Atténuer les risques et accroitre la sécurité : tels sont les buts des activités menées par les spécialistes de l’institut de recherche ISI de la BFH. Dans le domaine de compétences Géotechnique et phénomènes naturels, par exemple, les scientifiques élaborent de nouvelles solutions pour la géotechnique et les travaux spéciaux de génie civil. Promouvoir la protection des eaux et accroitre la sécurité face aux dangers naturels sont des préoccupations qui figurent aussi au cœur de leurs recherches. Celles-ci ont toujours pour but de fournir une contribution au développement durable, à la sécurité et à la qualité de vie dans les zones rurales et urbaines.

Avec le changement climatique, les évènements extrêmes deviennent plus fréquents dans la nature, en Suisse comme dans le reste du monde. Les étés 2021 et 2022 illustrent bien cette évolution. Le premier s’est caractérisé par des températures (trop) fraiches, de la grêle, de violentes précipitations, ainsi que les crues et inondations massives qui en ont découlé. Le second a connu de longues canicules, une sècheresse extrême et par endroits de forts orages de grêle.

De tels extrêmes sont mauvais tant pour l’homme que pour l’environnement. L’an dernier, la grêle et l’excès d’eau ont provoqué des pertes de récoltes. Cet été, les lits parfois asséchés des ruisseaux et rivières, ainsi que la température trop élevée de l’eau, ont fait mourir des poissons. L’approvisionnement en eau est aussi devenu problématique par endroits.

La plus grande fréquence de ces évènements résulte en partie du changement climatique, mais le renforcement des interventions humaines dans l’environnement y contribue aussi.

Le fait que l’eau des fortes précipitations ne puisse pas s’infiltrer dans le sol n’est pas lié seulement à la sècheresse. De nombreux sols ont été drainés et compactés par de lourds engins. De plus, le paysage de la Suisse est fortement urbanisé et construit, si bien que l’eau s’écoule trop rapidement. Les débits et les pics de crues s’en trouvent renforcés, alors que l’eau manque pendant les périodes sèches.

Pour améliorer la situation, il faut lutter contre le changement climatique, mais aussi œuvrer pour remettre les systèmes perturbés par l’homme dans leur état originel naturel, par exemple le cours des ruisseaux et des rivières. À cet effet, il est important de disposer d’une vue d’ensemble des systèmes naturels.

Les projets et prestations en cours ou achevées du domaine de compétences Géotechnique et phénomènes naturels illustrent bien cette situation :

À l’aide d’un modèle réduit conforme à la réalité, à l’échelle 1:30, des scientifiques ont examiné les effets d’une lave torrentielle dans le Rotenfluegraben, dans la partie supérieure de l’Emmental. Le résultat des essais s’est avéré réjouissant : le danger pour les personnes, les bâtiments et les infrastructures pouvait être qualifié de « faible », même en cas d’évènement extrême. Par conséquent, aucune mesure de construction destinée à protéger des surfaces n’était nécessaire.

À l’aide d’un modèle réduit conforme à la réalité, à l’échelle 1:30, des scientifiques ont examiné les effets d’une lave torrentielle dans le Rotenfluegraben, dans la partie supérieure de l’Emmental. Le résultat des essais s’est avéré réjouissant : le danger pour les personnes, les bâtiments et les infrastructures pouvait être qualifié de « faible », même en cas d’évènement extrême. Par conséquent, aucune mesure de construction destinée à protéger des surfaces n’était nécessaire.

Les essais menés sur le modèle spécialement construit à cet effet étaient les premiers de ce type à être réalisés à la BFH. Les scientifiques ont encore pu étendre leur savoir-faire et leurs compétences grâce à ce projet et proposeront à l’avenir des tests de ce type sous la forme de prestations pour le domaine de l’aménagement des cours d’eau et des dangers naturels. Le modèle ne permet pas seulement d’étudier comment les laves torrentielles se comportent en fonction de leur taille, mais aussi de tester l’efficacité des mesures de protection en les appliquant directement à échelle réduite. On peut notamment citer la construction de barrières pour laves torrentielles ou les adaptations de terrain qui incitent le flux à quitter le chenal et donc à perdre de sa force. Contrairement à une simulation purement informatique, le modèle réel permet de dire plus exactement quelle mesure exerce quel effet sur la lave torrentielle. Le travail supplémentaire lié à la construction du modèle se justifie donc.

Le changement climatique accroit le risque de chutes de pierres dans les zones à avalanches. Afin de sécuriser les paravalanches, on a mis au point des claies métalliques qui arrêtent la neige, mais résistent aussi aux chutes de pierres. Celles-ci sont fixées dans les rangées supérieures des ouvrages, en dessous des zones rocheuses dont peuvent se détacher des pierres, afin de protéger les rangées situées en aval. La structure porteuse des claies métalliques a été renforcée à l’aide d’éléments amortisseurs qui réduisent le pic de pression dynamique et permettent d’absorber les chutes de pierre sans dommages.