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Le spectacle de lumière secret de Snow : les scientifiques révèlent ce qui le fait vraiment briller

SciTechDaily

Qu’est-ce qui fait réellement scintiller la neige lors des beaux jours ? Comprendre les nuances de la réponse peut aider à tout, depuis une meilleure prévision des avalanches jusqu'à des conditions routières hivernales plus sûres. Crédit : Mathieu Nguyen

Comprendre les propriétés optiques de la neige pourrait permettre des progrès allant de l'amélioration des techniques de déneigement à une sécurité accrue en cas d'avalanche.

On pourrait penser que la neige, entre toutes, est facile à décrire : elle est froide, blanche et recouvre le paysage comme une couverture. Qu'y a-t-il d'autre à dire à ce sujet ?

Beaucoup, selon Mathieu Nguyen. Il vient de soutenir sa thèse de doctorat sur les propriétés optiques de la neige à l'Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU) à Gjøvik.

« La neige reflète toutes les longueurs d’onde de la lumière et peut avoir des couleurs très différentes selon les conditions et l’angle sous lequel la lumière la frappe. L’âge et la densité de la neige ainsi que la pollution de l’air affectent également son apparence. L'apparence de la neige est une question très compliquée », explique Nguyen.

Il a analysé plus d'un millier d'images de neige. « Ce type de méthode peut être utilisé dans un certain nombre de technologies de capteurs qui vont de nous fournir une meilleure base de décision pour le moment où les routes doivent être dégagées jusqu'à la surveillance plus étroite du risque d'avalanche en montagne. »

Un paysage de miroirs

Entre autres choses, Nguyen a étudié comment la neige absorbe et réfléchit la lumière, et la façon dont le soleil fait scintiller les cristaux de neige a suscité un intérêt particulier.

Il pense que la beauté des paysages hivernaux pourrait être la clé pour répondre à un certain nombre de questions qui intriguent les chercheurs depuis de nombreuses années.

Mais d’abord, qu’est-ce qui fait scintiller la neige lors des journées ensoleillées ?

« La neige est une accumulation de cristaux de glace. Lorsque les conditions sont idéales, ils agissent comme de minuscules miroirs. S'ils sont placés au bon angle, ils réfléchissent la lumière du soleil directement vers vous et brillent comme des « étincelles » dans le paysage », explique Nguyen.

Paysage d'hiver

La magnifique interaction du soleil et de la neige dans le paysage hivernal pourrait fournir aux chercheurs des réponses aux questions qui les intéressent depuis de nombreuses années. Crédit : Mathieu Nguyen

Potentiel énorme

De nombreuses études ont été menées sur la façon dont différents métaux scintillent de cette manière, mais l'éclat de la neige est encore mal compris.

« Si nous voulons avoir des voitures entièrement autonomes ici en Norvège, ce type de technologie contribuera également à rendre les déplacements plus sûrs sur les routes d'hiver », explique Nguyen.

Nguyen a donc cherché à découvrir comment ces étincelles varient en contraste et en densité dans des images de neige dans différentes conditions. Il espère que cela fournira une méthode d’analyse permettant de classer différents types de neige à partir d’images.

Ce n’est pas possible actuellement.

Mathieu Nguyen

Mathieu Nguyen a analysé plus d'un millier de photos de neige. Crédit : Mads Wang-Svendsen

« Ce type de méthode peut être utilisé dans un certain nombre de technologies de capteurs qui vont de nous fournir une meilleure base de décision concernant le moment où les routes doivent être dégagées jusqu'à la surveillance plus étroite du risque d'avalanche en montagne. Si nous voulons avoir des voitures entièrement autonomes ici en Norvège, ce type de technologie contribuera également à rendre les déplacements plus sûrs sur les routes d'hiver », déclare Nguyen.

Nécessite des images du monde entier

Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont collecté des données que dans divers endroits de l’est de la Norvège. Les résultats sont prometteurs et montrent que le pétillant peut être utilisé pour classifier la granulométrie de la neige.

Cependant, être capable de classer plus précisément le type de neige nécessite un volume de données bien plus important que celui sur lequel ils ont travaillé jusqu'à présent. De préférence avec des images du monde entier.

« Il sera important d’obtenir des images d’autres endroits où l’environnement est différent. Comprendre comment différents niveaux de pollution jouent un rôle dans l’apparence et les propriétés de la neige sera crucial », explique Nguyen.

Une expérience pour l'avenir

En plus d'être difficile à interpréter à partir d'images, la neige s'est depuis longtemps révélée étonnamment difficile à reproduire numériquement.

« Les représentations artificielles que nous avons aujourd'hui de la neige dans les jeux informatiques et les simulateurs ne sont guère meilleures que les surfaces blanches », explique Nguyen.

Ses découvertes ont également montré des résultats prometteurs dans ce domaine. Il pense que son travail offrira aux personnes qui n'ont pas accès à la neige de bonnes expériences hivernales, même dans un avenir où il y aura peut-être beaucoup moins de neige.

Selon l'Institut météorologique norvégien, plus d'un million de Norvégiens vivront en 2050 dans des endroits où les conditions hivernales sont inférieures à un mois. De plus, une étude récente parue dans la revue Nature a confirmé que l’ensemble de l’hémisphère Nord est confronté à un avenir avec moins de neige en raison du changement climatique anthropique.

« Si nous voulons enseigner à quelqu'un qui n'a jamais vu de neige auparavant ce qu'elle est, nous devons être capables de la reproduire dans toute sa complexité », explique Nguyen.

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