Models for powder snow avalanches: comparison of two approaches

Two models are considered in this paper: one was proposed in Kulikovskiy and Sveshnikova (1977) and is referred here as KS-model, the second was described in Beghin and Brugnot (1983), and is referred here as BB-model. Both models treat the powder avalanche as a cloud of finite length and calculate the front velocity, the dimension and the mean density of the cloud. They are very similar as the geometry of the cloud is assumed to be an elliptic half-cylinder. The BB-model is included in a software presently used in France for design purposes. It contains some simplifying assumptions that are not needed in the KS-model. The aim of this paper is to study the validity of the BB-model simplifications by comparison of the two models. We first simulate the Beghin and others (1981) experiments in water by KS-model and then compare the two models' results in the case of a snow avalanche on a uniform slope. We find that an appropriate choice of the air entrainment coefficient value for the KS-model leads to reasonable similar results for the two models, in both cases for large ranges of slope and cloud density. / Deux modèles sont considérés dans cet article : le premier a été proposé dans Kulikovskiy et Sveshnikova (1997), il est nommé ici modèle KS, le second a été décrit par Beghin et Brugnot (1983), il est nommé modèle BB. Les deux modèles traitent l'avalanche aérosol comme un nuage de longueur finie et calculent la vitesse du front, les dimensions et la densité du nuage. Il sont très similaires car la géométrie du nuage est considérée comme semi éliptique. Le modèle BB est actuellement inclus dans un logiciel utilisé en France en expertise. Il contiens quelques hypothèses simplificatrices qui ne sont pas utiles dans le modèle KS. Le but de cet article est d'étudier la validité des simplifications du modèle BB par la comparaison des deux modèles. Nous simulons d'abord les expériences dans l'eau de Behgin et al. (1981), puis nous comparons les résultats des deux modèles dans le cas d'une avalanche sur une pente uniforme. Nous trouvons qu'un choix approprié pour le paramètre d'entrainement d'air du modèle KS conduit à des résultats raisonnablement semblables pour les deux modèles, dans les deux cas et pour de larges gammes de pente et de densité.