congélation pour la neige (noyau de condensation pour la pluie).
C'est alors que les germes de glace apparaissent et sont le point de départ des cristaux de neige fraîche. De Forme hexagonale, les germes de glace grossissent avec la vapeur d'eau tout en gardant la symétrie hexagonale du germe.


Le Germe (ou noyau)

Les différentes formations de cristaux en fonction de la température
Les gouttelettes en surfusions s'accumulent sur le germe et donne différents cristaux de neiges suivant la température de l'air du nuage, cette croissance se fait selon des axes différents, ce qui explique l'origine des trois formes originelles. C'est alors que les germes de glace apparaissent et sont le point de départ des cristaux de neige fraîche. De Forme hexagonale, les germes de glace grossissent avec la vapeur d'eau tout en gardant la symétrie hexagonale du germe.

-6° à -10°
Les gouttelettes s'accumulent sur les faces supérieures et inférieures du germe.
Ce cristal s'appelle AIGUILLE.
-10° à -12°
Les gouttelettes s'accumulent sur les tranches du germe.
Ce cristal s'appelle PLAQUETTE.
-13° à -20°
Les gouttelettes s'accumulent sur les arrêtes du germe.
Ce cristal s'appelle ÉTOILE.

Les températures dans un nuage varient, c'est pourquoi en tombant, le cristal rencontre différentes conditions de température, de ce fait, un même cristal peut avoir des formes combinant les trois principales, voire ne plus leur ressembler tant les combinaisons peuvent être complexes.

Les différents de cristaux rencontrés dans le manteau neigeux

La neige fraîche
C'est la plus caractéristique, elle regroupe les trois formations précédemment citées ; l'étoile de neige fraîche avec ses six branches, la plaquette et l'aiguille. Elle mesure de un à cinq millimètres.
Les Particules reconnaissables
Leur nom vient du fait qu'en les observant, on reconnaît encore de quel cristal elles sont issues, car sa forme originelle est restée. C'est une étoile de neige fraîche dont deux ou trois branches seront cassées . Elle mesure de un à cinq millimètres.
ou
Les grains fins
Les grains fins sont de minuscules particules sphériques mesurant moins de 0,5 mm.
Les grains ronds
Ils sont caractéristiques de la neige humide (ou mouillée), alors que les autres cas correspondent à la neige sèche (les espaces entre les grains ou cristaux ne contiennent que de l'air). Sphériques et lisses, ils font plusieurs millimètres de diamètre.
Les grains à faces planes
Ce sont des grains anguleux qui présentent des faces planes, mais aussi des angles marqués. ils ont une taille de l'ordre du millimètre, à peine un peu plus.
Les Gobelets
Également considérés comme des grains anguleux, ils ont la forme de pyramides striées, généralement creuses et peuvent mesurer plusieurs millimètres.
La neige roulée
Un cas à part, elle se forme à partir des gouttelettes d'eau liquide (et non à partir de la vapeur d'eau) présentes dans le nuage (malgré sa température négative). Elles gèlent sur le cristal de neige lui donnant cet aspect boursouflé.
Le givre de surface
Il se forme à la surface du manteau neigeux, il ne tombe pas du ciel comme la neige, mais condense en surface lors des nuits froides avec un air suffisamment humide et par ciel clair.
Le givre opaque
Il apparaît par temps de brouillard venteux et froid, il se présente sous la forme d'accumulations de glace blanche compacte, constituées d'air et de gouttelettes d'eau congelées. Il se dépose sur des objets faisant obstacle au brouillard en surfusion, à son contact l'eau congèle instantanément.
rien
merci à l'ANENA pour ses informations et ses photos


Le manteau neigeux
C'est la hauteur des accumulations de neiges différentes et successives du sol à la surface.


Stabilité, tension et résistance du manteau neigeux

Les métamorphoses de la neige
La neige n'est pas inerte, elle ne cesse de se transformer sous l'effet des conditions météorologiques qui influencent le gradient de température. Les cristaux et les grains se modifient, évoluent et passent d'une forme à une autre, par passer de la chute de neige fraîche à la fonte en eau.

Le gradient de température c'est la différence de température par rapport à une hauteur. En l'occurrence c'est la différence entre la température inférieure et supérieure d'une couche divisée par sa hauteur.

Les métamorphoses de la neige sèche

Métamorphose de faible gradient
0°/cm < G < 0,05°/cm
ou
0°/m < G < 5°/m

Évolution de la neige sous ce gradient :
40 à 100 kg/m3          
200 à 400 kg/m3

Les grains fins forment une cohésion de frittage qui est la meilleur cohésion.

 

Sous ce gradient il y a très bonne stabilité
Métamorphose de moyen gradient
0,05°/cm < G < 0,2°/cm
ou
5°/m < G < 20°/m

Évolution de la neige sous ce gradient :
40 à 100 kg/m3          
250 à 350 kg/m3
ou
40 à 100 kg/m3          
250 à 350 kg/m3

 

Sous ce gradient on tend vers l'instabilité

Métamorphose de fort gradient
0,2°/cm < G
ou
20°/m < G

Évolution de la neige sous ce gradient, on part bien évidemment d'une neige fraîche :
         
250 à 350 kg/m3
ou
         
250 à 350 kg/m3
ou
         
250 à 350 kg/m3

 

Sous ce gradient il y a instabilité.
Aucune cohésion

 

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